(5)由于具有工业电气保护和电力电子保护功能
发布时间:2019-03-29 23:57

  文章分析了高压变频器的调速方式及其优越性;根据发电厂风机的基本参数,探讨了风机调速节电原理;对高压变频器投产运营后的节能效果进行了分析。

  高压变频器调速技术突破了串级调速、内反馈串级调速、液力耦合器调速等传统技术的局限性,具有价格低,质量优、可靠性强、性能高等优点,能够很好地满足生产要求,是发电厂降低发电成本、提高发电企业的竞争力、挖掘节能潜力、加强内部管理的首选。本文将对发电厂高压变频器调速技术展开具体论述。

  调速方式主要有串级调速、内反馈串级调速、液力耦合器调速、高压变频调速等方法。但前三种方法都有其不可避免的缺点,串级调速缺点包括:难以实现系统配套、控制系统复杂、对电网影响大;内反馈串级调速缺点包括:电机需要配套、容易出现事故、对电网影响大、设备老化快;液力耦合器调速缺点包括:精度低、启动电流大、维修困难成本高。由于目前电力电子技术的发展,计算机控制技术的进步,现代通信技术、高压电气以及电机拖动等综合性领域的学科技术不断成熟,因此相比于其他调速方式,高压变频调速有无法比拟的优点:(1) 模块化设计,结构紧凑,维护方便,增强了产品的互换性;采用光纤通讯技术,提高了产品的抗干扰能力和可靠性(2)由于变频器采用的是液晶显示界面,触摸式调整面板,可以同步显示电压、电流、电机转速、频率,所以可以非常直观的显示出电机工作时的状态。(3)准确地显示频率分辨率以及精确的调速精度,可以满足全部生产工艺状况的需要。(4)高压变频器带有国际通用外部接口,可以与可编程控制器及工控机等仪表相互连接,还可以与其原设备控制回路相互连接,构成部分闭环系统。(5)由于具有工业电气保护和电力电子保护功能,保证高压变频器以及电机在运行正常或故障时有可靠的安全保障。(6)由于电机具有软制动、软启动,且启动的电流小并小于电机的额定电流,电机启动的时间连续且可调。可减少对电网的负面影响。(7)具有近程和远程操作功能,可以通过互联网等方式进行远程监控功能。(8)可减少配件损耗,能够延长设备寿命,降低成本、提高劳动效率。

  为风机效率:风机对空气做功,有部分损失而不能将能量全部传递给空气,一个评价风机优劣的标准。

  采用调节风机转数控制风量的方法与调节风门的方法相比较,有明显的节电效果。

  假设风机设计在工况为A点时,为效率最高。此时,风机输出的风量Q是100%,轴功率(Ps1)与风压(H1)和风量(Q1)的乘积成正比关系,即Ps1与由OQ1AH1围成的图形面积成正比。

  当风量需要调节时,例如:将风量从额定的100%减少至风量的50%,即从Q1至Q2时,如果采用调节风门的方式来调节风量,使管网阻力特性的曲线。也就是说,由于风门减小开度而增加了内部管网的阻力。同时,系统的图示工作点也由A点移动至B点。容易看出,虽然风量降低了,但由于风压增加,Ps2与OQ2BH2围成的图形面积成正比。且同Ps1相比较,相差不多。

  但如果采用通过调节转速控制风量的方法,风机转速从原来的n1降低至n2。根据风机参数的比例规律可知,可绘出在转速n2情况下的风压风量的特性曲线,风机的工况用C点表示。可见,在满足相同的风量Q2的情况下,风压能大幅度降到H3,轴功率因与OQ2CH3成正比,也会有明显的下降。所节约功率与面积OQ1AH1和OQ2CH3的差值成正比。因此,可以看出,当选用调节转速来控制风量的方法,其经济效益十分明显的。

  由流体力学可得,风量正比于转速的改变,风压正比于转速改变的平方,轴功率正比于转速改变的立方。

  当其需要的风量减少时,风机转速下降时,风机功率以转速的立方下降。当其需要的风量为额定风量的50%时,可知轴功率下降至额定功率的12.5%。通过上面可以看出,调速节电的效果是十分明显的。

  (1)因投入变频器后,风道挡板处在全开位置,风道挡板的压流损失降低为0。(2)由于变频器可以非常平滑且稳定地调整风量,因此,运行人员就可以更加自如地调控燃烧。(3)当投入变频器后,可以大大改善锅炉的燃烧自动控制系统的工作状况,从而使自动装置的工作可靠性大大地提高。(4)如果电机的容量为800kW,大于风机的额定功率,这部分多余的容量将不会参与有效的利用,从而造成浪费。而投入变频器后,利用变频器可以超速的能力和功能,在不超出电机额定容量的前提下,可以使风速超速到2.5%,因而在机满负荷下可使得吸风机风压显着提高,锅炉的燃烧状况明显得到改善。(5)由于变频器具有软启动功能,这样就减少了电动机启动时的启动电流。从而有效减轻了启动机械转矩对电动机的机械损伤,有效的延长了电动机的使用寿命。

  高压变频器技术较为直观、可靠、安全,将高压变频器应用在引风机、二次引风机上,具有近程和远程操作功能,对电网的负面影响小,能直接降低生产用电成本较低等优点。此外,高压变频器技术能够提高设备及机组的可靠性,降低机组故障带来的隐形成本,实现了发电厂的节能,增大上网电量带来的直接效益。