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案例頻道一、概述
阜康熱電有限責(zé)任公司（前身是梅河口熱電廠于2003年改制，位于吉林省西部），始建于1992年，有3臺75t立式旋風(fēng)爐，2臺12MW發(fā)電機(jī)組。自2003年起陸續(xù)新上1臺75t鏈條爐，4臺75t循環(huán)流化床鍋爐。2005年中期，我公司5#、6#鍋爐引風(fēng)機(jī)和一次風(fēng)機(jī)采用北京合康億盛科技有限公司的高壓變頻器，并在同年12月投入使用，至今運行穩(wěn)定。同時對原有的熱控系統(tǒng)進(jìn)行了大量的改造升級，將原來的電單元組合儀表（常規(guī)儀表）系統(tǒng)改成分散控制系統(tǒng)（DCS），DCS為上海華文自動化系統(tǒng)工程有限公司的HPCS-3000系統(tǒng)。下文以引風(fēng)機(jī)變頻器的應(yīng)用為例對其進(jìn)行節(jié)能和與計算機(jī)接口方面的分析。
二、運行現(xiàn)場環(huán)境
應(yīng)用于我廠引風(fēng)機(jī)的合康高壓變頻器安裝于鍋爐和灰?guī)熘g。因為灰塵特別大，溫度特別高，長期運行在60~70℃之間，每年需清掃兩次控制柜的濾網(wǎng)，除塵方式是手動吹灰，但是灰塵仍然很大，2008年準(zhǔn)備進(jìn)行排風(fēng)除塵改造。
三、能效分析
北京合康億盛科技有限公司高壓變頻器的型號是HIVERT-Y06/061，其產(chǎn)品規(guī)格和各項性能指標(biāo)參數(shù)如下表一至表四。
表一 產(chǎn)品規(guī)格
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額定容量（kVA） P0 |
630 |
輸入電壓(kV) Ui |
6 |
|
額定輸入電流（A） Ii0 |
61 |
額定輸入頻率（Hz） |
50-60 |
|
適配電機(jī)容量（kW） PD |
500 |
額定輸出電壓（kV) Uo |
6 |
|
額定輸入功率因數(shù) COSφi |
≥0.96 |
輸出頻率范圍（Hz） |
0-50 |
表二 與高壓變頻器配合的電動機(jī)的性能指標(biāo)
|
型號 |
Y450Z-6 |
頻率（Hz） |
50 |
|
功率（kW） |
500 |
功率因數(shù)COSφ |
0.85 |
|
額定電壓(kV) |
6 |
接法 |
Y |
|
額定電流（A） |
59.9 |
環(huán)境溫度 |
40℃ |
|
絕緣等級 |
F |
轉(zhuǎn)速r/min |
985 |
表三 高壓變頻器運行時的技術(shù)參數(shù)
|
運行頻率（Hz） |
37.59 |
設(shè)定頻率（Hz） |
37.59 |
|
運行轉(zhuǎn)速r/min |
751 |
壓力 |
0 |
|
輸入電壓（kV) |
6.219 |
輸入電流（A） |
25.66 |
|
輸出電壓（kV) |
4.733 |
輸出電流（A） |
40.07 |
表四 電動機(jī)工頻運行時的技術(shù)參數(shù)
|
額定電壓（kV) |
6.3 |
運行電流（A） |
50.3 |
|
運行轉(zhuǎn)速r/min |
985 |
額定電流（A） |
59.9 |
|
運行時的功率因數(shù) |
0.90 |
運行頻率（Hz） |
50 |
|
絕緣等級 |
F |
額定容量（kW） |
500 |
變頻運行器時的輸入功率：P入=6.219*25.66*0.96=265（kW）
工頻時的功率： P工頻=6.3*50.3*0.85=466（kW）
四、節(jié)能效果分析
節(jié)能效率：η=（466-265）/466=43%
圖一 高壓電機(jī)工頻啟動和變頻啟動的曲線圖
五、變頻器可操作性分析
從機(jī)組操控設(shè)備來看高壓變頻器，其穩(wěn)定的性能是用戶購買時普遍關(guān)注的。同時，由于其拖動的設(shè)備多是對機(jī)組運行工況進(jìn)行調(diào)整的，比如引風(fēng)機(jī)是調(diào)節(jié)爐膛負(fù)壓的設(shè)備、送風(fēng)機(jī)是調(diào)節(jié)鍋爐爐膛氧量的設(shè)備，排粉機(jī)是鍋爐燃燒煤粉輸送的動力等等，因此高壓變頻的應(yīng)用過程中，其可操作性是另一個很重要的指標(biāo)。
從我廠的使用經(jīng)驗來看，北京合康億盛科技有限公司生產(chǎn)的高壓變頻器，在與分散控制系統(tǒng)（DCS）的接口上比較方便，可操作性較強，對給定和反饋狀態(tài)的方式和手段比較完備（頻率指令給定）。其監(jiān)控信號包括變頻電機(jī)的實際工作頻率、一次開關(guān)側(cè)的電流、電壓等模擬量信號，以及遠(yuǎn)程的啟動、停止、故障報警、緊急停車等開關(guān)量信號；給定的指令是標(biāo)準(zhǔn)的4~20mADC信號，應(yīng)用中其調(diào)節(jié)精度是0.2%，分辨率0.01Hz。指令輸出后，變速過程為平滑穩(wěn)定的漸進(jìn)指令值，無任何的信號抖動。同時接近低轉(zhuǎn)速時，動力運轉(zhuǎn)很平穩(wěn)，因此，運行的參數(shù)調(diào)節(jié)也就可調(diào)，穩(wěn)調(diào)了。預(yù)期在燃燒自動調(diào)節(jié)這個技術(shù)較復(fù)雜的控制難點上，其穩(wěn)定的可調(diào)性，為自動調(diào)節(jié)的實現(xiàn)提供了強大的支持。
值得一提的是，由于變頻器的諧波干擾比較大，所以在與DCS的接口上，主要是模擬量信號指令和反饋，應(yīng)該加信號隔離，避免諧波干擾DCS傳輸?shù)哪M量信號。這是應(yīng)用過程中必須要重視的問題。
圖二 高壓變頻與DCS的接口圖
六、結(jié)論
北京合康億盛科技有限公司型號為HIVERT-Y06/061的高壓變頻器在阜康熱電責(zé)任有限公司運行3年來，其性能穩(wěn)定、節(jié)能效果明顯，可以根據(jù)鍋爐的燃燒情況進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)，大大提高鍋爐的穩(wěn)定性，并且節(jié)煤效果很好，提高了運行的經(jīng)濟(jì)性。
在鍋爐引送風(fēng)的燃燒系統(tǒng)中應(yīng)用高壓變頻器能節(jié)能降耗，是國家大力提倡節(jié)能降耗政策不可缺少的技術(shù)手段。除此之外，變頻器對鍋爐的穩(wěn)定運行也起著決定性的作用。根據(jù)高壓變頻器的性能及工作原理，可以廣泛地應(yīng)用在電力、冶金、石化、水泥、礦山等需要用到高壓電機(jī)驅(qū)動的各個行業(yè)，當(dāng)然也包括象阜康熱電有限責(zé)任公司這樣的熱電行業(yè)。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號