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AS800高压变频器电力行业应用案例

分类描述

AS800高压变频器电力行业应用案例

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名称

AS800高压变频器电力行业应用案例

产品名称
AS800高压变频器电力行业应用案例
产品型号
电力行业
关键词
变频器应用案例、变频器解决方案
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详细介绍
上海老港再生能源利用中心日焚烧处理城市生活垃圾3000吨,配套先进的烟气处理系统以及发电设备,是亚洲最大的生活垃圾处理设施之一,也是环保要求最高的设施之一。工程于2010年8月开工建设,2013年5月建成并投入试运行。项目投产后,在年处理生活垃圾100万吨的同时,年发电量能达到约2.5亿度,年上网电量约2亿度。垃圾焚烧后的炉渣将进行综合再利用,如填埋场覆盖材料、制砖、铺路基等。
 
该项目使用新时达AS800系列高压变频器13台,其中一次风机4台、给水泵6台、循环水泵3台。本文以该项目为例,介绍AS800高压变频器在电力行业风机、水泵上的运用特点,并对现场应用的工艺、变频器技术特点及应用效果进行说明。
 
现场应用工艺介绍
循环水泵工艺
在循环水泵系统中,循环水泵实现水资源的循环利用,凝汽器出口的热水进入冷却塔,循环水的热量传递给大气温度降低后,再经循环水泵提升有压力后进入凝汽器进行冷却低压缸排汽,由于系统水位基本稳定,故循环水泵的扬程也基本稳定,也就是说循环水泵水量的大小决定了循环水泵的耗电量。
 
由于机组负荷及外部环境变化,真空在不断变化,因此需要及时调整循环水量,保证机组安全、经济地运行。在冬季正常运行时,1台循环水泵低速运行足已满足机组的冷却需要;然而在温差变化大的季节、以及负荷变化大的情况下,循环水泵虽然高、低双速调节方式,但不能保证机组在经济的方式下运行,致使工厂用电率高,发电成本高,因此有必要对水泵进行变频调节。
 
利用高压变频器根据实际需要对循环水泵电机进行调速,进而调节水泵冷却水量的大小,即可以降低电动机的功率,又能达到最有利真空控制的目的,从而既保证和改善发电机组运行工况,又可达到节能降耗的效果。
 
为了降低工厂用电率,减少发电成本,上海老港再生能源利用中心决定对电厂1台循环水泵加装新时达AS800系列高压变频器,以达到经济高效的运行方式。
 
垃圾发电厂锅炉工艺
图1 垃圾发电厂锅炉工艺流程
 
垃圾发电厂锅炉工艺流程见图1。垃圾发电厂锅炉系统包括一次风机、引风机系统,在实际运行过程中,一次风机系统主要将垃圾储坑里面的可燃烧气体抽到垃圾焚烧炉,燃烧产生热量供给锅炉,产生蒸汽推动汽轮机发电,同时防止气体外泄(气体含毒),在应用中属于重要设备,必须保证其运行的可靠性。引风机系统是将发电过程中给炉膛形成负压将废气吸走,对整个发电系统的影响也比较重要,引风机的停机可能导致锅炉灭火。
 
现场AS800高压变频器
 
变频器系统配置
 
根据现场负载的工况需求, 考虑到变频器退出运行后不影响生产,确保系统正常工作,系统需配置工频旁路,当变频器出现故障时,将电机投切到工频下运行。一拖一自动旁路方案适用于要求操作方便,或者变频器变频运行时故障后可以自动切换到工频的一拖一工况。
 
为了变频器退出运行后不影响生产,确保系统正常工作,系统需配置工频旁路,当变频器出现故障时,将电机投切到工频下运行。图2中的3个接触器安装在旁路柜中,为了确保不向变频器输出端反送电,KM2与KM3实现自然机械互锁。当 KM1、KM2闭合, KM3断开时,电机运行在变频状态;当KM1、KM2断开,KM3闭合时,电机工频运行。
图2  变频系统一次回路
 
AS800高压变频器技术特点
 
机械的理想动力:输出电流中含有的高次谐波成分极其微小,由此产生的脉动力矩对轴系统的影响力可以忽略不计,减少了电机的震动。
 
多种曲线选择功能:由于密炼机机械是多级传动机构,不同的机械会有不同特性,提供多种曲线算法以适应不同的机械工艺要求。
 
高压变频必须满足现场水泵负载要求,以及动态响应快速制动运行的需要。
 
图3 现场实测输出电流波形图
 
以变频器调整电机的转速来调整水量,使电机输出的功率与水量需求基本上成正比关系,始终使电机高效率工作,以达到明显的节电效果。
 
系统具有自动控制旁路柜,可为配置炉前操作台提供足够的接点。
 
系统具有变频和工频2套控制回路,具有单模块旁路功能,增加变频器冗余能力。
 
使电机起动、加载时的电流平缓上升,没有任何冲击;可使电机实现软停,避免反生电流造成的危害,有利于延长设备的使用寿命。
 
通过移相整流变压器极大地抑制了网侧输入谐波电流,通过多级H桥功率单元级联的方式实现电压叠加,得到几近完美的高压正弦波输出,可直接驱动高压电动机,无需加装任何滤波器。
 
由于电机在高效率状态下运行,功率因数较高,降低了无功损耗,节约了大量电能。
 
应用效果分析
 
节约能源。变频器控制的风机水泵与传统控制的风机水泵比较,节约能源是最有实际意义的,根据现场原料量需求情况调节风机水泵的转速是经济的运行状态。
 
运行成本降低。传统风机水泵的运行成本由三项组成:采购成本、维护成本、能源成本。其中能源成本大约占风机水泵运行成本的60%。通过能源成本的降低,再加上变频起动后对设备的冲击减少,维护和维修量也跟随降低,所以运行成本将大大降低。
 
延长风机水泵的使用寿命。变频器从0Hz起动风机水泵,它的起动加速时间可以调整,从而减少起动时对风机水泵的电器部件和机械部件所造成的冲击,增强系统的可靠性,使水泵的使用寿命延长。此外,变频控制能够减少机组起动时电流波动,这一波动电流会影响电网和其它设备的用电,变频器能够有效地将起动电流的峰值减少到最低程度。
 
降低设备噪声。根据风机水泵的工况要求,变频调速改造后,电机运转速度明显减慢,因此有效地降低了风机水泵运行时的噪声。
 
节能效益说明。根据现场的运行情况分析,现场加变频的用电量与不加变频的用电量相比,节能率在20%以上,给用户带来巨大的经济效益。
 
 
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