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大型風(fēng)機(jī)的高壓變頻調(diào)速工程的選型及其應(yīng)用如何選到滿(mǎn)意的高壓風(fēng)

1引言
  工業(yè)企業(yè)中擁有眾多拖動(dòng)風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)負(fù)載的大型高壓電動(dòng)機(jī),其中大部分都運(yùn)行在通過(guò)風(fēng)門(mén)或閥門(mén)調(diào)節(jié)流量的節(jié)流狀態(tài),造成大量能源浪費(fèi),存在巨大節(jié)能空間;對(duì)該類(lèi)高壓電機(jī)進(jìn)行調(diào)速改造,不僅可大幅降低電能消耗,而且可提高設(shè)備自動(dòng)化水平,改善設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),節(jié)約設(shè)備維修費(fèi),并可改善工藝控制效果,是一條節(jié)能降耗的重要技術(shù)途徑。
  本項(xiàng)目技術(shù)改造為高壓變頻調(diào)速技術(shù)在貴州某年產(chǎn)130萬(wàn)噸大型氧化鋁廠3#熟料窯5#、6#排煙風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用。5#、6#排煙風(fēng)機(jī)為高壓異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng),啟動(dòng)方式為直接啟動(dòng),恒速運(yùn)轉(zhuǎn),生產(chǎn)中根據(jù)工藝需求通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)開(kāi)度調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量,以便將爐窯內(nèi)的燃燒狀況控制在最佳水平。長(zhǎng)期以來(lái),不論爐窯內(nèi)處于何種燃燒狀況,產(chǎn)生的煙塵大小等風(fēng)機(jī)均全速運(yùn)行。采用入口擋板風(fēng)門(mén)開(kāi)度調(diào)節(jié),效率低、功率大、造成大量的電能浪費(fèi)。通過(guò)采用高壓變頻調(diào)速技術(shù)取代傳統(tǒng)的風(fēng)門(mén)擋板風(fēng)量調(diào)節(jié)技術(shù),在保證設(shè)備正常運(yùn)行的情況下降低了風(fēng)機(jī)的用電量,節(jié)約了生產(chǎn)成本。進(jìn)行變頻改造以后,將進(jìn)口擋板的開(kāi)度開(kāi)到最大,風(fēng)量的調(diào)節(jié)根據(jù)生產(chǎn)需求通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn),使風(fēng)機(jī)處于最佳節(jié)能運(yùn)行狀態(tài),從而達(dá)到了節(jié)電的目的。變頻改造后還為風(fēng)機(jī)、電機(jī)以及各種管道附屬設(shè)備提供多項(xiàng)保護(hù)措施,從而延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。
  2項(xiàng)目技術(shù)改造背景
  近年來(lái),隨著電力電子器件、控制理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,高壓變頻技術(shù)逐漸成熟,同時(shí)變頻器的價(jià)格不斷下降,可靠性不斷增強(qiáng),大幅拓寬了工藝控制對(duì)變頻調(diào)速的要求。最近十年外省發(fā)達(dá)地區(qū)高壓大容量變頻器已經(jīng)在冶金、電力、石化等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用,節(jié)能效果非常顯著。但在我省應(yīng)用很少,因此采用高壓變頻裝置對(duì)大型用電設(shè)備進(jìn)行改造成為我省企業(yè)節(jié)能降耗,提高設(shè)備自動(dòng)化程度和競(jìng)爭(zhēng)力的重要技術(shù)措施之一。為此,08年該公司北京總部將“高壓變頻調(diào)速技術(shù)在氧化鋁工業(yè)上的應(yīng)用”項(xiàng)目確定為重大科技成果產(chǎn)業(yè)化和推廣應(yīng)用項(xiàng)目,在各省分公司進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化試驗(yàn),貴州所屬氧化鋁廠08、09年共新裝或技改了18臺(tái)(套)高壓交流變頻調(diào)速裝置,為節(jié)能降耗做出了貢獻(xiàn),也為我省企業(yè)針對(duì)高電壓、大容量風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)的節(jié)能改造積累經(jīng)驗(yàn),起到一定示范作用,鋒速達(dá)是屋頂風(fēng)機(jī)排風(fēng)設(shè)備生產(chǎn)廠家。

3熟料窯風(fēng)機(jī)高壓變頻調(diào)速工程的選型設(shè)計(jì)
  3.1排煙風(fēng)機(jī)運(yùn)行技術(shù)數(shù)據(jù)
  排煙風(fēng)機(jī)運(yùn)行技術(shù)數(shù)據(jù)如表1所示。
  3.2對(duì)高壓變頻調(diào)速設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)和設(shè)計(jì)性能要求
  根據(jù)3#燒成窯(熟料窯)現(xiàn)場(chǎng)情況及設(shè)備運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)對(duì)高壓變頻調(diào)速工程主要技術(shù)參數(shù)和設(shè)計(jì)性能要求如下:
  3.2.1主要技術(shù)參數(shù)(如表2)
  3.2.2性能要求
 。1)變頻裝置應(yīng)設(shè)以下保護(hù):過(guò)電壓、過(guò)電流、欠電壓、缺相、短路、超頻、失速、變頻器過(guò)載、電機(jī)過(guò)載、半導(dǎo)體器件的過(guò)熱、瞬時(shí)停電等基本保護(hù)功能,必要時(shí)能聯(lián)跳輸入側(cè)開(kāi)關(guān)。
 。2)變頻裝置控制工程應(yīng)可靠,重要元器件應(yīng)冗余配置。變頻器應(yīng)滿(mǎn)足本體面板控制、現(xiàn)場(chǎng)控制和主控室計(jì)算機(jī)(dcs)自動(dòng)控制三地控制功能及轉(zhuǎn)換。且變頻器本體柜操作盤(pán)應(yīng)能進(jìn)行相關(guān)的各種控制操作和參數(shù)設(shè)置,顯示面板具有電流、電壓、頻率、功率、功率因數(shù)、開(kāi)、停、故障顯示及故障記憶等基本功能顯示。
 。3)提供的變頻器支撐軟件宜為漢化的最新的正版軟件。變頻裝置應(yīng)帶故障自診斷功能,能對(duì)發(fā)生的故障類(lèi)型及位置提供中文指示,能在就地顯示并遠(yuǎn)方報(bào)警。
 。4)變頻裝置應(yīng)能接受現(xiàn)有dcs或其它控制工程的指令,并反饋?zhàn)冾l器的主要狀態(tài)信號(hào)和故障報(bào)警信號(hào),至少包含以下開(kāi)關(guān)量和模擬量信號(hào):
  開(kāi)關(guān)量輸入:起動(dòng)、停止、手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)。
  開(kāi)關(guān)量輸出:高壓準(zhǔn)備就緒、變頻器運(yùn)行、故障、停止信號(hào)。
  模擬量輸入:頻率調(diào)節(jié)(轉(zhuǎn)速給定);dc4~20ma標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。
  模擬量輸出:輸出頻率、輸出電流;dc4~20ma標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。
 。5)變頻裝置的i/0可根據(jù)用戶(hù)的要求進(jìn)行參數(shù)化,對(duì)開(kāi)關(guān)量輸入回路在硬件上采取光電隔離措施,在軟件上采取消除接點(diǎn)抖動(dòng)措施,并作好接地、屏蔽等抗干擾措施。對(duì)開(kāi)關(guān)量輸出控制應(yīng)具有光電隔離輸出,并能直接啟動(dòng)任何中間繼電器;模擬量信號(hào)增加信號(hào)隔離器隔離。
 。6)變頻裝置應(yīng)具有與現(xiàn)有控制工程dcs或其它控制工程的通訊接口;能與現(xiàn)有控制工程dcs或其它控制工程共同完成兩工程間的通訊連接。
  (7)變頻裝置內(nèi)部通訊應(yīng)采用光纖連接,以提高通訊速率和抗干擾能力;變頻器柜內(nèi)強(qiáng)電信號(hào)和弱電信號(hào)應(yīng)分開(kāi)布置,以避免干擾。
 。8)變頻裝置輸出電壓必須符合ieee519-1992及國(guó)標(biāo)gb14549-93對(duì)諧波失真的要求。并且變頻器強(qiáng)弱電之間采用光纖隔離、鐵殼屏蔽,對(duì)本體控制工程就地控制柜無(wú)諧波影響。
 。9)變頻器還必須滿(mǎn)足如下要求:
  當(dāng)6kv母線上最大1臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí),母線電壓降低,鋒速達(dá)是鑄造車(chē)間降溫設(shè)備生產(chǎn)廠家,對(duì)變頻器運(yùn)行無(wú)影響。變頻器自動(dòng)降低轉(zhuǎn)速,維持運(yùn)轉(zhuǎn),等電壓恢復(fù)正常后再回到給定轉(zhuǎn)速;
  變頻裝置的輸出頻率范圍為0.5~120hz;恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速范圍為3~50hz;調(diào)速精度為0.01hz;最大瞬時(shí)啟動(dòng)力矩為120%;間歇過(guò)載能力為120%(1min);每10min累計(jì);150%時(shí)立即保護(hù),50hz以上恒功率特性輸出;
  變頻裝置欠壓保護(hù)動(dòng)作值:允許電壓降落35%,保護(hù)時(shí)間可設(shè)定;
  變頻器瞬時(shí)斷電再上電的能力:瞬時(shí)掉電時(shí),變頻器自動(dòng)降額運(yùn)行,使輸出功率為零或?yàn)樨?fù),使電容上的能量維持較長(zhǎng)的時(shí)間。如果掉電時(shí)間在20s內(nèi)(掉電時(shí)間可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要修改),輸入電壓恢復(fù)正常后,重新提升輸出頻率至給定值,此過(guò)程由加減速時(shí)間控制;
  變頻裝置動(dòng)力電源與控制電源獨(dú)立設(shè)置,動(dòng)力電源為變頻調(diào)速工程內(nèi)部取電,控制電源由用戶(hù)提供單相220v交流電源;
  變頻裝置功率元件型式:變頻調(diào)速工程功率元件采用igbt模塊;噪聲等級(jí)指標(biāo):工程運(yùn)行噪聲《75db;控制技術(shù):多級(jí)pwm控制。
 。10)冷卻工程應(yīng)可靠,平均無(wú)故障時(shí)間應(yīng)≥變頻裝置本身。在一個(gè)風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)不影響變頻器的正常運(yùn)行。報(bào)警信號(hào)應(yīng)能遠(yuǎn)傳到控制室,冷卻裝置應(yīng)拆裝方便。
  (11)其他要求:
  變頻裝置的控制電源應(yīng)配置ups不間斷電源;
  變頻器、旁路開(kāi)關(guān)、柜門(mén)之間必須具有防誤合閘、誤拉閘功能;
  在旁路主回路中,為保證在旁路運(yùn)行后,變頻器的檢修安全,變頻器電源進(jìn)線、變頻器輸出出線必須加隔離開(kāi)關(guān),保證有明顯的斷開(kāi)點(diǎn),以滿(mǎn)足安全規(guī)范要求。

4高壓變頻調(diào)速工程的選型及應(yīng)用
  對(duì)于6kv等級(jí),目前主要有4種高壓變頻裝置:?jiǎn)卧?lián)多電平型、三電平型、igbt直接串聯(lián)型和電流源型。由于單元串聯(lián)多電平方式容易實(shí)現(xiàn)冗余運(yùn)行,并且諧波小,dv/dt低,技術(shù)成熟,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)工藝情況,決定選用北京利德華福有限公司生產(chǎn)的harsvert-a06型高壓變頻器作為主件,該變頻調(diào)速工程具有諧波含量小,功率因數(shù)高、編程靈活、操作方便、模塊化結(jié)構(gòu)、故障率低、維護(hù)方便、易維修等特點(diǎn)。對(duì)應(yīng)每1臺(tái)風(fēng)機(jī)設(shè)置1套高壓變頻調(diào)速工程,每套變頻調(diào)速工程包括高壓變頻器(由功率柜和控制柜組成)、高壓變頻器專(zhuān)用隔離變壓器、工頻/變頻旁路切換柜、電動(dòng)機(jī)、風(fēng)機(jī)及后臺(tái)控制工程構(gòu)成。
  4.1工程主回路電氣原理圖
  工程主回路電氣原理圖如圖1所示。
  4.2高壓變頻調(diào)速工程構(gòu)成
  harsvert-a06系列高壓變頻調(diào)速工程由移相變壓器、功率單元和控制器組成,有21個(gè)功率單元,每7個(gè)功率單元串聯(lián)構(gòu)成1相。
  4.3功率單元結(jié)構(gòu)
  每個(gè)功率單元結(jié)構(gòu)上是完全一致的,可以互換,其電路結(jié)構(gòu)如圖2所示,為基本的交—直—交單相逆變電路,整流側(cè)為二極管三相全橋,通過(guò)igbt逆變橋進(jìn)行正弦pwm控制。
  4.4輸入、輸出側(cè)結(jié)構(gòu)
  輸入側(cè)由移相變壓器給每個(gè)單元供電,移相變壓器的副邊繞組分為三組,構(gòu)成42脈沖整流方式,這種多級(jí)移相疊加的整流方式可以大大改善網(wǎng)側(cè)的電流波形,使其負(fù)載下的網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)接近1。
  輸出側(cè)由每個(gè)單元的u、v輸出端子相互串接而成星(y)型接法給電機(jī)供電,通過(guò)對(duì)每個(gè)單元的pwm波形進(jìn)行重組,可得到階梯pwm波形。
  4.5控制器
  控制器核心由高速單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn),控制器包括電源板、接口板、主控板、總線板、光纖板和功率模塊,控制器還包括內(nèi)置的plc,siemenss7-200cncpu226cn1臺(tái),模擬量i/o組合模塊em235cn1塊,模擬量輸出模塊em232cn3塊。
  4.6軟件控制界面
  通過(guò)高壓變頻器的主界面可以完成變頻器的功能設(shè)定、參數(shù)設(shè)定、實(shí)時(shí)波形顯示、運(yùn)行記錄打印、故障查詢(xún)。在主控界面可以對(duì)變頻器直接進(jìn)行啟動(dòng)、設(shè)定運(yùn)行頻率、加速、減速、停機(jī)、急停和復(fù)位等操作。在界面上還顯示運(yùn)行頻率、電機(jī)速度、輸入電流、輸出電流、輸入電壓、輸出電壓等參數(shù)。
  4.7高壓變頻調(diào)速工程控制方式
 。1)本機(jī)控制
  如將高壓變頻器柜上的選擇開(kāi)關(guān)處于本控位置,這時(shí)只能由變頻器操作,在操作面板上按啟動(dòng)按鈕,直接給定頻率。
 。2)遠(yuǎn)程控制
  如將高壓變頻器柜上的選擇開(kāi)關(guān)處于遠(yuǎn)控位置,則在上位機(jī)上給出啟動(dòng)信號(hào),并設(shè)定給定頻率。
  5技術(shù)改造后的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)效益分析
  5.1技術(shù)效能
 。1)使用變頻器控制后能做到無(wú)沖擊平滑啟動(dòng)(軟啟動(dòng)),啟動(dòng)電流小,避免了啟動(dòng)沖擊造成的機(jī)械損傷和啟動(dòng)電流大、時(shí)間長(zhǎng)造成的電器發(fā)熱。
 。2)風(fēng)量控制由電機(jī)轉(zhuǎn)速控制,實(shí)現(xiàn)不同工況下的風(fēng)量調(diào)節(jié),易實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)

高壓鼓風(fēng)機(jī)選型小竅門(mén)

RHG可是各個(gè)行業(yè)必不可少的行業(yè)機(jī)械設(shè)備,高壓鼓風(fēng)機(jī)的使用非常的廣泛,因?yàn)樗倪x型也相對(duì)復(fù)雜。一般來(lái)說(shuō),需要按以下兩個(gè)步驟進(jìn)行:

1、首先,需要確定現(xiàn)場(chǎng)是使用RHG的什么功能,是吸還是吹,吸和吹的壓力需要多大;如果選錯(cuò)參數(shù),有時(shí)候會(huì)造成選出來(lái)的RHG高壓鼓風(fēng)機(jī)不能使用;  

2、根據(jù)計(jì)算出來(lái)的壓力和流量,在曲線圖上找到同時(shí)滿(mǎn)足壓力和流量對(duì)應(yīng)的工作點(diǎn)以上的工作曲線;然后根據(jù)工作線選擇RHG高壓鼓風(fēng)機(jī)型號(hào);只要是不同的工作現(xiàn)場(chǎng),其對(duì)壓力和流量的需求就不一樣,所以,要想得到相對(duì)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),就需要進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。如果您有任何需要可聯(lián)系豪冠公司員工幫您計(jì)算選型。




風(fēng)量和風(fēng)壓是風(fēng)機(jī)的兩個(gè)最重要的基本參數(shù),風(fēng)機(jī)選型要求必須滿(mǎn)足工程所需要的最大風(fēng)量和風(fēng)壓,并在此基礎(chǔ)上留有一定的富裕量。我國(guó)現(xiàn)行的火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程規(guī)定,火電廠鍋爐送風(fēng)機(jī)的富裕度為5%一10%(比轉(zhuǎn)數(shù)小時(shí)取大值),風(fēng)壓的富裕度為10%一巧%(比轉(zhuǎn)數(shù)大時(shí)取大值)。
目前,我國(guó)各電廠在送風(fēng)機(jī)選型過(guò)程中普遍存在的問(wèn)題是風(fēng)量和風(fēng)壓的裕量偏大,工作點(diǎn)偏離高效率區(qū),增加了風(fēng)機(jī)的初投資和運(yùn)行費(fèi)用。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因是由于設(shè)計(jì)過(guò)程中很難準(zhǔn)確地估算出管網(wǎng)阻力和將來(lái)長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中可能發(fā)生的各種問(wèn)題,所以通常在工程所需的最大風(fēng)量和風(fēng)壓的基礎(chǔ)上,鋒速達(dá)是濕簾生產(chǎn)廠家生產(chǎn)廠家,再附加一部分?jǐn)?shù)值作為風(fēng)機(jī)選型的設(shè)計(jì)值。在實(shí)際選型過(guò)程中,由于可供選擇的風(fēng)機(jī)系列和型號(hào)是有限的,如果選不到恰好滿(mǎn)足需要的型號(hào),也只好往大機(jī)號(hào)上靠。因此,實(shí)際上電廠鍋爐送風(fēng)機(jī)的裕量通常達(dá)20%一30%。例如,閡行電廠8號(hào)爐送風(fēng)機(jī)的風(fēng)量富裕度是31%,風(fēng)壓富裕度是67.5%。
風(fēng)量和風(fēng)壓富裕度過(guò)大導(dǎo)致了風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率降低。如華東電網(wǎng)10家電廠12.5萬(wàn)kw以上機(jī)組的41臺(tái)送風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)點(diǎn)效率都在81%一85%之間,但實(shí)際運(yùn)行效率大于70%的只有巧臺(tái),63%的風(fēng)機(jī)工作效率都在70%以下,這些風(fēng)機(jī)的導(dǎo)向擋板開(kāi)度大都在35%一60%。隨著電網(wǎng)容量的不斷增大,好多機(jī)組面臨參加調(diào)峰問(wèn)題,對(duì)于參加調(diào)峰的機(jī)組來(lái)說(shuō),與鍋爐配套的送風(fēng)機(jī)還需長(zhǎng)時(shí)間在更低的負(fù)荷下運(yùn)行,造成大量節(jié)流損失。例如:北京石景山發(fā)電總廠京西電廠ZooMW機(jī)組有近1乃的時(shí)間帶looMW的負(fù)荷。
送風(fēng)機(jī)風(fēng)量與風(fēng)壓的富裕量以及機(jī)組調(diào)峰運(yùn)行導(dǎo)致風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況點(diǎn)與設(shè)計(jì)工況點(diǎn)相偏離,致使送風(fēng)機(jī)的使用效率遠(yuǎn)低于其最高效率增加了運(yùn)行費(fèi)用。送風(fēng)機(jī)風(fēng)量與風(fēng)壓的富裕量過(guò)大還會(huì)增加風(fēng)機(jī)設(shè)備的一次性投資,增加電增容費(fèi)用。
為了避免風(fēng)量和風(fēng)壓富裕量過(guò)大,在風(fēng)機(jī)選型過(guò)程中首先要確定好設(shè)計(jì)參數(shù),不要留過(guò)多的未考慮因素,避免從設(shè)計(jì)開(kāi)始就留有過(guò)大的富裕量。其次,在選擇風(fēng)機(jī)時(shí),要保證實(shí)際運(yùn)行值不超過(guò)設(shè)計(jì)參數(shù)的士10%;鹆Πl(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程規(guī)定,風(fēng)量和風(fēng)壓這兩個(gè)參數(shù)的工程設(shè)計(jì)值與所選用的風(fēng)機(jī)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行值允許有土10%的偏差。在實(shí)際選型時(shí),能夠完全符合風(fēng)量和風(fēng)壓要求最好,不完全符合的,其中任何參數(shù)都不要超出設(shè)計(jì)參數(shù)的土10%。




BDW-87-3型鋒速達(dá)是屋頂風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠家性能表機(jī)號(hào)葉輪直
徑(mm)轉(zhuǎn)速
(r/mim)功率kw不同靜壓下的風(fēng)量(m3/h)噪聲(dB)5mmH2010mmH2016mmH202.525014500.0692774043249330014500.0917841120840503.535014500.1229302010113052440014500.25480039202710534.545014500.5584316870581055550014500.55930080247430585.555014500.7514530976387405866009600.751605213740104205677009601.52035018330154005988009601.52520023500203705999007202.2252002650022700651010007202.234340334302435074安裝外形尺寸外形安裝尺寸mm重量kgABCDEFHJLI58549332527517527050345565455105853933903401753205041056545515

鋒速達(dá)是水簾生產(chǎn)廠家|環(huán)?照{(diào)生產(chǎn)廠家|屋頂風(fēng)機(jī)廠家|,鋒速達(dá)承接規(guī)劃:豬場(chǎng)降溫|車(chē)間降溫|廠房降溫|豬場(chǎng)通風(fēng)|車(chē)間通風(fēng)|廠房通風(fēng)|屋頂排風(fēng)機(jī)|屋頂排熱|廠房通風(fēng)降溫|車(chē)間通風(fēng)降溫|通風(fēng)換氣排熱降溫工程|屋頂風(fēng)機(jī)安裝|負(fù)壓風(fēng)機(jī)安裝|水簾安裝|環(huán)?照{(diào)安裝|通風(fēng)設(shè)備安裝|通風(fēng)降溫設(shè)備|通風(fēng)系統(tǒng)安裝案例|通風(fēng)降溫系統(tǒng)|屋頂通風(fēng)機(jī)|屋頂排風(fēng)系統(tǒng)
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