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案例頻道一、概述
阜康熱電有限責任公司（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立式旋風爐，2臺12MW發電機組。自2003年起陸續新上1臺75t鏈條爐，4臺75t循環流化床鍋爐。2005年中期，我公司5#、6#鍋爐引風機和一次風機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，至今運行穩定。同時對原有的熱控系統進行了大量的改造升級，將原來的電單元組合儀表（常規儀表）系統改成分散控制系統（DCS），DCS為上海華文自動化系統工程有限公司的HPCS-3000系統。下文以引風機變頻器的應用為例對其進行節能和與計算機接口方面的分析。
二、運行現場環境
應用于我廠引風機的合康高壓變頻器安裝于鍋爐和灰庫之間。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，除塵方式是手動吹灰，但是灰塵仍然很大，2008年準備進行排風除塵改造。
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，其產品規格和各項性能指標參數如下表一至表四。
表一 產品規格
|
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 |
|
適配電機容量（kW） PD |
500 |
額定輸出電壓（kV) Uo |
6 |
|
額定輸入功率因數 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的性能指標
|
型號 |
Y450Z-6 |
頻率（Hz） |
50 |
|
功率（kW） |
500 |
功率因數COSφ |
0.85 |
|
額定電壓(kV) |
6 |
接法 |
Y |
|
額定電流（A） |
59.9 |
環境溫度 |
40℃ |
|
絕緣等級 |
F |
轉速r/min |
985 |
表三 高壓變頻器運行時的技術參數
|
運行頻率（Hz） |
37.59 |
設定頻率（Hz） |
37.59 |
|
運行轉速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 電動機工頻運行時的技術參數
|
額定電壓（kV) |
6.3 |
運行電流（A） |
50.3 |
|
運行轉速r/min |
985 |
額定電流（A） |
59.9 |
|
運行時的功率因數 |
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、節能效果分析
節能效率：η=（466-265）/466=43%
圖一 高壓電機工頻啟動和變頻啟動的曲線圖
五、變頻器可操作性分析
從機組操控設備來看高壓變頻器，其穩定的性能是用戶購買時普遍關注的。同時，由于其拖動的設備多是對機組運行工況進行調整的，比如引風機是調節爐膛負壓的設備、送風機是調節鍋爐爐膛氧量的設備，排粉機是鍋爐燃燒煤粉輸送的動力等等，因此高壓變頻的應用過程中，其可操作性是另一個很重要的指標。
從我廠的使用經驗來看，北京合康億盛科技有限公司生產的高壓變頻器，在與分散控制系統（DCS）的接口上比較方便，可操作性較強，對給定和反饋狀態的方式和手段比較完備（頻率指令給定）。其監控信號包括變頻電機的實際工作頻率、一次開關側的電流、電壓等模擬量信號，以及遠程的啟動、停止、故障報警、緊急停車等開關量信號；給定的指令是標準的4~20mADC信號，應用中其調節精度是0.2%，分辨率0.01Hz。指令輸出后，變速過程為平滑穩定的漸進指令值，無任何的信號抖動。同時接近低轉速時，動力運轉很平穩，因此，運行的參數調節也就可調，穩調了。預期在燃燒自動調節這個技術較復雜的控制難點上，其穩定的可調性，為自動調節的實現提供了強大的支持。
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，應該加信號隔離，避免諧波干擾DCS傳輸的模擬量信號。這是應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任有限公司運行3年來，其性能穩定、節能效果明顯，可以根據鍋爐的燃燒情況進行風量調節，大大提高鍋爐的穩定性，并且節煤效果很好，提高了運行的經濟性。
在鍋爐引送風的燃燒系統中應用高壓變頻器能節能降耗，是國家大力提倡節能降耗政策不可缺少的技術手段。除此之外，變頻器對鍋爐的穩定運行也起著決定性的作用。根據高壓變頻器的性能及工作原理，可以廣泛地應用在電力、冶金、石化、水泥、礦山等需要用到高壓電機驅動的各個行業，當然也包括象阜康熱電有限責任公司這樣的熱電行業。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號