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風機選型與安裝

生產廠房通風降溫設備_風機運行中電力和風力參數(shù)的監(jiān)測電力百科


風機運行中電力和風力參數(shù)的監(jiān)測
    
風機運行中電力和風力參數(shù)的監(jiān)測
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風力發(fā)電機組需要持續(xù)監(jiān)測的電力參數(shù)包括電網三相電壓、發(fā)電機輸出的三相電流、電網頻率、發(fā)電機功率因數(shù)等。這些參數(shù)無論風力發(fā)電機組是處于并網狀態(tài)還是脫網狀態(tài)都被監(jiān)測,用于判定風力發(fā)電機組的起動條件、工作狀態(tài)及故障情況,還用于統(tǒng)計風力發(fā)電機組的有功功率、無功功率和總發(fā)電量。此外,還根據(jù)電力參數(shù),主要是發(fā)電機有功功率和功率因數(shù)來確定補償電容的投進與切出。

1.電壓丈量

電壓丈量主要檢測以下故障:

(1)電網沖擊  相電壓超過450V 0.2s。
(2)過電壓   相電壓超過433V 50s。
(3)低電壓   相電壓低于329V 50s。
(4)電網電壓跌落 相電壓低于260V 0.1s。
(5)相序故障。

對電壓故障要求反應較快。在主電路中設有過電壓保護,其動作設定值可參考沖擊電壓整定保護值。發(fā)生電壓故障時風力發(fā)電機組必須退出電網,一般采取正常停機,而后根據(jù)情況進行處理。

電壓丈量值經均勻值算法處理后可用于計算機組的功率和發(fā)電量的計算。

2.電流丈量

關于電流的故障有:

(1)電流跌落   0.1s內一相電流跌落80%。
(2)三相不對稱   三相中有一相電流與其他兩相相差過大,相電流相差25%,或在均勻電流低于50A時,相電流相差50%。
(3)晶閘管故障 軟起動期間,某相電流大于額定電流或者觸發(fā)脈沖發(fā)出后電流連續(xù)0.1s為0。

對電流故障同樣要求反應迅速。通?刂葡到y(tǒng)帶有兩個電流保護即電流短路保護和過電流保護。電流短路保護采用斷路器,動作電流按照發(fā)電機內部相間短路電流整定,動作時間。0~0.5s。過電流保護由軟件控制,動作電流按照額定電流的2倍整定,動作時間1~3s。電流丈量值經均勻值算法處理后與電壓、功率因數(shù)合成為有功功率、無功功率及其他電力參數(shù)。

電流是風力發(fā)電機組并網時需要持續(xù)監(jiān)視的參量,假如切人電流小于答應極限,則晶閘管導通角不再增大,當電流開始下降后,導通角逐漸打開直至完全開啟。并網期間,通過電流丈量可檢測發(fā)電機或晶閘管的短路及三相電流不平衡信號。假如三相電流不平衡超出答應范圍,控制系統(tǒng)將發(fā)出故障停機指令,風力發(fā)電機組退出電網。

3.頻率

電網頻率被持續(xù)丈量。丈量值經均勻值算法處理與電網上、下限頻率進行比較,超出時風力發(fā)電機組退出電網。

電網頻率直接影響發(fā)電機的同步轉速,進而影響發(fā)電機的瞬時出力。

4.功率因數(shù)

功率因數(shù)通過分別丈量電壓相角和電流相角獲得,經過移相補償算法和均勻值算法處理后,用于統(tǒng)計發(fā)電機有功功率和無功功率。

由于無功功率導致電網的電流增加,線損增大,且占用系統(tǒng)容量。因而送人電網的功率,感性無功分量越少越好,一般要求功率因數(shù)保持在0.95以上。為此,風力發(fā)電機組使用了電容器補償無功功率。考慮到風力發(fā)電機組的輸出功率常在大范圍內變化,補償電容器一般按不同容量分成若干組,根據(jù)發(fā)電機輸出功率的大小來投進與切出。

這種方式投進補償電容時,可能造成過補償。此時會向電網輸進容性無功。

電容補償并未改變發(fā)電機運行狀況。補償后,發(fā)電機接觸器上電流應大于主接觸器電流。

(二)風力參數(shù)監(jiān)測

1.風速

風速通過機艙外的數(shù)字式風速儀測得。計算機每秒采集一次來自于風速儀的風速數(shù)據(jù);每10min計算一次均勻值,用于判別起動風速(風速v>3m/s時,起動小發(fā)電機,v>8m/s起動大發(fā)電機)和停機風速(v>25m/s)。安裝在機艙頂上的風速儀處于風輪的下風向,本身并不精確,一般不用來產生功率曲線。

2.風向

風向標安裝在機艙頂部兩側,主要丈量風向與機艙中心線的偏差角。一般采用兩個風向標,以便互相校驗,排除可能產生的誤信號。控制器根據(jù)風向信號,起動偏航系統(tǒng)。當兩個風向標不一致時,偏航會自動中斷。當風速低于3m/s時,偏航系統(tǒng)不會起動。(end)

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收錄時間:2011年01月23日 15:49:29 來源:未知 作者:

鍋爐是火力發(fā)電的動力源。排粉機、 引風機(統(tǒng)稱風機)是鍋爐機組中的重要組成設備。排粉機用于輸送煤粉;引風機用來抽吸煙氣,使其經煙囪排煙。太原一電廠 1#~8# 鍋爐機組的風機葉輪,在工作過程中,因轉速高(1 480 r/min 以上),且承受一定的風壓,葉片會受到塵埃顆粒及煙氣的摩擦與腐蝕作用,一般運行 7 個月左右,就會發(fā)生葉片被沖刷磨穿現(xiàn)象,導致葉輪壽命下降,需要停機檢修。這會造成相應的鍋爐機組停止運行,不僅增加了工人維修的勞動強度,加大了裝拆費用、 備品備件用量及相應費用,更為嚴重的是停機會影響發(fā)電量,造成嚴重的經濟損失及社會影響。

    如何提高風機葉片的壽命(最起碼在鍋爐的一個大修期內不發(fā)生磨損破壞),是迫切需要解決的一個重要問題。作者根據(jù)風機使用的工作條件,對葉片磨損原因進行了分析,基于提高葉輪葉片壽命的需要,對葉片表面進行強化處理。選擇了堆焊方法及堆焊材料,確定了堆焊工藝,并應用于生產實際,取得了令人滿意的效果。

    1 風機葉輪結構及技術要求

    鍋爐機組的風機規(guī)格一般不統(tǒng)一,葉輪直徑在 (1 600~2 000) mm 之間。作者以直徑 1 600 mm 的排粉機葉輪為例加以說明。圖 1 為葉輪結構示意圖。

    圖 1 葉輪結構示意圖
    Fig.1 Scheme of the fan blade

    對葉輪的技術要求:
    (1) 后盤不平度≤0.5/100;
    (2) 后盤外圓處端跳偏差≤4 mm;
    (3) 圓盤外圓處徑跳偏差≤3 mm;
    (4) 錐形前盤外圓處端跳偏差≤6 mm;
    (5) 葉片出口工作面對后盤的不垂直度偏差≤1/100;
    (6) 經靜、 動平衡校正。

    2 葉片強化方法及材料的選擇

    磨損是一種與材料表面狀態(tài)有關的現(xiàn)象。要提高葉輪的壽命,必須對葉片表面進行強化,使其能經受住磨損。

    2.1 磨損原因分析

    作者現(xiàn)場考察了已磨損葉片的表面狀況,發(fā)現(xiàn)磨損最嚴重的部位已成豁口狀(局部磨穿),稍嚴重部位已磨成薄刃狀,其他部位的表面磨成一道道微細溝槽。根據(jù)現(xiàn)場工作條件,判定葉輪受到磨料磨損、 沖蝕磨損、 熱磨損等多重作用。其中,主要是受到磨料磨損,即微小的塵埃和煤灰等顆粒,在風壓作用下,對高速運轉的葉片表面進行了顯微切削,造成了葉片的磨損[1]。

    2.2 選擇強化方法

    就一般情況而言,對工件表面進行強化的方法有多種,如滲碳、 刷鍍及等離子噴涂等。針對風機的使用工況及現(xiàn)場條件,可行的方法僅有氧乙炔噴焊及電弧堆焊。

    在試板上分別進行了氧乙炔噴焊與電弧堆焊的對比試驗。噴焊(噴涂后重溶)加熱速度慢、 加熱時間長,導致試件變形嚴重,但稀釋率較低;而電弧堆焊加熱時間短,試件變形較小,但稀釋率較高。因葉輪的形狀及剛度等原因,葉輪變形后校形較困難,加之在生產制造葉輪的過程中,葉輪本身已有一定的制造偏差,故為保證葉輪的尺寸及形位偏差這一基本要求,采用變形較小的電弧堆焊方法。

   ,彩鋼瓦屋頂通風降溫; 2.3 選擇材料

    受磨料磨損的工件,一般選用碳化鎢或高鉻合金鑄鐵作為堆焊材料。但采用電弧堆焊的方法,會使碳化鎢原始顆粒大部分熔化,在堆焊層析出硬度并不算高的含鎢復合化合物,影響耐磨性的提高;而采用高鉻合金鑄鐵作為堆焊材料,可使堆焊層含有 Cr7C3 高硬相,且其價格比碳化鎢便宜[2,3]。作者分別選擇了牡丹江、 天津、 哈爾濱三個廠家生產的堆焊材料進行了對比試驗,結果如表 1 所示。
    表 1 堆焊材料對比試驗
    序號 生產地 合金體系 堆焊后硬度 表面狀況
    1# 牡丹江 Fe-Cr-B HRC>50 積瘤狀
    2# 天 津 Cr-Ni-Si HRC43 平整
    3# 哈爾濱 Fe-Cr-B HRC>50 平整

    從表 1 可以看出,1# 材料堆焊后表面硬度高,但焊接工藝性能差,堆焊層表面呈“積瘤狀”、 不平滑;為避免在葉輪使用過程中,在“積瘤”處“掛灰”,破壞葉輪動平衡,故不采用。2# 材料堆焊后,雖然表面成型較平滑,但其硬度較低,因其耐磨性較差,故也不采用。3# 材料無論在表面成型,還是在表面硬度方面均較好,故選其為堆焊材料。

    3 堆焊工藝及結果

    3.1 堆焊工藝

    工藝是影響堆焊質量的重要因素。根據(jù)對葉輪的要求,把堆焊葉片的工藝重點放在了降低稀釋率和減少焊后變形這兩個方面。

    3.1.1 降低稀釋率

    堆焊層的稀釋率,反映了堆焊層中母材熔入數(shù)量的百分比。葉輪母材一般為 Q235 或 16 Mn。母材熔化后對耐磨合金材料起稀釋作用,會降低堆焊層合金化的效果,影響耐磨性。

    在保證母材與耐磨合金相互熔合的前提下,降低稀釋率就是減少母材熔化量。為此,在正式堆焊葉輪前,進行了工藝試驗。作者分別采用不同規(guī)范參數(shù)對各組試件堆焊,然后比較各組的硬度值結果,選擇出較理想的工藝規(guī)范。

    試驗時,把試件分成 6 組,每組 3 塊試板,試板尺寸為 120 mm×50 mm×6 mm;材質與葉輪相同,均為 Q235;耐磨合金粉塊尺寸為 90 mm×30 mm× 3 mm;使用 AX1-500 直流弧焊機,采用直流正接(正接較反接熔深淺);用直徑 10 mm 碳精棒作電極(電極直徑大,水簾降溫生產廠家,可減小電流密度);特制加長焊把(減少碳弧對人體的烘烤)。每塊試板上堆焊一塊耐磨合金粉塊,堆焊層硬度值按每組試件平均值記錄。試驗結果如表 2 所示。
    表 2 工藝規(guī)范對堆焊層硬度的影響
    試件組 電流I/A 電壓 U/V 焊接時間 硬度(HRC)
    1 280~300 25~30 2′15″ 54
    2 300~320 25~30 1′50″ 58
    3 330~350 25~30 1′30″ 61
    4 360~380 25~30 1′20″ 53
    5 400~420 25~30 1′05″ 58
    6 430~450 25~30 58″ 56

    作者認為:采用第 3 試件組的工藝規(guī)范效果最好。

    為減少母材熔化量,應注意使堆焊電流減小、 電壓降低、 堆焊速度加快;但堆焊電流過小,會使耐磨合金粉塊不易熔化,導致堆焊速度減慢。欲使堆焊速度加快,又需加大堆焊電流。這一矛盾只有通過試驗才能找到最佳組合。

    焊工操作時需注意以下兩點:

    (1) 電弧擺動幅度盡量小,以剛超出粉塊邊緣為宜,但不可咬邊;
    (2) 采用坡度為 5°~10° 的下坡焊,使熔池流動方向與施焊方向一致。

    3.1.2 控制葉輪變形量

    堆焊后的葉輪,在驗收時不僅需作靜、動平衡試驗,還需各表面的尺寸、 形狀及位置滿足偏差要求。由于堆焊會使葉輪受熱不均勻,產生焊接應力,導致焊接變形等,故還需采取適當工藝措施,才能把葉輪變形控制在公差范圍內[4,5]。

    在堆焊時采取了以下工藝措施:

    (1) 保證焊接順序

    在每一葉片上堆焊完一塊粉塊后,轉動葉輪,在對稱葉片相應位置,堆焊另一粉塊,順序如圖 2 所示。如此循環(huán)往復,直至把各葉片堆焊完畢。以此順序堆焊,可使葉輪前、 后盤均勻收縮,并可避免熱應力過于集中,減少焊接變形。

    圖 2 堆焊粉塊順序示意圖

    (2) 錘擊焊縫

    葉輪變形是由于堆焊層在冷卻過程中發(fā)生縱向、 橫向收縮造成的。每堆焊完一粉塊,用小錘輕擊,延展堆焊層,可補償部分收縮量,減少變形。

    (3) 減少線能量

    減小線能量能使葉片受到的熱輸入量減少,熱應力變小。這與降低稀釋率的要求是一致的。

    3.2 結 果

    采用上述工藝措施,對葉輪進行堆焊。焊后檢查,葉輪變形量在技術要求范圍內,并用便攜式硬度計對各葉片堆焊層進行抽查,測得各點 HRC>56。
   
    電廠運行表明,堆焊后的風機葉片壽命提高 4 倍左右,避免了葉輪在鍋爐的一個大修期內,因葉片磨損而造成更換或修理,保證了機組的正常工作,取得了良好的經濟效益和社會效益。

    4 結 論

    經實際生產考驗,該堆焊技術是切實可行的,可以大大提高風機葉片的使用壽命,該技術適用于承受磨料磨損的其他工件。


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風電擬推“總量控制” 風機市場面臨壓縮困境
    

風電行業(yè)投資過熱現(xiàn)象突遇急剎車。

國家能源局繼收緊風電審批權外,近日,又向各省下發(fā)了《關于“十二五”第一批擬核準風電項目計劃安排的特急通知》(下簡稱《通知》),安排全國擬核準風電項目總計2883萬千瓦,并將擬核準指標分解到各省。

業(yè)內對于這一政策的解讀,普遍認為是國家開始強制控制風能開發(fā)的節(jié)奏,量化各地新建風電指標。

這將給風機市場帶來新的挑戰(zhàn),與此同時,風電技術門檻的提高,也加速了風機制造商的整合,處于第一和第二梯隊的企業(yè)將面臨成本上升壓力,而第三梯隊企業(yè)則面臨被整合的困境。

總量控制加速整合

除了風電資源豐富的黑龍江、內蒙古、河北、吉林四省外的25省市下達一份《通知》,共計1400萬能千瓦。以上4省分別下達一份通知,共計核準1483萬千瓦。

根據(jù)山東省發(fā)布的一份數(shù)據(jù)顯示,山東省在此次分配中共分到132千瓦,相當于山東此前已建和在建風電裝機容量的1/3,市場大幅萎縮。

而中投顧問新能源行業(yè)高級研究員李勝茂則表示,山東不是一個特例,每個省都面臨風電市場被壓縮的困境。

但他同時表示,國家此次推出的只是第一批指標,按照國家規(guī)劃在2020年前風電裝機達1.5億千瓦的目標來看,之后國家應該還會有指標陸續(xù)推出。

市場的緊縮使風電行業(yè)已從擴張期進入整合期,利潤越來越薄,導致風電行業(yè)小企業(yè)的生存狀況非常堪憂。李勝茂預計,明年全國風機制造企業(yè)會整合到10家以內。

7月28日,大唐收購山東華創(chuàng)風能70%股權就是一個信號,未來企業(yè)整合動作會越來越多。

一位業(yè)內人士告訴記者,近期風電行業(yè)的整合正在陸續(xù)發(fā)生。位于第一梯隊和第二梯隊的企業(yè)不在整合之列,第三梯隊企業(yè)成為整合對象。

而據(jù)他介紹,整合方向有兩個,第一個是風電場兼并下游制造企業(yè),從下往上延伸產業(yè)鏈。第二種是風電企業(yè)之間的互相兼并。

但他進一步透露說,第二種整合模式目前還沒有動靜,而第一種模式將成為兼并的主流。從下往上進行垂直一體化的改造是風電行業(yè)的趨勢。

技術“國標”提升成本

除市場容量縮小外,技術門檻提高也將加速風電行業(yè)整合速度。

近日,“大型風電場并網技術規(guī)范”等18項風電行業(yè)標準發(fā)布,涉及大型風電場并網、海上風電建設、風電機組狀態(tài)監(jiān)測、風電場電能質量、風電關鍵設備制造要求等。該“標準”將于今年11月1日起實施。

而“標準”在低電壓穿越上對風電機組和風電場提出了明確要求則備受關注。“標準”規(guī)定:風電機組應具有在并網點電壓跌至20%額定電壓時能夠維持并網運行625毫秒的低電壓穿越能力、風電場并網點電壓在發(fā)生跌落后2秒內能夠恢復到額定電壓的90%時,風電機組應具有不間斷并網運行的能力。

李勝茂表示,“低電壓穿越”在2009年即被作為一個企業(yè)標準提出,但真正實施的企業(yè)很少。此次“低電壓穿越”上升為國標的背后,實質是電網在與風機制造商的博弈中的完全勝出,使風機制造商成為最大受害者。

電網在整個風電產業(yè)鏈中處于強勢低位,但長期以來,國家對風電并網安全問題頗為不滿,電網長期承受巨大壓力。此次通過“低電壓穿越”標準出臺,電網順利將全部壓力傳導到風機制造商身上。為此,整個風機制造行業(yè)將要承擔高達60億-70億的改造成本。

李勝茂給記者算了一筆賬,“低電壓穿越改造”60億-70億市場規(guī)模,是按照目前全國風機裝機2萬臺,減去1.5兆瓦以下的風機的數(shù)量,再按照每臺改造費用40-50萬計算得出。

李勝茂進一步解釋,這60億-70億改造費用,70%由風機制造商完全承擔,另外30%由風機制造商和風電場共同承擔。兩者共同承擔的情況有兩個條件,第一是風機制造商和風電場在簽訂合同時,并沒有規(guī)定一定要達到“低電壓穿越”。第二是該風機的改造成本實在太大,風機制造商實在無法自己承擔。

這項標準無疑讓利潤越來越薄的風機制造業(yè)雪上加霜。目前業(yè)內的利潤已經下降到了15%以下,與前幾年不可同日而語。

而整個“低電壓穿越”改造中受益最大的無疑是電網。之前也有多數(shù)專家質疑改造風機是否能從根本上解決風電并網安全的問題。李勝茂給出的答案是,解決風電并網安全有兩種途徑,其一是對風機進行“低電壓穿越”改造,其二是對電網進行智能電網改造。

而擁有完全支配地位的電網目前不愿意做出行動。李勝茂還介紹,智能電網的改造是一個系統(tǒng)工程,其成本目前難以計算。目前國家對智能電網的建設完成目標定在2020年,遠水解不了近渴,風機低電壓穿越改造不得不進行。
 


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收錄時間:2011年08月19日 17:05:46 來源: 作者:

高山地區(qū)礦井通風 (mine ventilation in high elevation area) 向海拔千米以上地區(qū)的礦井通人新鮮空氣的過程?諝鉁囟、大氣壓力隨著海拔高度而變化。海拔每上升100m,氣溫下降約0.65 ℃ ,氣壓下降約0.93325kPa。不同海拔的氣溫、大氣壓力可按下式計算: t h =t a ? β Δ H/100 P h =P a ? α △H/100 式中t h 、P h 分別為在海拔高度為H米處的氣溫, ℃ 和氣壓,kPa;t a 、P a 為附近氣象臺站的年平均氣溫, ℃ 和年平均氣壓,kPa;△H為海拔高度為H處與附近氣象臺站間的高度差,m; β 為氣溫梯度, β =0.5~0.7 ℃ /100m; α 為氣壓梯度, α =6~8(0.799932~1.066576)kPa/100m。 隨著海拔高度的增加,空氣重率則降低。即 γ = γ o (1?H/44300) 5.256 。式中 γ o 為標準狀態(tài)下的空氣重率,kg/m 3 。空氣重率的降低引起通風風阻、通風阻力、扇風機的全壓以及扇風機電機輸入功率下降,但風量保持恒定,因此,扇風機效率不隨海拔高度變化。以上參數(shù)可按下式計算:R=K r R o ;h=K r h o ;H t =K r H to ;Q=Q o ;N=K r N o ; η = η o ,式中R o 、h o 、H to 、Q o 、N o 、 η o 為標準狀態(tài)下的風阻、阻力、全壓、風量、功率和效率;R、h、H t 、Q、N、 η 為海拔高度為H處的風阻、阻力、全壓、風量、功率和效率。 式中K r 為高程校正系數(shù)。 因此,在通風設計時,不需要進行高程校正,高山礦井扇風機在實際運轉時,其風量不變,風壓降低,其值為設計風壓乘以高程校正系數(shù)K r 。 相關閱讀: Mail: chinabaike@gmail.com Copyright by ;All rights reserved.

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