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AS800高壓變頻器電力行業應用案例

分類描述

AS800高壓變頻器電力行業應用案例

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名稱

AS800高壓變頻器電力行業應用案例

產品名稱
AS800高壓變頻器電力行業應用案例
產品型號
電力行業
關鍵詞
變頻器應用案例、變頻器解決方案
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詳細介紹
上海老港再生能源利用中心日焚燒處理城市生活垃圾3000噸,配套先進的煙氣處理系統以及發電設備,是亞洲最大的生活垃圾處理設施之一,也是環保要求最高的設施之一。工程于2010年8月開工建設,2013年5月建成并投入試運行。項目投產后,在年處理生活垃圾100萬噸的同時,年發電量能達到約2.5億度,年上網電量約2億度。垃圾焚燒后的爐渣將進行綜合再利用,如填埋場覆蓋材料、制磚、鋪路基等。
 
該項目使用新時達AS800系列高壓變頻器13臺,其中一次風機4臺、給水泵6臺、循環水泵3臺。本文以該項目為例,介紹AS800高壓變頻器在電力行業風機、水泵上的運用特點,并對現場應用的工藝、變頻器技術特點及應用效果進行說明。
 
現場應用工藝介紹
循環水泵工藝
在循環水泵系統中,循環水泵實現水資源的循環利用,凝汽器出口的熱水進入冷卻塔,循環水的熱量傳遞給大氣溫度降低后,再經循環水泵提升有壓力后進入凝汽器進行冷卻低壓缸排汽,由于系統水位基本穩定,故循環水泵的揚程也基本穩定,也就是說循環水泵水量的大小決定了循環水泵的耗電量。
 
由于機組負荷及外部環境變化,真空在不斷變化,因此需要及時調整循環水量,保證機組安全、經濟地運行。在冬季正常運行時,1臺循環水泵低速運行足已滿足機組的冷卻需要;然而在溫差變化大的季節、以及負荷變化大的情況下,循環水泵雖然高、低雙速調節方式,但不能保證機組在經濟的方式下運行,致使工廠用電率高,發電成本高,因此有必要對水泵進行變頻調節。
 
利用高壓變頻器根據實際需要對循環水泵電機進行調速,進而調節水泵冷卻水量的大小,即可以降低電動機的功率,又能達到最有利真空控制的目的,從而既保證和改善發電機組運行工況,又可達到節能降耗的效果。
 
為了降低工廠用電率,減少發電成本,上海老港再生能源利用中心決定對電廠1臺循環水泵加裝新時達AS800系列高壓變頻器,以達到經濟高效的運行方式。
 
垃圾發電廠鍋爐工藝
圖1 垃圾發電廠鍋爐工藝流程
 
垃圾發電廠鍋爐工藝流程見圖1。垃圾發電廠鍋爐系統包括一次風機、引風機系統,在實際運行過程中,一次風機系統主要將垃圾儲坑里面的可燃燒氣體抽到垃圾焚燒爐,燃燒產生熱量供給鍋爐,產生蒸汽推動汽輪機發電,同時防止氣體外泄(氣體含毒),在應用中屬于重要設備,必須保證其運行的可靠性。引風機系統是將發電過程中給爐膛形成負壓將廢氣吸走,對整個發電系統的影響也比較重要,引風機的停機可能導致鍋爐滅火。
 
現場AS800高壓變頻器
 
變頻器系統配置
 
根據現場負載的工況需求, 考慮到變頻器退出運行后不影響生產,確保系統正常工作,系統需配置工頻旁路,當變頻器出現故障時,將電機投切到工頻下運行。一拖一自動旁路方案適用于要求操作方便,或者變頻器變頻運行時故障后可以自動切換到工頻的一拖一工況。
 
為了變頻器退出運行后不影響生產,確保系統正常工作,系統需配置工頻旁路,當變頻器出現故障時,將電機投切到工頻下運行。圖2中的3個接觸器安裝在旁路柜中,為了確保不向變頻器輸出端反送電,KM2與KM3實現自然機械互鎖。當 KM1、KM2閉合, KM3斷開時,電機運行在變頻狀態;當KM1、KM2斷開,KM3閉合時,電機工頻運行。
圖2  變頻系統一次回路
 
AS800高壓變頻器技術特點
 
機械的理想動力:輸出電流中含有的高次諧波成分極其微小,由此產生的脈動力矩對軸系統的影響力可以忽略不計,減少了電機的震動。
 
多種曲線選擇功能:由于密煉機機械是多級傳動機構,不同的機械會有不同特性,提供多種曲線算法以適應不同的機械工藝要求。
 
高壓變頻必須滿足現場水泵負載要求,以及動態響應快速制動運行的需要。
 
圖3 現場實測輸出電流波形圖
 
以變頻器調整電機的轉速來調整水量,使電機輸出的功率與水量需求基本上成正比關系,始終使電機高效率工作,以達到明顯的節電效果。
 
系統具有自動控制旁路柜,可為配置爐前操作臺提供足夠的接點。
 
系統具有變頻和工頻2套控制回路,具有單模塊旁路功能,增加變頻器冗余能力。
 
使電機起動、加載時的電流平緩上升,沒有任何沖擊;可使電機實現軟停,避免反生電流造成的危害,有利于延長設備的使用壽命。
 
通過移相整流變壓器極大地抑制了網側輸入諧波電流,通過多級H橋功率單元級聯的方式實現電壓疊加,得到幾近完美的高壓正弦波輸出,可直接驅動高壓電動機,無需加裝任何濾波器。
 
由于電機在高效率狀態下運行,功率因數較高,降低了無功損耗,節約了大量電能。
 
應用效果分析
 
節約能源。變頻器控制的風機水泵與傳統控制的風機水泵比較,節約能源是最有實際意義的,根據現場原料量需求情況調節風機水泵的轉速是經濟的運行狀態。
 
運行成本降低。傳統風機水泵的運行成本由三項組成:采購成本、維護成本、能源成本。其中能源成本大約占風機水泵運行成本的60%。通過能源成本的降低,再加上變頻起動后對設備的沖擊減少,維護和維修量也跟隨降低,所以運行成本將大大降低。
 
延長風機水泵的使用壽命。變頻器從0Hz起動風機水泵,它的起動加速時間可以調整,從而減少起動時對風機水泵的電器部件和機械部件所造成的沖擊,增強系統的可靠性,使水泵的使用壽命延長。此外,變頻控制能夠減少機組起動時電流波動,這一波動電流會影響電網和其它設備的用電,變頻器能夠有效地將起動電流的峰值減少到最低程度。
 
降低設備噪聲。根據風機水泵的工況要求,變頻調速改造后,電機運轉速度明顯減慢,因此有效地降低了風機水泵運行時的噪聲。
 
節能效益說明。根據現場的運行情況分析,現場加變頻的用電量與不加變頻的用電量相比,節能率在20%以上,給用戶帶來巨大的經濟效益。
 
 
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