久久久91-久久久91精品国产一区二区-久久久91精品国产一区二区三区-久久久999国产精品-久久久999久久久精品

摘要：本文針對新能源發(fā)電廠鍋爐給水系統(tǒng)的高壓變頻改造應用，提出了整體解決方案，結合現(xiàn)場實際應用情況，分析論證了鍋爐給水系統(tǒng)采用變頻調(diào)速后的節(jié)電效果及良好的經(jīng)濟效益。

關鍵詞：電力能源；鍋爐給水系統(tǒng)；調(diào)速節(jié)能；變頻改造

Abstract: This paper puts forward the overall solution to solve the problem of the application of high-voltage variable frequency transformation in the boiler feed water system of new energy power plant. Based on the practical application, the power-saving effect and economic benefit of the boiler feed water system after adopting variable frequency speed regulation are analyzed and demonstrated.

Key words: Electric energy; Boiler feed water system; Speed regulation and energy saving; Frequency conversion retrofit

1 引言

電力能源是國民經(jīng)濟的基礎性產(chǎn)業(yè)，2019年上半年，我國國內(nèi)生產(chǎn)總值為450933億元，同比增長6.3%。2019年上半年，全國全社會用電量為33980億千瓦時，同比增長5.0%，較去年有所回落。隨著我國經(jīng)濟社會的發(fā)展和能源結構轉型，電、煤價格逐步上漲，發(fā)電成本逐年增加，為響應國家號召，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保型發(fā)電，國家能源局表示：用電量從前些年的高速增長階段“換擋”至當前的中速增長階段是必然趨勢。

在電力行業(yè)高壓變頻器主要用于引風機、送風機、吸塵風機、壓縮機、給水泵、循環(huán)水泵、灰漿泵、凝結泵等大功率風機和泵類的電機上。電力行業(yè)是高壓變頻器應用量最大的行業(yè)，近幾年，電力行業(yè)對高壓變頻器的需求占高壓變頻器總需求的25%左右。

2 現(xiàn)場鍋爐給水系統(tǒng)改造概述

某新建新能源電廠鍋爐給水系統(tǒng)，配備兩臺高壓給水泵，一用一備。兩臺水泵入口側的取水均取自除氧器出口的公用母管，給水泵出口側均匯入同一母管，鍋爐的給水量靠水位調(diào)節(jié)門進行控制，如果給水量偏差大的時候，就需要開給水再循環(huán)門，部分水量再回到除氧器，形成了自循環(huán)，浪費了大量的水資源和電力資源，有較大的節(jié)能潛力。

供熱負荷變化時需要通過調(diào)節(jié)泵的出口門的開度來調(diào)節(jié)水量，實際上是靠壓損來減少給水流量，而電機的出力卻沒有變化。因此可以通過高壓變頻器對鍋爐給水泵電機進行變頻調(diào)速，從而實現(xiàn)給水量的動態(tài)調(diào)節(jié)作用。

2.1 主回路方案

變頻控制為一拖一手動旁路方案，配備一臺變頻器。變頻調(diào)速系統(tǒng)接入10kV電壓等級的主動力電源系統(tǒng)，用于電動機的變頻調(diào)速。為增加系統(tǒng)運行可靠性，變頻調(diào)速系統(tǒng)增加旁路，設計方案如圖1所示：

圖1 主回路設計方案

此方案是手動旁路的典型方案，它由QS1、QS2和QS33個高壓隔離開關組成。系統(tǒng)要求QS2和QS3不能同時閉合，機械上實現(xiàn)互鎖。變頻運行時，QS1和QS2閉合，QS3斷開；工頻運行時，QS3閉合，QS1和QS2斷開。　　

2.2 鍋爐給水泵和電機的參數(shù)

（1）配套電機參數(shù)

電動機型號YJTFKK5005-2、額定電壓（U0）10kV、額定功率（Pdn） 1000kW、額定轉速（n0）2980r/min、額定電流（I0）69.8A、功率因數(shù)0.86。

（2）配套給水泵參數(shù)

給水泵型號SBD 100-300E*12、效率76%、軸功率1000kW、額定轉速（n0）2960r/min、額定流量175噸/小時、揚程1506米。

2.3 變頻器的選型

根據(jù)現(xiàn)場負荷的實際運行數(shù)據(jù)，鍋爐給水泵電機的最大正常工作電流不超過69.8A，據(jù)此選用變頻器的型號為SBH-100-1000，變頻器額定容量為1250kVA，額定輸出電流為75A，完全滿足現(xiàn)場負載運行的要求。

2.4 SBH系列高壓變頻器產(chǎn)品特點

（1）一體化設計——更可靠

SBH系列高壓變頻器的整機結構采用一體化設計。系統(tǒng)更簡潔、維護更方便、安全性能更好。同時高壓變頻器的一體化設計不僅能加快設備的投運進度，縮短現(xiàn)場的調(diào)試服務周期，還能保證產(chǎn)品質(zhì)量。

SBH系列高壓變頻器的核心器件控制系統(tǒng)同樣采用一體化設計方案，該設計方案可以減少線路板件之間的連接導線，進一步提高了產(chǎn)品的運行可靠性。

（2）單元模塊化設計——更通用

SBH系列高壓變頻器的內(nèi)部核心部分——功率單元，采用模塊化設計方案，每個功率單元的結構以及電氣性能一致，可互換使用，通用性更強。

（3）多功能的HMI設計——更直觀

SBH系列高壓變頻器采用7英寸彩色觸摸屏，多語言操作界面，讓用戶更直觀、更全面的監(jiān)視設備運行狀態(tài)；多功能參數(shù)設置，使得設備操作的靈活更強；完善的故障分析功能，大大縮短了故障處理時間，降低故障處理強度。

（4）“三滿”試驗——更穩(wěn)定

SBH系列高壓變頻器在出廠前都必須經(jīng)過一系列嚴格的測試環(huán)節(jié)，其中不僅包括常規(guī)帶電機運行性能試驗，同時每套設備出廠前都要進行滿電壓、滿電流、滿功率的“三滿”帶載老化試驗，從而確保每套設備的高質(zhì)量。

（5）矢量控制技術——低轉速，大轉矩的王牌

SBH系列變頻器采用矢量控制技術，具有低頻轉矩大。轉矩脈動小、動態(tài)響應快、機械特性好等優(yōu)點，能夠滿足重載啟動的需要。

（6）雙電源冗余技術——比傳統(tǒng)UPS方案更可靠

SBH系列高壓變頻器的控制電源部分采用雙電源冗余技術，分別有兩路電源供電，一路來自用戶AC220，一路來自于設備內(nèi)部的移相變壓器三次繞組AC380V，自動切換過稱無擾動。與傳統(tǒng)采用UPS方案比較，具有更高的可靠性，避免了因UPS故障而引起的變頻器停機故障發(fā)生。

（7）防“晃電”技術——超強的電網(wǎng)適應性

SBH系列高壓變頻器針對風機類負載提供瞬時掉電保護功能，當電網(wǎng)因雷電或發(fā)生瞬時故障導致電網(wǎng)供電電壓出現(xiàn)缺波現(xiàn)象時，防晃電技術可防止設備因瞬時掉電而造成欠壓停機。

同時，當供電電網(wǎng)出現(xiàn)短時（0~30S）掉電現(xiàn)象時，SBH系列高壓變頻器可記錄設備的當前運行狀態(tài)，待電網(wǎng)恢復供電后，自動恢復至掉電前的運行狀態(tài)。

（8）自動限流技術——系統(tǒng)安全的保障

SBH系列高壓變頻器采用自動限流技術，當設備負載加重時，自動限流技術可以自動調(diào)節(jié)變頻器的輸出能力，使設備的運行更穩(wěn)定；同時，限流技術在加速運行和減速停機過程中，可有效抑制電流過大的現(xiàn)象，使設備加速更加平滑，減速更穩(wěn)定。

3 應用情況分析

（1）工藝改善。在實際生產(chǎn)操作過程中，泵的參數(shù)（尤其是流量）需時常調(diào)整，不僅需要調(diào)節(jié)參數(shù)，而且備用設備需時常切換。根據(jù)工藝的變動，工藝參數(shù)又主要通過調(diào)節(jié)出口門來控制，人工關小或開大閥門不僅費事，速度慢，也縮短閥門的壽命（填料及閥桿的磨損）。采用變頻調(diào)速就不用調(diào)節(jié)出口閥，只需在控制室內(nèi)調(diào)節(jié)電機的轉速即可。變頻啟動轉速可以從零開始逐漸升高，因此，帶負荷直接啟動不會有較大的啟動電流，避免了通常泵組首先關閉出口閥后再啟動的要求（無載啟動是為了降低啟動電流，保護電機）。

（2）維護量減少。采用變頻調(diào)速后，可以避免因通過閥門控制使泵過多偏離額定工作區(qū)而引起的振動。通常情況下，變頻調(diào)速系統(tǒng)的應用主要是為了降低泵的轉速，由于啟動緩慢及轉速的降低，相應地延長了許多零部件，特別是密封、軸承的壽命。

（3）工作強度降低。由于調(diào)速系統(tǒng)在運轉設備與備用設備之間實現(xiàn)聯(lián)鎖控制，機組實現(xiàn)自動運行和相應的保護及故障報警，操作工作由手動轉變?yōu)楸O(jiān)控，完全實現(xiàn)生產(chǎn)的無人操作，大大降低了勞動強度，提高了生產(chǎn)效率，為優(yōu)化運營提供了可靠保證。

（4）減少了對電網(wǎng)的沖擊。給水泵工頻起動時，啟動電流達到額定電流的5～7倍，即起動瞬間可達420A左右。采用變頻調(diào)節(jié)后，系統(tǒng)實現(xiàn)軟啟動，電機啟動電流不超過額定電流，對電網(wǎng)無大的沖擊，同時減輕了起動機械轉矩對電機機械損傷，有效延長了電機的使用壽命。

（5）節(jié)能顯著。對風機/泵類負載，由流體力學知，流量與轉速成正比，管壓與轉速的平方成正比，而軸功率與轉速的立方成正比。

根據(jù)GB12497《三相異步電動機經(jīng)濟運行》強制性國家標準實施監(jiān)督指南中的計算公式，即：風機、泵類，采用擋板調(diào)節(jié)流量對應電機輸入功率PL與流量Q的關系為：

式中：Pe－額定流量時電機輸入功率kW QN－額定流量若流量的調(diào)節(jié)范圍（0.5～1）QN，則節(jié)電率為：

若系統(tǒng)運行在45Hz，此時系統(tǒng)節(jié)電率為：

4 結語

使用希望森蘭生產(chǎn)的高壓變頻器以來，設備運行穩(wěn)定，顯著改善鍋爐給水系統(tǒng)機組的運行情況，綜合節(jié)電率達29%左右，相當于降低了1個百分點的廠用電率。

作者簡介：

羅深（1988-），男，四川德陽人，工程師，本科，現(xiàn)任希望森蘭科技股份有限公司產(chǎn)品經(jīng)理，研究方向是有源電力濾波器、含半導體電力變流器的調(diào)速電氣傳動系統(tǒng)。

王力（1987-），男，湖北隨州人，大專，現(xiàn)任希望森蘭科技股份有限公司售后電氣工程師，主要從事售后服務相關的工作。

摘自《自動化博覽》2019年9月刊