???? 鍋爐'>鍋爐吸、送風(fēng)機(jī)'>風(fēng)機(jī)主要事故'>事故有哪些？ （1）軸承溫度高，超過(guò)廠家規(guī)定值，甚至燒壞。據(jù)統(tǒng)計(jì)，這類故障約占風(fēng)機(jī)'>風(fēng)機(jī)故障的60 左右。 （2）軸承振動(dòng)超標(biāo)。 （3）大型鍋爐'>鍋爐的風(fēng)機(jī)、煙道、風(fēng)道振動(dòng)，有可能造成煙風(fēng)道撕裂、加強(qiáng)筋振脫、保溫 層坍落、噪聲增大，甚至需要被迫降低負(fù)荷運(yùn)行。 （4）風(fēng)機(jī)磨損，主要是吸風(fēng)機(jī)、排粉機(jī)磨損。風(fēng)機(jī)磨損后使振動(dòng)加劇，使用壽命縮短。 （5）風(fēng)機(jī)葉輪“飛車”損壞。葉輪“飛車”損壞是風(fēng)機(jī)的惡性事故'>事故，這主要是由于葉 片嚴(yán)重磨損、斷裂或嚴(yán)重積灰，使轉(zhuǎn)子失往平衡，引起強(qiáng)烈振動(dòng)，或其它貢械原因而導(dǎo)致飛車“。
　　簡(jiǎn)介：闡述了電廠離心通風(fēng)機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀，并根據(jù)流量調(diào)節(jié)用的幾種調(diào)速裝置的特點(diǎn)，對(duì)它們進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)性分析，進(jìn)一步指出了其節(jié)能的措施和最佳節(jié)能方法。 　　1 引言 　　我國(guó)能源 發(fā)展的戰(zhàn)略方針是：開發(fā)與節(jié)能并重。而近期則要把節(jié)能放在首位。這就要求發(fā)電廠在生產(chǎn)二次能源的過(guò)程中，要積極采取一切有效的措施，以降低自身的電力消 耗。風(fēng)機(jī)是電廠運(yùn)行的主要設(shè)備，其耗電量約占電廠用電量的30%.隨著用電量的不斷增長(zhǎng)和能源問(wèn)題的出現(xiàn)，電廠風(fēng)機(jī)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性越來(lái)越為人們所重視。因 此，世界各國(guó)都在研究降低風(fēng)機(jī)電耗的方法。 　　降低風(fēng)機(jī)電耗，主要是研究設(shè)計(jì)高效率的風(fēng)機(jī)和采用最佳的流量調(diào)節(jié)方式。根據(jù)我國(guó)風(fēng)機(jī)產(chǎn)品的實(shí)際情況和電廠風(fēng)機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)，風(fēng)機(jī)節(jié)能應(yīng)重點(diǎn)放在采用最佳的流量調(diào)節(jié)方式上。 　　2 電廠離心通風(fēng)機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀 　　目前我國(guó)電廠所使用的風(fēng)機(jī)，特別是近年來(lái)新投產(chǎn)的大機(jī)組中的風(fēng)機(jī)，大多數(shù)采用了高效離心通風(fēng)機(jī)，其最高效率均在 80%以上。但實(shí)際運(yùn)行效率并不高，原因有二：首先，我國(guó)現(xiàn)行火力設(shè)計(jì)規(guī)程SDJ-79規(guī)定，燃煤鍋爐送、引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量富裕度分別為5%和5%～10%， 風(fēng)壓富裕度為10%和10%～15%.由于在設(shè)計(jì)過(guò)程中很難準(zhǔn)確地計(jì)算出管網(wǎng)阻力，并考慮到長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中可能發(fā)生的各種問(wèn)題，通常把系統(tǒng)的最大風(fēng)量和風(fēng) 壓附加一部分作為風(fēng)機(jī)選型的設(shè)計(jì)值。但可供選擇的風(fēng)機(jī)型號(hào)和系列是有限的，如果選不到合適的風(fēng)機(jī)，也只好往大機(jī)號(hào)上靠。實(shí)際上，電廠鍋爐送、引風(fēng)機(jī)風(fēng)量的 富裕度達(dá)20%～30%是比較常見(jiàn)的，甚至更大。例如，閔行電廠8號(hào)爐，其送、引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量富裕度分別為31%和7.3%，風(fēng)壓富裕度分別為67.8%和 48.4%；華東電網(wǎng)（蘇、皖、滬）10家電廠12.5萬(wàn)kW以上機(jī)組共用離心通風(fēng)機(jī)76臺(tái)（進(jìn)行了葉輪切割和改型的有36臺(tái)），設(shè)計(jì)點(diǎn)的效率都在81% ～85%之間（帶進(jìn)氣室），其中已測(cè)試了41臺(tái)，效率大于70%的只有15臺(tái)，低于70%的有26臺(tái)，占被測(cè)風(fēng)機(jī)的60%以上。這些風(fēng)機(jī)的導(dǎo)向擋板開度大 都在35%～60%；其次，隨著電網(wǎng)容量的不斷增大，大機(jī)組面臨參加調(diào)峰的問(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、引風(fēng)機(jī)還需周期性地在較長(zhǎng)時(shí)間 內(nèi)處于更低的負(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20萬(wàn)kW機(jī)組有近1/3的時(shí)間帶10萬(wàn)kW的負(fù)荷。 　　電廠鍋爐用風(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，致使電廠鍋爐用風(fēng)機(jī)的使用效率低于其最高效率。即使采用了 高效風(fēng)機(jī)，運(yùn)行狀況調(diào)查表明，風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率低于 70%的占50%，即高效風(fēng)機(jī)低效運(yùn)行。通常情況下，風(fēng)機(jī)采用自帶調(diào)節(jié)門調(diào)節(jié)，但采用調(diào)節(jié)門調(diào)節(jié)時(shí)，風(fēng)機(jī)的效率會(huì)下降。為了降低電廠風(fēng)機(jī)的電耗，主要應(yīng)提 高風(fēng)機(jī)在低負(fù)荷時(shí)的運(yùn)行效率，采用最佳的風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)方式，以達(dá)到節(jié)能的目的。 　　3、經(jīng)濟(jì)性分析 　　鑒于我國(guó)電廠風(fēng)機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀，研究設(shè)計(jì)高效率的風(fēng)機(jī)，再大幅度地提高風(fēng)機(jī)本身的效率已不大可能。目前，研究和應(yīng)用最佳的風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)方式才是降低風(fēng)機(jī)電耗的最有效途徑。 　　風(fēng)機(jī)的耗電量與轉(zhuǎn)速的立方成正比。一旦風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，其耗電量將以其立方的比例降低。例如：根據(jù)工藝要求,屋頂風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)的風(fēng)量下降到 80% 則風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也下降到80% ，其風(fēng)機(jī)軸功率則下降到額定功率的51% ；若風(fēng)機(jī)的風(fēng)量下降到50%，則風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也下降到50% ，其風(fēng)機(jī)軸功率則下降到額定功率的l3% ，節(jié)電87% ；從節(jié)能角度看，以風(fēng)機(jī)調(diào)速最為有利，調(diào)節(jié)范圍最大，其經(jīng)濟(jì)性能也最佳。同時(shí)，采用變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)后，可以降低風(fēng)機(jī)的噪聲，減輕引風(fēng)機(jī)葉輪的磨損，延長(zhǎng)葉輪的 使用壽命。所以，電廠風(fēng)機(jī)的節(jié)能重點(diǎn)應(yīng)放在風(fēng)機(jī)的變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)上。風(fēng)機(jī)變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，需要通過(guò)變速裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。這里簡(jiǎn)單介紹離心通風(fēng)機(jī)的變速調(diào)節(jié)方式并粗略的 進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析與比較。 　　3.1 經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)方法 　　采用“將來(lái)費(fèi)用折算現(xiàn)值”的方法，對(duì)電廠離心通風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)方案進(jìn)行 經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)。所謂“將來(lái)費(fèi)用折算現(xiàn)值”是指購(gòu)買附加設(shè)備費(fèi)、安裝費(fèi)以及維持風(fēng)機(jī)和附加設(shè)備在全部使用壽命期間運(yùn)行所需的運(yùn)行費(fèi)、維修費(fèi)的折算現(xiàn)值�？偓F(xiàn)值 最低的方案為最優(yōu)方案�！皩�來(lái)費(fèi)用折算現(xiàn)值”法，能比較全面而準(zhǔn)確地反映各方案經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)劣，在電廠風(fēng)機(jī)改造時(shí)可作為主要的參考依據(jù)。將來(lái)費(fèi)用折算現(xiàn)值的 計(jì)算公式為 F = T ? T E + T ?（ H D × D F + W X ）? Y式中 F ——將來(lái)費(fèi)用現(xiàn)值，萬(wàn)元T ——風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)T E ——風(fēng)機(jī)和附加裝置的總投資，萬(wàn)元H D ——系統(tǒng)年耗電量，萬(wàn)kW?h/a D F ——電費(fèi)，元/kW?h W X ——風(fēng)機(jī)和附加設(shè)備的年維修費(fèi)，萬(wàn)元/a Y ——使用壽命，a 　　3.2 離心通風(fēng)機(jī)幾種調(diào)速裝置的特點(diǎn) 　　離心通風(fēng)機(jī)調(diào)速裝置有：液力耦合器、電磁滑差調(diào)速電機(jī)、雙速電機(jī)、晶閘管串級(jí)調(diào)速裝置及變頻調(diào)速裝置。 　　液力耦合器是利用液體的動(dòng)能來(lái)傳遞功率的一種動(dòng)力式傳動(dòng)設(shè)備。安裝在電動(dòng)機(jī)和風(fēng)機(jī)之間，可以在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變的情況下，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速來(lái)改變風(fēng)機(jī)的特性曲 線和電動(dòng)機(jī)的空載啟動(dòng)。但液力耦合器在調(diào)速的過(guò)程中，存在著固有的滑差功率損失，所以傳動(dòng)效率較低。液力耦合器裝置技術(shù)上比較成熟，在電廠風(fēng)機(jī)中應(yīng)用也較 多，并取得了一定的節(jié)電效果，但不能盲目使用。經(jīng)過(guò)調(diào)查得出，若風(fēng)機(jī)的富裕量不是太大，那么節(jié)電效果就不明顯；若在鍋爐帶額定負(fù)荷時(shí)采用液力耦合器，不但 不能省電，甚至還多耗電。 　　電磁滑差調(diào)速電機(jī)能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速，速度調(diào)節(jié)平滑，無(wú)失控區(qū)能空載調(diào)速，轉(zhuǎn)速變化率��；其控制設(shè)備也簡(jiǎn)單，初投資低，維護(hù)方便，節(jié)電效果明顯。但在調(diào)速時(shí)其轉(zhuǎn)差功率會(huì)以發(fā)熱形式損耗掉，所以經(jīng)濟(jì)效益較低。 　　雙速電機(jī)是采用單繞組變極方法實(shí)現(xiàn)速度變換的，初投資低，使用時(shí)能使整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，可降低噪聲和節(jié)約能源，維護(hù)也簡(jiǎn)單。但低速時(shí)的啟動(dòng)力矩小，往往需先在高速下啟動(dòng)，然后再切換到低速運(yùn)行。運(yùn)行人員不敢在運(yùn)行中進(jìn)行變速操作，開關(guān)的可靠性也差,濕簾空調(diào)。 　　晶閘管串級(jí)調(diào)速就是在轉(zhuǎn)子繞組回路中串接一個(gè)反電勢(shì)，通過(guò)改變轉(zhuǎn)差率來(lái)調(diào)節(jié)繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的一種調(diào)節(jié)方法，該裝置不僅可以對(duì)電機(jī)進(jìn)行無(wú)級(jí)變速，而且 在調(diào)速時(shí)還可將轉(zhuǎn)差功率轉(zhuǎn)化為機(jī)械能加到負(fù)載，或轉(zhuǎn)化為電能返回電網(wǎng)，因而系統(tǒng)效率較高。該裝置的初投資較高，調(diào)速裝置需進(jìn)行維護(hù)，還得采用繞線式電機(jī)， 增加了維修工作量。 　　變頻調(diào)速是交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速的最新技術(shù)，是通過(guò)改變定子的供電電源頻率來(lái)改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速，從而改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。對(duì)于交流電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速n與頻率f成 正比，所以，連續(xù)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的頻率能改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)采用變頻方法可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。調(diào)節(jié)效率高、調(diào)速范圍大（電機(jī)可在0% ～100%頻率轉(zhuǎn)速下運(yùn)行），與其他調(diào)節(jié)裝置相比，性能最佳。當(dāng)調(diào)速范圍在同步轉(zhuǎn)速的30%以上時(shí)，裝置本身的效率不低于90%.變頻調(diào)速不存在勵(lì)磁滑差 損耗和擋板、閥門節(jié)流功率損耗，不存在轉(zhuǎn)差損耗，因此節(jié)能效果良好。 　　3.3幾種變速調(diào)節(jié)的經(jīng)濟(jì)性分析比較 　　在對(duì)某電廠一臺(tái)鍋爐引風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造設(shè)計(jì)時(shí)，采用“將來(lái)費(fèi)用 折算現(xiàn)值”法，對(duì)幾種調(diào)節(jié)方式的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了比較分析，結(jié)果見(jiàn)表 1. 　　表 1 幾種調(diào)節(jié)方式的經(jīng)濟(jì)性比較 　 　 　　注 ： 效率值即風(fēng)機(jī)的系統(tǒng)效率=風(fēng)機(jī)效率×電動(dòng)機(jī)效率×變速調(diào)節(jié)裝置效率。 　　表中的節(jié)電量是年安全運(yùn)行 7000h，風(fēng)機(jī)風(fēng)量富裕量為10%計(jì)算的，負(fù)荷分別為100%、90%、80%和70%負(fù)荷的各為1/6時(shí)間，其余的時(shí)間為60%的負(fù)荷，電價(jià)按0.5元/kW?h計(jì)算。將來(lái)費(fèi)用折算現(xiàn)值的計(jì)算公式： F = T ? T E + T ?（ H D × D F + W X ）? Y .表中風(fēng)機(jī)和附加設(shè)備的年維修費(fèi)按投資的 1.4%來(lái)計(jì)算，使用壽命為20年。 　　由表1可見(jiàn)，3種交流變速裝置均可取得顯著的節(jié)電效果，其中變頻調(diào)速效果最佳，但變頻調(diào)速裝置費(fèi)用較高，其綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)——將來(lái)費(fèi)用折算現(xiàn)值不及雙速電 機(jī)和串級(jí)調(diào)速的低，將來(lái)費(fèi)用折算現(xiàn)值越低就越說(shuō)明該方案比較可行。研究降低變頻調(diào)速裝置費(fèi)用的方法，使變頻調(diào)速在風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)中得以推廣使用，從而節(jié)約更多的 電力資源。 　　變頻調(diào)速裝置還可以實(shí)現(xiàn)交流電機(jī)的“軟啟動(dòng)”，降低了啟動(dòng)電流，避免了大啟動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊和大啟動(dòng)力矩對(duì)電動(dòng)機(jī)的機(jī) 械沖擊。電廠鍋爐引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期在熱態(tài)下工作，其工作介質(zhì)溫度200℃左右，往往在冷態(tài)下啟動(dòng)，這樣啟動(dòng)時(shí)的功率要比運(yùn)行時(shí)大得多。一般情況下，在 設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)時(shí)選用電機(jī)容量大于或等于熱態(tài)參數(shù)選擇電機(jī)容量的1.3倍。如北京石景山電廠20萬(wàn)kW機(jī)組配有5臺(tái)相同的一次風(fēng)機(jī)，熱態(tài)下的驅(qū)動(dòng)功率僅需 380kW，原選用驅(qū)動(dòng)電機(jī)500kW，現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)時(shí)間30～40s，后把驅(qū)動(dòng)電機(jī)改為850kW.采用 變頻調(diào)速裝置，利用該裝置的特點(diǎn)，只需按風(fēng)機(jī)熱態(tài)參數(shù)選擇驅(qū)動(dòng)電機(jī)容量就可以了，體現(xiàn)了明顯的節(jié)能效果。 　　4 結(jié)論 　�。�1） 常年帶負(fù)荷具有一定出力余量的電廠鍋爐離心通風(fēng)機(jī)，特別是調(diào)峰機(jī)組的風(fēng)機(jī)，采用變速調(diào)節(jié)經(jīng)濟(jì)效益是值得肯定的。以選用效率高、性能好和節(jié)電效果好的變頻調(diào) 速裝置最好；變頻調(diào)速技術(shù)用于風(fēng)機(jī)控制能獲得良好的運(yùn)行性能和顯著的節(jié)能效果。隨著電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的提高，變頻調(diào)速技術(shù)將會(huì)得到廣泛的應(yīng) 用。 　　（2）采用何種變速調(diào)節(jié)方式才能最大程度的節(jié)能，這需要具體問(wèn)題具體分析來(lái)解決。電廠生產(chǎn)的重要性和特殊性要求風(fēng)機(jī)的調(diào)速裝置不僅 要有良好的經(jīng)濟(jì)效益，而且要有足夠的安全可靠性。要進(jìn)一步深入開展電廠離心通風(fēng)機(jī)變速調(diào)節(jié)研究，先要通過(guò)實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)研究，選出適合不同負(fù)荷類型的最佳調(diào) 節(jié)方案，再通過(guò)工業(yè)性試驗(yàn)，考察其安全可靠性和經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)而完善調(diào)節(jié)系統(tǒng)，解決其對(duì)整體系統(tǒng)帶來(lái)的附加問(wèn)題，使之能在電廠中廣泛采用，達(dá)到節(jié)電節(jié)能的目 的。 　　參 考 文 獻(xiàn) 　　[1] 湯蘊(yùn)繆，史乃，沈文豹.電機(jī)理論與運(yùn)行 （上冊(cè)）.水利電力出版社，1983. 　　[2] 鄭文忠，張良斗.離心式風(fēng)機(jī)采用變速調(diào)節(jié)試驗(yàn)分析報(bào)告.華東電力試驗(yàn)研究所，1984. 　　[3] 續(xù)魁昌.風(fēng)機(jī)手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，1999. 　　[4] 劉家鈺.電站風(fēng)機(jī)改造與可靠性分析.中國(guó)電力出版社，2002. 　　[5] 王賀芩，鄒文華，等.風(fēng)機(jī)變頻改造節(jié)能技術(shù)在火電廠的應(yīng)用.中國(guó)電力，2002

鍋爐風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載變頻技術(shù)改造

機(jī)泵類負(fù)載變頻技術(shù)改造的優(yōu)點(diǎn) 　　1、在風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載運(yùn)行中，其輸入的能量，約15~20%被電機(jī)和風(fēng)機(jī)(或電機(jī)和泵)本身所消耗，約35~50%被擋板或風(fēng)門節(jié)流所消耗。前者可通過(guò)采用高效電機(jī)及高效風(fēng)要來(lái)降低，后者則可通過(guò)采用變頻調(diào)速調(diào)節(jié)流量來(lái)取消。因?yàn)閷?duì)風(fēng)機(jī)水泵來(lái)說(shuō)，其軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比，流量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比。所以,水簾風(fēng)機(jī)，如果通過(guò)調(diào)速將流量降到滿載時(shí)的80%，則所需軸功率可減少一半(理論上)。實(shí)踐及理論均已證明，采用變頻調(diào)速調(diào)節(jié)流量節(jié)電可達(dá)20%到60%。|MechNet|更多知識(shí)，請(qǐng)登陸中國(guó)機(jī)械專家網(wǎng)，.cn/ 　　2、多臺(tái)10噸或多臺(tái)20噸的鍋爐房，可安裝一套引風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)裝置。此裝置包括兩臺(tái)變頻器，一臺(tái)驅(qū)動(dòng)引風(fēng)機(jī)，一臺(tái)驅(qū)動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)。這套變頻驅(qū)動(dòng)裝置，可根據(jù)需要驅(qū)動(dòng)任一臺(tái)鍋爐的引風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)，而同時(shí)每臺(tái)鍋爐的引風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)仍保留原有的工頻運(yùn)行功能。一臺(tái)變頻驅(qū)動(dòng)裝置可驅(qū)動(dòng)鍋爐的臺(tái)數(shù)不超過(guò)三臺(tái)。 　　3、對(duì)于40噸以上的鍋爐，一般情況下一套變頻驅(qū)動(dòng)裝置只驅(qū)動(dòng)一臺(tái)鍋爐，且可保持原有的工頻運(yùn)行功能。 　　4、鍋爐房的補(bǔ)水泵，可采用一般生活供水系統(tǒng)的變頻驅(qū)動(dòng)裝置，一帶一或一帶多臺(tái)補(bǔ)水泵。與一般生活供水系統(tǒng)不同的是反饋量是上鍋筒的水位。

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收錄時(shí)間:2011年01月07日 17:32:40 來(lái)源:ccen 作者:

利德華福高壓變頻技術(shù)在錦西石化4#爐風(fēng)機(jī)節(jié)能改造中的應(yīng)用

摘要： 本文通過(guò)對(duì)中國(guó)石油錦西煉油化工總廠熱電公司4#爐引、送、二次風(fēng)機(jī)的高壓變頻節(jié)能改造的先容，具體敘述了改造的目的、技術(shù)方案、改造過(guò)程和原理特性。具體分析了改造效果，特別是經(jīng)濟(jì)效果。最后闡明節(jié)能改造的意義，是企業(yè)由粗放型的治理向資源節(jié)約型治理轉(zhuǎn)變的有效途徑，是企業(yè)增效的新亮點(diǎn)。 　　關(guān)鍵詞：變頻 改造 節(jié)能 增效 　　1.前言 　　中國(guó)石油錦西煉油化工總廠熱電公司有75噸鍋爐3臺(tái)，220噸鍋爐3臺(tái)。其中1、2、3#爐是75噸鍋爐，4、5、6#爐是220噸鍋爐。6臺(tái)鍋爐全部采用了引風(fēng)、送風(fēng)和二次風(fēng)機(jī)，這些風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)是按照最大額定負(fù)荷設(shè)計(jì)的，而鍋爐一年中能在最大額定負(fù)荷段狀態(tài)下運(yùn)行的時(shí)間卻很少，大部分時(shí)間運(yùn)行在三分之二負(fù)荷段上。這樣，鍋爐對(duì)實(shí)際風(fēng)的需要量卻不是所設(shè)計(jì)的最大風(fēng)量，而應(yīng)該是隨著負(fù)荷改變而改變的變化風(fēng)量。為了滿足鍋爐對(duì)變化風(fēng)量的要求，我們傳統(tǒng)工藝一直采用調(diào)整風(fēng)道檔板開度的辦法，這種辦法能夠改變和調(diào)整風(fēng)量，卻無(wú)法調(diào)整驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和按比例節(jié)能，造成了產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)中能源的大量浪費(fèi)和生產(chǎn)本錢的上升。 　　2.改造目的 　　為了降低生產(chǎn)本錢，降低能耗，適應(yīng)我國(guó)關(guān)于能源節(jié)約與資源綜合利用“十五”規(guī)劃的要求，采用低消耗、低排放、高效率的持續(xù)發(fā)展理念的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式，應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)來(lái)改造傳統(tǒng)工藝的技術(shù)缺憾。我公司經(jīng)過(guò)對(duì)低壓變頻技術(shù)的廣泛成熟的應(yīng)用，獲取了較大的節(jié)能效果和維護(hù)經(jīng)驗(yàn)。隨著高壓變頻器技術(shù)產(chǎn)品的成熟與穩(wěn)定應(yīng)用，我們把這一節(jié)能成果又進(jìn)一步擴(kuò)大到了高壓電機(jī)上，并于2006年5月份對(duì)4#爐三臺(tái)風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行了高壓變頻器改造。 　　3、4#爐風(fēng)機(jī)工作額定參數(shù) 風(fēng)機(jī)名稱 電機(jī)型號(hào) 額定電壓 額定電流 額定功率 功率因數(shù) 額定轉(zhuǎn)數(shù) 一次風(fēng)機(jī) YFKK5004-4 6000V 131A 1120kW 0.85 1490r/min 二次風(fēng)機(jī) YFKK5001-4 6000V 94A 800kW 0.85 　　1490r/min 1#引風(fēng)機(jī) YFKK4505-6W 6000V 61A 500kW 0.85 990r/min 3.實(shí)施的改造方案 　　3.1 變頻器的選型方案 　　由于高壓變頻改造所實(shí)施的具體方案與變頻器的選型有直接的關(guān)系,所以我公司首先進(jìn)行了變頻器的選型考察，經(jīng)過(guò)仔細(xì)認(rèn)真地比較和公然招標(biāo)，最后國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品??北京利德華福HARSVERT-A高壓變頻器以其優(yōu)良的質(zhì)量，齊全的技術(shù)性能和周到的售后服務(wù)一舉中標(biāo)。 　　3.2 主回路方案 　　根據(jù)我公司風(fēng)機(jī)負(fù)荷的重要性，我們決定采用的變頻控制為一拖一方案，就是一臺(tái)變頻器帶一臺(tái)風(fēng)機(jī)電機(jī)。為了增加運(yùn)行的可靠性和安全性，又增設(shè)了工頻旁路回路。具體的設(shè)計(jì)方案如圖1所示： 　　QF為用戶的真空斷路器，QS1、QS2、QS3為3臺(tái)高壓隔離刀閘。在QS1和QS2之間是高壓變頻器，QS3為旁路刀閘。當(dāng)電機(jī)需變頻運(yùn)行時(shí)，應(yīng)首先將QS3拉開，然后合QS1和QS2刀閘，最后再合真空斷路器QF使變頻器得電并啟動(dòng)變頻器以驅(qū)動(dòng)電機(jī)。當(dāng)電機(jī)需工頻運(yùn)行時(shí)，應(yīng)將QS1和QS2刀閘拉開，將QS3旁路刀閘合進(jìn)，最后合真空斷路器QF以直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)工頻運(yùn)行。此運(yùn)行方式為變頻器故障或檢驗(yàn)等特殊情況下用工頻來(lái)保證設(shè)備運(yùn)行的備用工作方式。 　　上述方案為手動(dòng)旁路的典型方案，要求QS2和QS3不能同時(shí)閉合，并在機(jī)械上實(shí)現(xiàn)安全互鎖。 　　為了實(shí)現(xiàn)對(duì)故障變頻器的保護(hù)，變頻器故障狀態(tài)下發(fā)出跳閘指令，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的高壓真空斷路器QF進(jìn)行連鎖跳閘，以使變頻器斷開電源。同時(shí)三把刀閘都與斷路器QF電氣互鎖，只有在斷路器分離時(shí)才能操縱刀閘，保證了安全操縱。 　　3.3 控制方案 　　根據(jù)我公司的實(shí)際情況，我們對(duì)變頻器采用三種控制方案，分別是遠(yuǎn)程DCS閉環(huán)自動(dòng)控制、遠(yuǎn)程DCS開環(huán)手動(dòng)控制和就地手動(dòng)控制。 　　3.4 冷卻方案 　　變頻器的工作過(guò)程是將交流電整流成直流電，再將直流逆變成交流的過(guò)程。在這一過(guò)程中，電子功率器件自身要發(fā)出一定的熱量（2%），這些熱量會(huì)使設(shè)備的溫度不斷上升，并燒損設(shè)備本身。為了使變頻器正常穩(wěn)定工作，就必須將變頻器發(fā)出的熱量及時(shí)排散掉。因此變頻器冷卻題目對(duì)變頻器運(yùn)行的穩(wěn)定十分重要。經(jīng)過(guò)認(rèn)真的研究，我們采用了最簡(jiǎn)單、最有效、最穩(wěn)定的冷卻方案??自然風(fēng)冷方案。就是在變頻器頂部安裝一個(gè)總風(fēng)道，用這個(gè)風(fēng)道將變頻器自身頂部的冷卻風(fēng)機(jī)從室內(nèi)吸進(jìn)的自然空氣所帶的變頻器內(nèi)部熱量不斷地排放到室外。這種方案只做一個(gè)風(fēng)道，不增加任何轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，因此簡(jiǎn)單可靠，故障因素少。經(jīng)過(guò)在40℃室溫條件下做滿載散熱能力試驗(yàn)，結(jié)果變頻器的溫度最高到68℃，與設(shè)計(jì)的最高溫升140度相比，結(jié)果是非常理想的。 　　4.變頻器的工作原理與特性 　　4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 　　HARSVERT-A系列6kV高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2，由移相變壓器、功率單元和控制器組成。每臺(tái)變頻器有21個(gè)功率單元，每7個(gè)功率單元串聯(lián)構(gòu)成一相。 　　4.2 功率單元結(jié)構(gòu) 　　每個(gè)功率單元結(jié)構(gòu)上完全一致，可以互換，其電路結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖3，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)對(duì)IGBT逆變橋進(jìn)行正弦PWM控制，可得如圖4所示的波形。 　　4.3 輸進(jìn)側(cè)結(jié)構(gòu) 　　輸進(jìn)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)絡(luò)的電流波形，使其負(fù)載下網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)接近1。 　　另外，由于變壓器副邊繞組的獨(dú)立性，使每個(gè)功率單元的主回路相對(duì)獨(dú)立，類似常規(guī)低壓變壓器，便于采用現(xiàn)有的成熟技術(shù)。 　　4.4 輸出側(cè)結(jié)構(gòu) 　　參見(jiàn)圖2和圖3。輸出側(cè)由每個(gè)單元的U、V輸出端子相互串接而成星型接法給電機(jī)供電，通過(guò)對(duì)每個(gè)單元的PWM波形進(jìn)行重組，可以得到如圖5所示的門路PWM波形。這種波形正弦度好，dv/dt小，可減少對(duì)電纜和電機(jī)的盡緣損壞，無(wú)須輸出濾波器就可以使輸出電纜長(zhǎng)度很長(zhǎng)，電機(jī)不需要降額使用，可直接用于舊設(shè)備的改造。同時(shí)，電機(jī)的諧波損耗大大減少，消除了由此引起的機(jī)械振動(dòng)，減小了軸承和葉片的機(jī)械應(yīng)力。 　　當(dāng)某一個(gè)單元出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)使圖3中的繼電器K閉合，可以將此單元旁路出系統(tǒng)而不影響其它單元的運(yùn)行，變頻器可持續(xù)降額運(yùn)行，如此可減少很多場(chǎng)合下停機(jī)造成的損失。     4.5 控制器 　　控制器核心由高速單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，精心設(shè)計(jì)的算法可以保證電機(jī)達(dá)到最優(yōu)的運(yùn)行性能�？刂破鬟�包括一臺(tái)內(nèi)置的PLC，用于柜體內(nèi)開關(guān)信號(hào)的邏輯處理，以及與現(xiàn)場(chǎng)各種操縱信號(hào)和狀態(tài)信號(hào)的協(xié)調(diào)。增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性。 　　控制器結(jié)構(gòu)上采用VME標(biāo)準(zhǔn)箱體結(jié)構(gòu)，各控制單元板采用FPGA、CPLD等大規(guī)模集成電路和表面焊接技術(shù)，系統(tǒng)具有極高的可靠性。 　　另外，控制器與功率單元之間采用光纖通訊技術(shù)，低壓部分和高壓部分完全可靠隔離，系統(tǒng)具有極高的安全性，同時(shí)具有很好的抗電磁干擾性能。 　　5.改造效果 　　5.1 改造后的工藝效果 　　4#爐引、送、二次風(fēng)機(jī)高壓變頻改造后，將原風(fēng)道中用開度大小來(lái)調(diào)整風(fēng)道風(fēng)量的檔板開到了100%。這樣大大減小了風(fēng)的阻力損耗。另外完全改變了風(fēng)在管道中的振動(dòng)頻率，由于風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)在變頻狀態(tài)下工作，工作頻率在不斷的變化中，使風(fēng)道的固有共振頻率很難與工作頻率一致，從而避免了共振現(xiàn)象的產(chǎn)生，解決了風(fēng)道在工頻狀態(tài)下振動(dòng)大的題目。這樣風(fēng)道時(shí)常被振開裂的困難被自然解決了，也是我們此次改造的意外收獲。 　　5.2 改造后對(duì)電網(wǎng)的沖擊效果 　　當(dāng)電機(jī)通過(guò)工頻直接啟動(dòng)時(shí)，它將會(huì)產(chǎn)生7-8倍的電機(jī)額定電流。這個(gè)電流值將大大增加電機(jī)繞組的電應(yīng)力并產(chǎn)生熱量，從而降低電機(jī)的壽命。而采用變頻后，電機(jī)實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng)，可以在零速零電壓?jiǎn)��?dòng)（當(dāng)然可以適當(dāng)加轉(zhuǎn)矩提升），直到達(dá)到工作電流為止。一旦頻率和電壓的關(guān)系建立，變頻器就可以按照V/f或矢量控制方式帶動(dòng)負(fù)載進(jìn)行工作，對(duì)電網(wǎng)幾乎沒(méi)有沖擊。 　　5.3 改造后的維護(hù)強(qiáng)度效果 　　采用變頻調(diào)速后，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)基本工作在30Hz到40Hz的頻率范圍內(nèi)，與工頻50Hz相比，降低了風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。另外啟動(dòng)時(shí)的緩慢升速過(guò)程也使整套風(fēng)機(jī)機(jī)械設(shè)備的零部件、密封和軸承等的使用壽命大大延長(zhǎng)。不用檔板調(diào)風(fēng)，調(diào)風(fēng)檔板的使用壽命大大延長(zhǎng)，使檢驗(yàn)維護(hù)工作量減少，更降低了檢驗(yàn)工作強(qiáng)度和用度。 　　5.4 改造后的節(jié)能效果 　　我公司4#爐3臺(tái)風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速改造后，在收到上述諸多改造工藝效果的同時(shí)，更獲得了重大的節(jié)能效果。詳見(jiàn)下列改造前后生產(chǎn)參數(shù)對(duì)照表，此表數(shù)據(jù)來(lái)源于改造前后的生產(chǎn)報(bào)表： 主汽流量T/H 一次風(fēng)機(jī)電流 二次風(fēng)機(jī)電流 引風(fēng)機(jī)電流 差值電流總和 　�。ˋ） 差值功率總和 　　（kW） 改造前 　�。ˋ） 改造后 　　（A） 有功差值 　�。╧W） 改造前 　　（A） 改造后 　�。ˋ） 有功差值 　�。╧W） 改造前 　�。ˋ） 改造后 　�。ˋ） 有功差值 　�。╧W） 140 123 50.1 610.5 77 30.3 393.5 50 18.4 269.0 151.2 1273.0 145 123 50.6 605.2 77 30.8 388.2 50 19.1 261.6 149.5 1255.0 150 124 53.7 581.7 78 31.4 391.1 51 20.1 260.3 146.8 1233.1 155 124 55.1 566.9 79 32.8 385.6 52 21.6 253.7 145.5 1206.1 160 125 60.2 522.2 80 35.1 370.5 52 27.4 192.3 133.3 1085.0 165 125 60.9 514.8 82 36 379.5 52 28.9 176.4 133.2 1070.7 170 126 61.1 521.9 82 37.5 363.6 52 34.1 121.4 127.3 1006.9 180 126 61.1 521.9 82 38.3 355.2 52 38.2 78.0 122.4 955.1 190 129 62 540.2 82 39 347.8 52 43 27.2 119 915.2 200 131 62 558.8 82 39.7 340.3 52 45 6.0 118.3 905.1 　　注：改造前功率因數(shù)為0.85；改造后功率因數(shù)為0.97。 　　 從上表中數(shù)據(jù)可知，220噸鍋爐在從140噸到200噸運(yùn)行過(guò)程中，三臺(tái)風(fēng)機(jī)的節(jié)電效果隨鍋爐負(fù)荷的增加而下降，隨鍋爐負(fù)荷的減小而上升。而我公司鍋爐每年中運(yùn)行在140噸到150噸大約有8個(gè)月，運(yùn)行在200噸大約有2個(gè)月，運(yùn)行在180噸大約有1個(gè)月，檢驗(yàn)時(shí)間大約有1個(gè)月。改造前4#爐每年三臺(tái)風(fēng)機(jī)用總電量約為1863.13387萬(wàn)度（kW?h），改造后每年三臺(tái)風(fēng)機(jī)總用電量約為941.15169萬(wàn)度（kW?h），故4#爐變頻改造后比改造前每年可節(jié)約電能約921.98219萬(wàn)度（kW?h），節(jié)電率約為49.5%。也就是說(shuō)，我們只用改造前50.5%的用電量就能完成改造前的生產(chǎn)任務(wù)。假如每度電銷售價(jià)格以0.45元計(jì)，那么我公司4#爐三臺(tái)風(fēng)機(jī)變頻改造后每年可節(jié)約的9219821.9度(kW?h)廠用電，相當(dāng)于節(jié)支414.89198萬(wàn)元。在當(dāng)年逾額收回了投資本錢，之后可每年為我廠節(jié)支414.9萬(wàn)元。 　　6.結(jié)束語(yǔ) 　　4#爐三臺(tái)風(fēng)機(jī)的高壓變頻節(jié)能改造，是我們總廠2006年的一項(xiàng)重要改造項(xiàng)目。是我們企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)經(jīng)濟(jì)治理意識(shí)的前瞻性體現(xiàn)，是企業(yè)由粗放型治理向資源節(jié)約型治理過(guò)渡的具體舉措，是我廠在高壓變頻節(jié)能改造方面邁出的又一具有實(shí)質(zhì)性意義的一步。其改造后的工藝效果和節(jié)能效果極大地鼓舞了公司全體職工的工作積極性，有效激發(fā)了職工對(duì)節(jié)能工作重要性的熟悉。其經(jīng)濟(jì)效果之明顯，已經(jīng)成為我們企業(yè)增效的新亮點(diǎn)。同時(shí)說(shuō)明我們企業(yè)生產(chǎn)節(jié)能的潛力是巨大的，我們?cè)谧冾l節(jié)能改造的道路上還有很長(zhǎng)的路要走，還有很多的工作要做。 　　參考文獻(xiàn)： 　　北京利德華福電氣技術(shù)有限公司 高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)HARSVERT-A系列技術(shù)手冊(cè) 　　作者簡(jiǎn)介： 　　張文鴻，男，1966年10月出生，1990年畢業(yè)于沈陽(yáng)高等電力�？茖W(xué)校。在中國(guó)石油錦西煉油化工總廠熱電公司電氣車間用風(fēng)機(jī)工作，電氣工程師。技術(shù)成果有高壓靜電除塵器頂部振打監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用等。負(fù)責(zé)4#爐高壓變頻器的整套控制和現(xiàn)場(chǎng)安裝設(shè)計(jì)，施工安裝及調(diào)試的全部工作。 　　中國(guó)石油錦西煉油化工總廠熱電公司　　張文鴻

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