中源变频器在锅炉风机节能改造中的作用

一、前言   　目前在我国各行各业的各类机械与电气设备中与风机水泵配套的电机约占全国电机装机量的60%，耗用电能约占全国发电总量的三分之一。特别值得一提的是，大多数风机、水泵在使用过程中都存在大马拉小车的现象,负压风机厂家直供，加之因生产、工艺等方面的变化，需要经常调节气体和液体的流量、压力、温度等；目前，很多单位仍然采用落后的调节档风板或阀门开启度的方式来调节气体或液体的流量、压力、温度等。这实际上是通过人为增加阻力的方式，并以浪费电能和金钱为代价来满足工艺和工况对气体、液体流量调节的要求。这种落后的调节方式，不仅浪费了宝贵的能源，而且调节精度差，很难满足现代化产业生产及服务等方面的要求，负面效应十分严重。 　　变频调速器'>变频调速器的出现为交流调速方式带来了一场革命。随着近十几年变频技术的不断完善、发展。变频调速性能日趋完美，已被广泛应用于不同领域的交流调速。为企业带来了可观的经济效益，推动了产业生产的自动化进程。      变频调速用于交流异步电机调速，其性能远远超过以往任何交、直流调速方式。而且结构简单，调速范围宽、调速精度高、安装调试使用方便、保护功能完善、运行稳定可靠、节能效果明显，已经成为交流电机调速的最新潮流。   二、变频节能原理： 　　1. 风机运行曲线     　　采用变频器'>变频器对风机进行控制，属于减少空气动力的节电方法，它和一般常用的调节风门控制风量的方法比较， 具有明显的节电效果。 由图可以说明其节电原理： 　　图中，曲线（1）为风机在恒定转速n1下的风压一风量（H?Q）特性，曲线（2） 为管网风阻特性（风门全开）。曲线（4） 为变频运行特性（风门全开） 　　假设风机工作在A点效率最高，此时风压为H2，风量为Q1，轴功率N1与Q1、H2的乘积成正比，在图中可用面积AH2OQ1表示。假如生产工艺要求，风量需要从Q1减至Q2，这时用调节风门的方法相当于增加管网阻力，使管网阻力特性变到曲线（3），系统由原来的工况点A变到新的工况点B运行。从图中看出，风压反而增加,换气负压风机，轴功率与面积BH1OQ2成正比。显然，轴功率下降不大。假如采用变频器'>变频器调速控制方式，风机转速由n1降到 n2，根据风机参数的比例定律，画出在转速n2风量（Q?H）特性，如曲线（4）所示。可见在满足同样风量Q2的情况下，风压H3大幅度降低，功率N3随着明显减少，用面积CH3OQ2表示。节省的功率△N=（H1-H3）×Q2，用面积BH1H3C表示。显然，节能的经济效果是十分明显的。    　　2.风机在不同频率下的节能率 　　风机是传送气体的机械设备，水泵是传送液体的机械设备，二者都是将电动机的轴功率转变为流体的机械能的一种机械，二者的工作原理基本相同。 　　从流体力学原理得知，风机风量及水泵水流量与电机转速功率相关：风机水泵的风量（流量）与风机水泵（电机）的转速成正比，风机的风压、水泵的扬程与风机水泵（电机）的转速的平方成正比，风机水泵的轴功率即是风量与风压、流量与扬程的乘积，故风机水泵的轴功率与风机水泵（电机）的转速的二次方成正比（即风机水泵的轴功率与供电频率的二次方成正比）： 频率f（Hz） 转速N% 流量Q% 扬程H% 轴功率P% 节电率 50 100% 100% 100% 100% 0.00% 45 90% 90% 81% 72.9% 27.10% 40 80% 80% 64% 51.2% 48.80% 35 70% 70% 49% 34.3% 65.70% 30 60% 60% 36% 21.6% 78.40% 25 50% 50% 25% 12.5% 87.5% 　　根据上述原理可知改变风机水泵的转速就可改变风机水泵的功率。 例如：将供电频率由50Hz降为45Hz，则P45/P50=453/503=0.729，即P45=0.729P50 将供电频率由50 Hz降为40Hz，则P40/P50=403/503=0.512，即P40=0.512P50 三、锅炉风机'>锅炉风机的变频节能改造： 锅炉的变频节能改造通常是指对锅炉风机'>锅炉风机、水泵等附机的变频节能改造。        锅炉风机、水泵在设计时是按最大工况来考虑的，在实际使用中有很多时间风机都需要根据实际工况进行调节，传统的做法是用开关风门、阀门的方式进行调节，这种调节方式增大了供风、供水系统的节流损失，在启动时还会有启动冲击电流，且对系统本身的调节也是阶段性的，调节速度缓慢，减少损失的能力很有限，也使整个系统工作在波动状态；而通过在锅炉风机、水泵上加装变频调速器'>变频调速器（装置）则可一劳永逸的解决好这些题目，可使系统工作状态平缓稳定，并可通过变频节能收回投资。锅炉的变频改造方案一例如下： 目前锅炉风机的装机概况：2×75KW，1×55KW。   　       所有风机水泵均采用一对一（即一台变频器配一台电机）的配置方式，保存原工频系统且与变频系统互为备用，一般情况下的调节方式均为开环调节。 四、投资与节能： 　　变频节能系统（装置）在各类调速系统中使用时其节能效果对于单台设备可做到20-55%，在风机水泵这类设备的一般应用的节能效果均匀也可做到20-50%，在未受到其它因素的影响的情况下一般可取均匀值，这些节能效果均匀值是由实际应用中得到，权威性数据可由市场上公然出售的资料（书）查到；通过这些数据再进行一些简单的投资回收率的计算可知：变频节能系统（装置）的投资回收期一般为6-15个月（这是经验值也是权威数据）。

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收录时间:2011年02月16日 19:54:03 来源:未知 作者:

随着电力行业改革的不断深化，电力企业逐步由生产型向经营型转变，由高耗能企业向节约型企业发展。为提高企业效益，降低发电成本将是经营型企业长期坚持的目标，为此，节能降耗工作便成为发电企业生产经营管理的重要内容。火电厂如何实现低耗高效是一个被长期关注和不断发展的行业问题。在全球能源危机的大背景下，节能降耗技术也得到了日新月异的发展和普及。利用一些比较成熟稳定的新技术，对设备进行技术改造，一次性投入，实现长期节能降耗，这是一本万利，是利企利国的事情。 天津大唐国际盘山发电有限责任公司2×600MW火电机组是我国华北地区建设投产最早的600MW亚临界火电机组，是京津唐电网的主力机组，曾被国家计委列为1996年利用国家外汇储备购买国产发电设备发展民族工业的试点项目。工程于1998年10月开工，其中3#机组于2001年12月18日正式投产，4#号机组于2002年6月5日正式投产。其对锅炉一次风机和汽机凝结水泵进行变频改造是实现节能降耗的具体例证。 1 一次风机系统简介 该公司每台机组配有两台沈阳鼓风机厂生产的双吸入前弯离心式一次风机。风机采用电机定速运转、入口电动动叶调整风机出力。一台一次风机容量为50％BMCR（锅炉最大连续负荷）。其具体参数如下。 风机形式双吸入离心泵 风机型号G9-2×36No.17F 风压15542Pa 风量160.5m3/s 电机型号YKK710-4 额定电压6kV 额定电流260A 功率2400kW 转速1494r/min 绝缘等级F 锅炉一次风机主要是给锅炉制粉系统提供输粉 的风源，属于锅炉三大风机之一，也是火力发电厂主 要的高耗能设备。对于正压直吹式制粉系统，一次风 机正常运行时主要起携带和干燥煤粉的作用，并提 供煤粉着火初期所需空气。盘山发电公司锅炉一次 风机系统的布置如图1所示。 2 一次风机变频改造介绍 由流体力学可知 P=qh（1） 式中：P为功率； q为流量； h为压力。 而q∝n；h∝n2；P∝n3（n为转速）。如果水泵的效率一定，当要求调节流量下降时，转速n可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降。即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。例如：一台水泵电机功率为55kW，当转速下降到原转速的4/5时，其耗电量为28.16kW，省电48.8％，当转速下降到原转速的1/2时，其耗电量为6.875kW，省电87.5％。变频器是利用电力半导体器件将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，它先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。频率可控即电机转速可控，从而达到节能的目的。 G9-2×36No.17F型一次风机的额定电流为260A，当发电机在额定负荷600MW下运行时，一次风机最大电流为186.5A，只有额定电流的71.7%，低负荷运行时最低电流到133A左右，是额定电流的51.2%左右，因此，一次风机具有很大的节能空间。经多方论证，公司决定将一次风母管压力控制由节流控制改为转速控制，以降低能耗，提高机组的整体经济效益。 2.1改造方案 盘山发电公司分别在2003年和2004年利用机组小修的机会为两台机组的4台一次风机电机进行了变频改造。采用的是罗克韦尔公司的ABPowerflex7000系列的双PWM（PulseWidthModulation，脉冲宽度调制）、无输入隔离变压器的电流型变频调速装置，属于“一拖一”手动旁路方式，变频器接入原电气回路如图2所示。 整个改造方案包括三部分： 1）变频器的安装和接入在风机旁就地搭建了专门的变频小间，其中安装的主要设备包括变频器主柜体、双路控制电源切换箱、变频器UPS（交流不停电）电源柜和变频小间柜式空调机，而变频器的所有就地操作以及运行参数和报警参数的检查设置都在变频小间内完成。 2）电气开关部分的改造6kV高压开关加装了变频器保护回路和“工频/变频工作方式”切换把手，配合一次风机变频运行和工频两种工作方式的切换，另外从380V低压交流厂用母线段和220V直流母线段完成了对变频器控制电源和操作电源的供电改造。 3）热工逻辑和DCS操作画面的改造一次风机变频器改造后主要的工作方式选择和变频器启动允许程控逻辑方案如下。 在DCS原有一次风机系统画面上增加一次风机工作方式提醒（如图1中所示）。在一次风机系统画面上不再增加变频器启动按钮，在不同工作方式下仍然用同一个按钮启动一次风机。在工频方式下，画面提示一次风机在工频方式，在原操作按钮上按下启动，则合6kV开关，并在风机运行中调整风机入口动叶开度以维持母管风压在设定值。在变频方式下，画面提示一次风机在变频方式，仍在原按钮上按下启动，一次风机变频工作方式下的6kV开关与变频器启动顺序是，当操作员按下启动按钮，首先合一次风机6kV开关，等待30s（变频器电抗器充电时间），检测变频器准备好信号存在，启动变频器。这时运行风机的入口动叶保持全开，通过调整电机转速改变风机出力以维持母管压力在设定值。 2.2变频方式下一次风机的控制方式 1）保留原来的一次风机挡板调节站，另外编辑一套变频调节站。一次风机在变频方式运行时，入口调整挡板应全开，通过变频器改变电机转速以调节风机出口母管压力。 2）一次风机在工频方式运行时，变频调节站强制手动；在变频方式运行时，挡板调节站强制手动。 3）变频方式启动时，强制挡板全开且变频器输出为最低转速。变频器在就地位运行时，控制站跟踪转速反馈值，以实现无扰切换。 4）变频自动调节切手动条件如下（任一满足）： （1）一次风机出口母管压力信号故障； （2）一次风机在工频方式运行； （3）当调速指令与速度反馈偏差大于150r/min。 2.3一次风机变频运行存在的问题 一次风机经过变频运行后，也发现存在一些问题，导致风机的运行安全受到威胁，节能效果受到影响。 2.3.1运行温度高 变频器运转时本身发热量大，设计的散热装置不能满足需要，在给变频小间加装大功率柜式空调后有所改善，但运行温度高的隐患仍然存在，且加装大功率空调增加了耗电量。目前，本厂凝结水泵变频器的冷系统运行效果良好，因此，已经对一次风机变频系统配置了相同的强迫水冷风循环冷却系统（系统布置如图3所示），将会利用机组检修的机会将冷却系统和变频器相联结，相信可以完全解决运行温度高的问题。 2.3.2风机变频方式下RB（负荷快速返回）保护功能实现困难 一次风机RB保护不能正常实现既有设计问题也有挡板质量问题。主要表现为一台一次风机跳闸后，由于跳闸风机的出、入口挡板关闭缓慢，导致一次风“回风”即部分一次风通过跳闸风机回到大气中，一次风母管压力快速下降不能保证运行制粉系统的正常输送粉导致大量煤粉的积存，同时另一台运行的一次风机有过电流跳闸的危险。2003年3#机发生过因为变频运行的1#一次风机跳闸导致机组停机的事故。分析原因主要是一次风机出、入口挡板关闭时间太长，使大量一次风长时间通过跳闸风机回风，造成一次风压力过低，运行的制粉系统和输粉管道里大量煤粉积存，当一次风压突然恢复后引起积存的大量煤粉瞬时进入炉膛爆燃，汽包水位急剧升高，导致汽包水位在几十s内由最低水位-200mm迅速上升到+300mm，使高Ⅲ值保护动作跳闸停机。 可以说，一次风机RB保护不能实现和变频改造关系不大，即使工频方式下也存在同样问题。可喜的是公司历时3年，经过对一次风机RB不成功的原因分析，吸取事故教训，通过对出入口挡板的改造和多次试验调试，最终成功实现了工频方式下一次风机RB保护功能。为下一步变频方式下实现RB保护，确保一次风机长期变频节能运行消除了安全隐患。 2.3.3风机工/变频切换需停电手动操作 一次风机工频和变频工作方式切换，需要停运风机，然后高压开关停电，手动改变变频器出入口刀闸和旁路刀闸的状态，然后重新送电，启动风机。目前正在调研有关在线无扰切换的自动旁路系统的可行性，为进一步给变频器加装自动旁路系统做准备。 3一次风机变频改造后的效果 从运行情况看，通过变频改造以及运行优化使得机组在额定负荷时，一次风机功耗仅为1000kW左右，而改造前功耗为1700kW以上，节电率达40％以上，一次风机变频改造后耗电率为0.47%，较改造前下降了0.17个百分点，月用电量平均减少65万kW?h，年节电600余万kW?h。运行三年即可收回巨额设备成本。 4 建议及结语 综合盘山发电公司对一次风机系统进行变频改造的实际情况，提出以下建议： 1）加强变频装置及其辅助系统的维护工作，确保不发生因变频系统故障而发生的异常和安全事故； 2）做好风机变频运行的工况下，发生事故的各种事故预案和事故演习，熟练掌握变频方式下各种事故的处理方法，减少事故扩大的可能； 3）在实际运行中，继续探索变频调节系统各种参数的合理性和准确性，利用实际运行进一步调整各参数到最合适范围，提高节能效果和安全系数； 4）择机开展一次风机变频工况下RB保护动作情况的实际试验，确保一次风机变频运行时RB保护动作可靠； 5）联系厂家，一起探索风机工频/变频工作方式的在线自动无扰切换装置的研究，争取早日实现两种工作方式的在线无扰切换。 盘山发电公司对一次风机的变频改造取得了初步成功，节能效果明显。发电生产设备中转机设备占有绝对数量，对转机设备进行变频改造的节能效果十分明显，节能经验和数据说明技术因素对能耗的变化起着主导和决定性作用。利用新型技术对设备进行改造，根据实际应用情况做进一步完善和革新，确保节能和安全达到完全统一，把节能效果发挥到最大，相信可以为我国节能降耗工作做出更大的贡献。

水泥厂风机节能改造方案      水泥厂风机节能改造方案 作者：科姆龙电气（亚洲）有限公司 一、 水泥厂风机概述： 水泥行业由于电费的本钱已成为原材料本钱，人工本钱之后的第三大开支；在用电紧张的今天，节省电费已成为企业经营者考虑的一件大事,屋顶电动排气设备；而水泥厂的风机是水泥厂的重要设备之一，也是主要的耗电设备之一。风机的容量是按照机械最大的设计产量来选型的，且留有一定的余量。在使用中，风机长期固定在最大的转速下运行。由于季节、昼夜和生产工况的变化，实际风量需求在尽大部分时间内远比设计负载低；在转速固定的情况下，当风机的风量过剩时，只能通过旁透风管排放掉（或控制风门的进风量），这样就造成立功耗的严重浪费，故对水泥厂的风机进行变频节能改造具有一定的现实意义。 二、 变频节能原理： 目前在我国各行各业的各类机械与电气设备中与风机水泵配套的电机约占全国电机装机量的60%，耗用电能约占全国发电总量的三分之一。特别值得一提的是，大多数风机、水泵在使用过程中都存在大马拉小车的现象，加之因生产、工艺等方面的变化，需要经常调节气体和液体的流量、压力、温度等；目前，很多单位仍然采用落后的调节档风板或阀门开启度的方式来调节气体或液体的流量、压力、温度等。这实际上是通过人为增加阻力的方式，并以浪费电能和金钱为代价来满足工艺和工况对气体、液体流量调节的要求。这种落后的调节方式，不仅浪费了宝贵的能源，而且调节精度差，很难满足现代化产业生产及服务等方面的要求，负面效应十分严重。 从流体力学原理得知，风机风量与电机转速功率相关：风机风量（流量）与风机电机的转速的一次方成正比，风机的风压与风机电机的转速的二次方成正比，风机的轴功率与风机电机的转速的三次方成正比（即风机的轴功率与供电频率的三次方成正比）根据上述原理可知改变风机的转速就可改变风机的功率。 三、 KV2000无感矢量变频器的优点 稳定系统设备运行，抗干扰能力强，软启动（无启动冲击电流），高效节能，投资回收快，保护功能完善，可远程控制，操纵简单，安装方便，可实现工频变频双回路控制，可自动切换，安全运行有保障，低噪音，环保效果明显。 四、 投资与节能： 变频节能系统（装置）在各类调速系统中使用时其节能效果对于单台设备可做到20-75%，在风机水泵这类设备的一般应用的节能效果均匀也可做到20～70%，在未受到其它因素的影响的情况下一般可取上限，这些节能效果均匀值是由实际应用中得到，按节电率20%计，315kw电机理论上讲，年耗电量为315kw/小时×24小时×30天×12个月×80%（实际其耗电量由于风机的负荷变化略小于此数值,若按0.8计算），则年耗电量为217万度左右，节电率20%计算，则年节电约为44万度电左右，每度电按0.6元计，节省电费约为26万/年。变频节能系统（装置）的投资回收期一般为6-12个月（这是经验值也是权威数据）。(end) 相关阅读:   ?水泥厂风机节能改造方案 ?水泥厂风机节能的改造方案 ?水泥厂风机节能变频改造方案 ?风机节能改造方案 ?水泥厂风机水泵变频改造方案(2) ?水泥厂风机水泵变频改造方案 ?风机水泵节能改造方案 ?水泥厂风机水泵变频改造方案(3) ?风机变频节能改造方案 ?热电厂风机节能改造方案 ?高压变频器在水泥厂风机节能改造的应用 ?风机、水泵节能改造方案 ?水泥厂风机节能改造中高压变频器的应用 ?易驱水泥厂风机、水泵变频改造方案     收录时间:2011年01月28日 06:10:15 来源:科姆龙电气（亚洲）有限公司 作者: ???? ［摘要］：罗茨风机-变频控制柜110KW、ACS800 变频器 ,135KW鼓风机控制电路图、控制柜盘面布置图、90KW罗茨风机变频(FCC)控制柜一、二次回路原理及端子接线图. ［关键词］：罗茨风机，变频，控制柜 罗茨风机-变频控制柜110KW、ACS800变频器,135KW鼓风机控制电路图、控制柜盘面布置图、90KW罗茨风机变频(FCC)控制柜一、二次回路原理及端子接线图. 相关阅读: AG8旗舰厅负压风机-大北农集团巨农种猪示范基地风机设备水帘设备供应商！台湾九龙湾负压风机配件供应商！ 主要产品猪舍通风降温,猪棚通风降温,猪场通风降温,猪舍风机,养殖地沟风机,猪舍地沟风机,猪舍多少台风机,厂房多少台风机,车间多少台风机,猪舍什么风机好,厂房什么风机好,车间什么风机好,多少平方水帘,多大的风机,哪个型号的风机 相关的主题文章: 彩钢瓦屋顶通风降温_全球最先进的5万吨半潜船成功试航对电站风机 大型屋顶风机_罗茨风机和离心风机的差别机械百科冷库及冷风机相 推荐案例 SMC模压玻璃钢风机不良 车间什么风机好:玻璃钢 如何选择风机水帘系统 通风除尘系统中通风设 水帘厂家_采油、炼油与 厂房降温通风空调安装 产品直通车：负压风机价格|负压风机批发|负压风机配件|工业排风扇|通风降温设备|通风设备| 版权所有 2009-2013 浙江AG8旗舰厅通风降温系统 地址:浙江省嘉兴市南湖区新丰镇