高壓變頻器如何應(yīng)用在熱電廠鍋爐恒壓供水上？
發(fā)布時間：2019-08-02 16:23:07來源：
我國大型異步電動機應(yīng)用變頻調(diào)速剛剛起步，可是，國外已經(jīng)廣泛使用，而且隨著電力電子器件的發(fā)展，高壓變頻裝置的型式也是多種多樣。按拓撲結(jié)構(gòu)分就有IGBT直接串聯(lián)型，三電平型和多單元串聯(lián)電壓疊加型等。
通過長期的運行實踐可以發(fā)現(xiàn)：大功率風機、水泵等需調(diào)速的設(shè)備運用高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)驅(qū)動表現(xiàn)出良好的經(jīng)濟效益、其可靠性也得到保證。而且,變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速、起動和制動性能、易于自動化控制、高效率、高功率因數(shù)、良好的節(jié)電效果及廣泛的適用范圍等優(yōu)點被國內(nèi)外公認為是比較有發(fā)展前途的調(diào)速方式
在低壓變頻器驅(qū)動的低壓電動機進行節(jié)能改造后，驅(qū)動大型水泵和風機的高壓大功率電動機的節(jié)能改造正在以驚人的速度推進，高壓變頻器、內(nèi)饋調(diào)速等多種高壓電動機的調(diào)速方法發(fā)展迅速，特別是高壓頻器以良好的調(diào)速性能和較高的效率得到了廣大客戶的認可。
二、工況
某集團是世界輪胎20強、全國三大輪胎生產(chǎn)廠家和全國1000戶比較大工業(yè)企業(yè)之一。擁有橡膠、水泥、機電和電廠等分公司，其中電廠有兩個15MW的發(fā)電機組和一個30MW的發(fā)電機組，除了給自主產(chǎn)供電、供氣外，還給市區(qū)供曖、供電。15MW的兩個發(fā)電機組共有三臺鍋爐組成，三臺鍋爐的給水泵由四臺355KW/10KV的高壓電機驅(qū)動，正常運行的時候是三用一備。
經(jīng)過多方的研究和論證，將鍋爐給水泵由原來的閥門調(diào)節(jié)改為變頻調(diào)速恒壓給水?？紤]到壓力變化差不大，只將2＃給水泵進行變頻節(jié)能改造。
經(jīng)過多方的研究和論證，將鍋爐給水泵由原來的閥門調(diào)節(jié)改為變頻調(diào)速恒壓給水?？紤]到壓力變化差不大，只將2＃給水泵進行變頻節(jié)能改造。
三、改造方案
近兩年，高壓變頻器發(fā)展迅猛，涌現(xiàn)出生產(chǎn)高壓變頻器的大小廠數(shù)十家。但是，各廠家的主拓撲結(jié)構(gòu)都相差無幾。通過各種途徑的考察與比較，某集團比較終選擇江蘇力普電子科技有限公司的自主研發(fā)、生產(chǎn)的多單元串聯(lián)的高─高形式的LP—HV系列高壓變頻器，這種結(jié)構(gòu)的高壓變頻器具有良好的輸入、輸出波形，非常高的性價比，可靠性高，即便個別單元有故障，也可將其所在的一組單元旁路，降頻使用。這對于風機、水泵的運行特性具有相當?shù)目煽啃浴?/div>
下面是LP-HV系列高壓變頻器主回路原理圖：
以下是輸入、輸出電流波形圖和輸出電壓波形圖。
(一)根據(jù)現(xiàn)場情況和可具備的各種條件，決定采取以下改造方案：
1. 2＃給水泵采用一拖一的方式，因有備用設(shè)備未使用工頻旁路系統(tǒng)；
2. 從母管上取壓力變送器的4~20mA電流信號作為反饋，給定頻率根據(jù)用戶從DCS系統(tǒng)直接給定；
3. 運行信號、停止信號從DCS系統(tǒng)給定；
4. 高壓變頻器的狀態(tài)信號從變頻器的控制柜里送到DCS系統(tǒng)，以便實時觀察；
5. 改造后的母管壓力值達到工藝要求6.8MPa以上；
6. 將每臺水泵的旁通閥關(guān)閉，用高壓變頻器調(diào)節(jié)高壓電機的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)所需的流量。
(二)閉環(huán)控制：
將各泵的旁通閥關(guān)閉，利用變頻系統(tǒng)自帶的PID功能實現(xiàn)的閉環(huán)控制，由DCS給出給定連續(xù)可調(diào)的4~20mA對應(yīng)0~10MP壓力，由母管上的壓力變壓器0~10MP壓力信號對應(yīng)4~20mA反饋給變頻器，通過PID功能來控制輸出轉(zhuǎn)速的高低，實現(xiàn)自動調(diào)整給水流量的目的。
四、效益分析
根據(jù)水泵的運行特性 ，流量與轉(zhuǎn)速成正比，電機的功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，即，因此，當然用水量降低的時候可以用降低電機的轉(zhuǎn)速來滿足生產(chǎn)需，而無需再用閥門調(diào)節(jié)，如此就可以省下用閥門調(diào)節(jié)損耗的電能了。以下是2＃水泵變頻改造前和改造后的數(shù)據(jù)對比（采集一個月的數(shù)據(jù)，得出平均值，每月按30天計算，每年按330天計算）：
| 項目 | 功率(kW) | 電費(元) | 出口壓力(MPa) | 平均日用電量(kW.h) | 平均年用電量(kW.h) | 平均年省電量(kW.h) | 平均年節(jié)省電費(元) |
| 改造前 | 355 | 0.52 | 8.0 | 7647 | 2523510 | - | - |
| 改造后 | 355 | 0.52 | 7.0 | 5739 | 1893870 | 629640 | 327412.80 |