高壓變頻器在天津大港電廠送風機中的應用

1、天津大港電廠的3號機組送風機原運行工況先容：          （1）天津大港電廠基本狀況先容：     天津大港電廠是負責京津塘地區(qū)的調(diào)峰電廠，負責北京，天津電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。電廠機組運行的性質(zhì)屬于電網(wǎng)調(diào)峰機組，在運行中，逐日白天在高負荷時機組滿功率發(fā)電，在夜間時機組處于半發(fā)狀態(tài)。     3號機組的送風機在設計之初即采用了雙速電機系統(tǒng)，在滿負荷時采用高速送風，在半發(fā)狀態(tài)時采用低速送風。這種最初的設計固然具有一定的節(jié)以能效果，但是有著轉(zhuǎn)速波動大，切換時對機組鍋爐燃燒影響劇烈火，同時發(fā)電機組在未滿發(fā)狀態(tài)，而需送風機的風量處于低速風量閾值以上時，必須用高速送風，浪費了大量的能源。     從節(jié)能降耗和穩(wěn)定機組鍋爐燃燒的要求出發(fā)，對3號機組進行高壓變頻調(diào)速改造，采用國內(nèi)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的多電平單元串聯(lián)電壓源型高壓變頻器進行技術(shù)改造。          （2）3號機機組的送風機的參數(shù)：          ●電動機參數(shù)： 型    號： MVTD ? PAM560L6/8S 額定功率： 950/400 KW 額定電壓： 6 KV ±10% 額定電流： 115.5/63.7 A 額定轉(zhuǎn)速： 984/742轉(zhuǎn)/分 數(shù)    量： 2  臺          ●     風機參數(shù)： 型  號：雙面進風翼型雙速離心式風機 制造廠： FRANCO TOSI INDUSTRIALE          ●     電源參數(shù)： 額定電壓：                               6.3 KV 控制電源電壓:                             380V AC 電壓正常變化范圍:                  （+10%～-10%）Un 電動機成組自起動,母線電壓:                  65%Un 最大一臺電機起動,母線電壓:                  80%Un 額定頻率:                                   50Hz 頻率變化范圍:                           50±2.5Hz 6KV母線側(cè)短路電流:                    40KA（有效值） 中性點:                             小電流接地系統(tǒng)          ●     3號機組送風在運行參數(shù): 在本文中,對3號機組的運行參數(shù)以天天的均勻參數(shù)提供: 3號機組A送風機均勻風量650噸/小時,運行均勻電流45A,電壓6000V。 3號機組B送風機均勻風量650噸/小時,運行均勻電流46.55A,電壓6000V。          2、風機調(diào)速改造的節(jié)能原理分析          （1）風機的相似理論     風機的流量，運行壓力，吸收軸功率這三個基本參數(shù)與轉(zhuǎn)速間的運算公司極其復雜，同時風機類負荷隨環(huán)境變化參數(shù)也隨之變化，在工程一般根據(jù)風機的運行曲線，進行大致的參數(shù)運算，稱之為風機相似理論： Q / Q0 = n / n0 H / H0 = （ n / n0  ）2（ ρ / ρ0 ） N / N0 = （ n / n0  ）3（ ρ / ρ0 ） 式中： Q ??  風機流量 H ??  風機全壓 n ??  轉(zhuǎn)速 ρ?? 介質(zhì)密度  N ?? ,車間通風降溫; 軸功率 風量Q與電機轉(zhuǎn)速n成正比。（Q∝n） 風壓H與電機轉(zhuǎn)速n的平方成正比。（H∝n2） 軸功率N與電機轉(zhuǎn)速n的立方成正比。（N∝n3）          （2）風機在額定工況下運行的特性曲線                               離心式風機特性曲線（β=90o）   ⑴H?Q曲線：當轉(zhuǎn)速為恒定時，表示風壓與風量間的關(guān)系特性。 ⑵N?Q曲線：當轉(zhuǎn)速為恒定時，表示功率與風量間的關(guān)系特性。 ⑶η?Q曲線：當轉(zhuǎn)速為恒定時，表示風機的效率特性。 從中可以看出，風機的軸功率和風壓相交處即為效率最高點。          （3）電動機容量的計算：                         其中： P??風機電動機所需的輸出軸功率（kW）； Q??風機風量（m3/s）； H??風機風壓（kg/m2）； ??傳動裝置的效率；直接傳動為1.0，皮帶傳動為0.9～0.98,齒輪傳動為0.96～0.98。 ??風機的效率； 102 ??由kg•m/s變換為kW的單位變換系數(shù)；          （4）通過改變風機的管網(wǎng)特性曲線來實現(xiàn)對風機的風量的調(diào)節(jié) 這種辦法是通過調(diào)節(jié)擋風板的開關(guān)程度來實現(xiàn)的，                               不同管網(wǎng)的特性曲線風機風量的特性曲線          如圖所示。     風機檔風板開度一定時，風機在管網(wǎng)特性曲線R1工作時，工況點為M1，其風量、風壓分別為Q1、H1，其輸出流量是Q1。     將風機的擋風板關(guān)小，管網(wǎng)特性曲線變?yōu)镽2，工況點移至M2，風量、壓力變?yōu)镼2、H2，其輸出流量是Q2。 將風機的擋風板再關(guān)小，管網(wǎng)特性曲線變?yōu)镽3，工況點移至M3，風量、壓力變?yōu)镼3、H3，其輸出流量是Q3。     從上面的曲線分析，通過調(diào)速風機檔風板的開度，管網(wǎng)的特性參數(shù)將發(fā)生，輸出流量發(fā)生變化，這樣就達到了在定速運行時調(diào)節(jié)風機輸出流量的目標。     在調(diào)節(jié)風機流量的過程中，而風機的性能曲線（H?Q曲線）不變，工況點沿著風機的性能曲線（H?Q曲線）由M1移到M2，特性曲線由R1變?yōu)镽2，風機輸出流量由Q1變?yōu)镼2，這種方法結(jié)構(gòu)簡單，操縱輕易。目前多數(shù)風機都采用這種方法，但是由于風機的內(nèi)部壓力由H1變?yōu)镠2，這樣，在流量減少的同時，壓力同時上升，在壓力消耗了大量的無效軸功率，極大地降低了風機的轉(zhuǎn)換效率，浪費了大量的能源。   （5）通過改變風機的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)對風機的風量調(diào)節(jié)     在風機的管網(wǎng)特性不變，風機葉片角度不變的情況下，改變風機的轉(zhuǎn)速，使風機的特性曲線（H?Q曲線）平行移動，工況點將沿著管網(wǎng)特性曲線移動，達到調(diào)節(jié)風量的目的。                       ,玻璃鋼負壓風機;     不同風機的轉(zhuǎn)速時風機風量的特性曲線               當風機轉(zhuǎn)速為n1時，風機的風壓-風量曲線與管網(wǎng)特性曲線R相交于M1點，其風量、風壓分別為Q1、H1。      當風機轉(zhuǎn)速為n2時，風機的風壓-風量曲線與管網(wǎng)特性曲線R相交于M2點，其風量、風壓分別為Q2、H2。      當風機轉(zhuǎn)速降低，流量降低的同時，風機的壓力也同時隨之降低，這樣，在調(diào)低流量的同時，風機內(nèi)部壓力也隨之下降，具有極好的節(jié)電效果。這種方法不必對風機本身進行改造，轉(zhuǎn)速由外部調(diào)節(jié)，風機風檔可處于最大點保持不變，并能實現(xiàn)無極線性調(diào)節(jié)風量，適合于需要風機進行連續(xù)運行，連續(xù)調(diào)節(jié)的場合。          （6）、采用改變風機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)流量與采用改變風機檔板調(diào)節(jié)流量消耗功率的差值      采用改變風機轉(zhuǎn)速和改變管網(wǎng)特性進行風機輸出流量的調(diào)節(jié)，在調(diào)節(jié)相同流量的時候，其風機的特性曲線（H?Q曲線）變化不同，二種調(diào)節(jié)方法的運行工況點也不同其運行的對比圖如下                風機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)與檔板調(diào)節(jié)的特性曲線對比                          ●在額定流量Q1時：     風機檔板為額定開度，其管網(wǎng)特性曲線為R1，風機轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速，其特性曲線為n1，此時風機處于額定出力的狀態(tài)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和檔板調(diào)節(jié)的工況點重合，處于M1點，此時兩種調(diào)節(jié)方式的消耗軸功率是相同的。          ●在運行中需輸出風量Q2時調(diào)速運行風機消耗軸功率：     調(diào)節(jié)風機轉(zhuǎn)速將風量調(diào)為Q2，這時風機的特性曲線（H?Q曲線）平行下移，工況點處于M2點，風機壓力變?yōu)镠2，風壓風量同時下降。其消耗的軸功率為                    ●在運行中需輸出風量Q2用檔板調(diào)節(jié)風量時風機消耗軸功率：     調(diào)節(jié)風機檔板改變管網(wǎng)特性，將風量調(diào)為Q2，這時風機的特性曲線（H?Q曲線）不變，管網(wǎng)特性曲線由R1變化到R2，與n1時的風機特性曲線相交于M3，此時風量為Q2，風壓為Hf，在曲線上看出，Hf＞H1，固然風量下降了，但是風壓卻上長了，其消耗的軸功率為                   ●用速度調(diào)節(jié)風量時風壓的變化  H2 = H1（ n / n0  ）2（ ρ / ρ0 ） ●用檔板調(diào)節(jié)風量時風壓的變化 Hf ＞ H1  ●檔板調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)消耗軸功率的差值：              由于在運行時，用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)流量時， H2 << H1,在工程計算中，將檔板風壓變化忽略。        Hf ≈ H1      檔板調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)消耗軸功率的差值： 將 H2 = H1（ n / n0  ）2（ ρ / ρ0 ）與Hf ≈ H1 代進上式可得： △P ≈ P3 [1 - （ n / n0  ）2（ ρ / ρ0 ）]          ３、天津大港電廠3號機組送風機高壓變頻器調(diào)速改造過程及效果：          （1）高壓變頻器選型：     天津大港電廠從技術(shù)，應用，實力等多方面考察，為3號機組送風機選用JZHICON-1A高壓變頻器二套，技術(shù)參數(shù)如下： 使用標準：                  Q/JZ026-2002 型    號：                      JZHICON-1A-6/120 生產(chǎn)廠家：                  哈爾濱九洲電氣股份有限公司 額定輸進電壓/答應變化范圍：   6±15Kv 額定容量：                    1250kVA 額定輸進頻率/答應變化范圍：  50Hz±5% 輸進功率因數(shù)：                 ≥0.95 控制方式：                        DCS 噪聲等級：                    強制風冷 模擬量信號：                兩路4～20mA設定 開關(guān)量信號：                12路繼電器干接點 防護等級：                       IP30 人機界面：                  中文彩色液晶觸摸屏 UPS型式及參數(shù)：            掉電可維持控制系統(tǒng)運行30分鐘          （2）設備安裝調(diào)試： 2006年11月5日，在九洲公司的技術(shù)職員指導下，進行高壓變頻器的安裝。在高壓變頻器安裝完成后，進行了各項目的測試與試驗，均符合技術(shù)協(xié)議要求，于11月19日3號機組點火發(fā)電，高壓變頻器調(diào)速控制的送風機正式投進運行。          （3）變頻調(diào)速運行后3號發(fā)電機組運和參數(shù)： 3號機組A送風機均勻風量650噸運行時電流15.8A。 3號機組B送風機均勻風量650噸運行時電流16.5A。          （4）天天節(jié)電量： 3號機組A送風機：PD  =  PH ＊ 24 = 253.90 ＊ 24  = 6093.6 （kwh） 3號機組B送風機：PD  =  PH ＊ 24 = 261.1 ＊ 24  = 6266.4 （kwh）          （5）每年節(jié)電量： 3號機組A送風機：PAN  =  PD ＊ 330 = 6093.6＊ 330  = 2010888 （kwh） 3號機組B送風機：PAN  =  PD ＊ 330 = 6266.4 ＊ 330  = 2067912 （kwh）          （6）3號發(fā)電機組送風機變頻調(diào)速運行的節(jié)能效益： 按照每kwh 電價0.361元計算,得： 每年節(jié)的的經(jīng)濟效益： 3號機組A送風機： 0．361 ＊ 2010888  = 725930.568 （元） 3號機組B送風機： 0．361 ＊ 2067912  = 746516.232 （元）          ４、結(jié)束語：     通過大港電廠對3號機組進行國產(chǎn)高壓變頻器調(diào)速改造，在改進機組運行工況的同時，同時取得了良好的經(jīng)濟效益。     中國事在能源緊缺的情況下大量地浪費能源，同時國外對高壓變頻器這種現(xiàn)代電力電子產(chǎn)品對進行不斷的進行升維，并不斷地向國內(nèi)高價銷售，獲得高額的利潤，同時使我國的大型產(chǎn)業(yè)領域的調(diào)速技術(shù)受制于國外。     在自主創(chuàng)新，占領科技高真?zhèn)�精神帶動下，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)大功率與超大功率高壓變頻的技術(shù)不斷成熟，在中國的大型產(chǎn)業(yè)領域內(nèi)的電動機調(diào)速應用越來廣泛，并開始進進原來由國外的高壓變頻器壟斷的領域。使高壓變頻器這種現(xiàn)代電力電子的高科技產(chǎn)品將在我國能源高效利用的領域得到更加廣泛的應用。

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水泥行業(yè)風機系統(tǒng)高壓變頻節(jié)能優(yōu)勢淺析

一、 我國水泥行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 　　近幾年，在國家宏觀政策的大力支持下，隨著國民經(jīng)濟高速發(fā)展，北京奧運會、上海世博會等項目的拉動、加上新農(nóng)村建設和城市化的持續(xù)進行，大規(guī)�；�礎設施建設得以全面展開。水泥行業(yè)本身是個周期性行業(yè)，周期大概在5年左右。隨著2005年跌入谷底，新一輪周期再次開始，至少到2010年將以每年1億噸產(chǎn)能高速增長。 　　水泥企業(yè)是高耗能、高污染企業(yè)，在當?shù)囟际悄芎暮臀廴敬髴�，�?jié)能、環(huán)保重點監(jiān)測單位，其中所需煤耗約占全國的15%。受市場需求的拉動，淘汰落后產(chǎn)能政策的調(diào)控，企業(yè)自身市場競爭的需要和水泥生產(chǎn)技術(shù)裝備的進步，新型干法水泥的生產(chǎn)方式得到大力推廣應用。 　　以往干法中空窯、濕法窯和立窯水泥生產(chǎn)每噸能耗約為新型干法水泥生產(chǎn)方法的1倍，粉塵排放量是新型干法的100倍。水泥行業(yè)采用新型干法在生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品質(zhì)量、單位能耗、除塵降噪等各項指標均大幅提高，節(jié)約了大量的水資源，煤耗和電耗均大幅降低。但與國外先進國家相比，我國水泥行業(yè)無論在生產(chǎn)工藝、單位能耗等方面還有一定的差距，這也為變頻節(jié)能技術(shù)應用于我國水泥行業(yè)創(chuàng)造了商機。 　　二、 水泥生產(chǎn)工藝 　　1、水泥的定義： 　　凡細磨物料，加適量水后，成塑性漿狀，即能在空氣中硬化，又能在水中硬化的水硬性膠凝材料，并能把沙石等材料牢固地膠結(jié)在一起的叫水泥。 　　一般來講，水泥行業(yè)生產(chǎn)的是硅酸鹽水泥，硅酸鹽水泥是一種細致的、通常為灰色的粉末，它由鈣 （石灰石 ）、 硅酸鹽、鋁酸鹽 （ 黏土 ） 以及鐵酸鹽組成。 　　2、生產(chǎn)過程劃分： 　　1）礦山開采物料經(jīng)過破碎機得到原料； 　　2）各種物料經(jīng)過研磨、配合、均化成為生料； 　　3）生料和煤粉經(jīng)過烘干、預熱后送到回轉(zhuǎn)窯在1450 ℃下煅燒成為熟料； 　　4）熟料經(jīng)過冷卻送到球磨機研磨成為水泥成品； 　　通俗的講就是“兩磨一燒”，生料制備、熟料煅燒、水泥粉磨。 　　3、水泥生產(chǎn)工藝流程圖 　　三、水泥行業(yè)風機系統(tǒng)運行簡介 　　在水泥生產(chǎn)設備各系統(tǒng)中，物料的儲藏、運輸和計量系統(tǒng)設備較多、功率較小，大多為低壓設備；物料的破碎、研磨系統(tǒng)設備較多、功率較大，多為高壓設備，但生產(chǎn)工藝要求粗放基本不需要調(diào)節(jié)，一般采用功率因數(shù)補償和提高裝置即可；風機系統(tǒng)設備較多、功率較大、多為高壓設備，生產(chǎn)工藝要求較高，調(diào)節(jié)空間比較大，適合采用高壓變頻實施節(jié)能改造。以下對風機系統(tǒng)作重點介紹： 　　1、風機系統(tǒng)的作用： 　　1）熱量回收： 　　高溫熟料的冷卻過程實現(xiàn)熱量回收，例如：篦冷風機回收大約30%熱量。 　　2）余熱利用： 　　將回收的熱量用于發(fā)電，生料的預熱，煤粉和空氣的預熱。例如：高溫風機 　　3）增氧助燃： 　　煅燒過程的增氧助燃，例如：窯頭、窯尾風機 　　4）粉塵回收： 　　將空氣中的粉塵回收再利用，例如：煤粉、原料、熟料、水泥的除塵風機。 　　5）物料篩選： 　　將顆粒度不同原料分別輸送到上、下級工序，例如：原料磨、煤磨、水泥磨風機。 2、風機系統(tǒng)的控制 　　1）設計存在余量 　　生產(chǎn)設備各系統(tǒng)之間需要密切配合，考慮到系統(tǒng)安全及設備效率變化，風機系統(tǒng)的設計選型是按照滿負荷狀態(tài)，并留有較大余量。 　　2）生產(chǎn)需要調(diào)節(jié) 　　在水泥行業(yè)生產(chǎn)過程中，由于原料、氣候和產(chǎn)量的變化，實際工況出入較大，需要調(diào)整風量、風壓。 　　3）傳統(tǒng)調(diào)節(jié)方法 　　風機一般采用入口擋板開度控制，也有通過液力耦合器或者水電阻裝置調(diào)整電機轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)風量、風壓的調(diào)節(jié)。

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收錄時間:2011年01月02日 09:05:04 來源:中國自動化網(wǎng) 作者:

邯鋼轉(zhuǎn)爐除塵風機優(yōu)化年創(chuàng)效千萬元 河北鋼鐵集團邯鋼三煉鋼廠轉(zhuǎn)爐一次除塵風機技術(shù)攻關(guān)取得顯著成果―使風機平均運行周期由20天延長到41.9天，最長穩(wěn)定運行時間由38天延長到56天。去年9月～12月，該廠風機檢修次數(shù)較往常減少12次，減少檢修時間約120小時，預計年可創(chuàng)效益近1000萬元。 邯鋼三煉鋼廠轉(zhuǎn)爐一次除塵風機是轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的關(guān)鍵設備，一旦出現(xiàn)故障將直接導致轉(zhuǎn)爐停產(chǎn)。該廠轉(zhuǎn)爐一次除塵采用第四代OG濕法除塵技術(shù)，利用除塵水洗滌轉(zhuǎn)爐煙氣。在運行中，除塵水滴吸附了高黏度的煉鋼白灰和氧化鐵粉末，易黏附在除塵風機轉(zhuǎn)子上，導致風機故障頻發(fā)，嚴重制約著邯鋼和三煉鋼廠整體生產(chǎn)平衡。 對此，邯鋼成立了三煉鋼廠轉(zhuǎn)爐一次除塵風機技術(shù)攻關(guān)組，從風機檢修、轉(zhuǎn)子清洗、轉(zhuǎn)子運輸、動平衡、除塵工藝等方面展開技術(shù)攻關(guān)，對工藝配置和轉(zhuǎn)子粘灰機理進行系統(tǒng)分析，研究論證，確定了沿程管線脫水、機前加水霧除塵噴頭、轉(zhuǎn)子葉輪沖洗噴頭改造等方案。 此外，技術(shù)人員還采取了以下措施：對沿途脫水水封進行徹底清理，并定期清理沿程管線脫水用水封，保證系統(tǒng)脫水暢通；在復擋旋風脫水器出口增加自行設計的脫水格柵，使煙氣經(jīng)過脫水格柵改變流動方向，起到脫水作用；在風機入口處增加8個水霧除塵噴頭，降低進入風機煙氣的含塵量，使風機轉(zhuǎn)子表面產(chǎn)生均勻水膜，阻止煙塵中顆粒聚集在轉(zhuǎn)子上；對轉(zhuǎn)子葉輪沖洗噴頭進行改型和角度調(diào)整，增強沖洗效果，并加裝水霧除塵噴頭等。改造運行后效果十分明顯，風機穩(wěn)定運行時間得到有效延長。 (鋼訊) 相關(guān)文章
???????? ????????????? 福建春馳團體是福建省大型水泥骨干企業(yè)，創(chuàng)建于1993年，公司擁有兩條年產(chǎn)75萬噸新型干法旋窯熟料水泥生產(chǎn)線和一條年產(chǎn)50萬噸旋窯水泥熟料生產(chǎn)線。水泥廠1#、2#除塵風機采用異步電動機拖動，原來的電機運行方式為全速運行，風量調(diào)節(jié)采用擋板控制開度，擋板調(diào)節(jié)存在的如下題目： ????????（1）大量的能量損耗在擋板的截流過程中。 ????????（2）空氣對擋板閥門和管道沖擊較大，設備損壞嚴重。 ????????（3）擋板執(zhí)行機構(gòu)為電動執(zhí)行器，不能適應長期頻繁調(diào)節(jié)。 ????????（4）擋板調(diào)節(jié)線性度差，調(diào)節(jié)比較困難，且操縱不當會造成風機震動。 ????????????? 采用變頻調(diào)速后，風門全部打開，降低風機轉(zhuǎn)速，使風機處于高效運行狀態(tài)，節(jié)能效果最佳。變頻器還具有以下優(yōu)點： ????????（1）實現(xiàn)軟啟動，對電網(wǎng)和機械負載的沖擊大大減小，延長了電機和風機的壽命。 ????????（2）降低了軸承和密封的損壞，減少了維護工作量。 ????????（3）采用變頻調(diào)速，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方便，利用調(diào)節(jié)器4～20mA電流信號，變頻器可以調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，線性度較好，風量調(diào)節(jié)平穩(wěn)。 ????????????? 水泥廠領導決心對除塵風機進行調(diào)速改造，考慮到國產(chǎn)高壓變頻器設備水平已接近國際水平，能滿足運行要求，公司公然招標，進行性價比比較，結(jié)果山東新風光電子科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的JD-BP37-280F型高壓變頻調(diào)速器勝出。 ???????? ??????????? ?現(xiàn)場1#、2#除塵風機設備參數(shù)相同，下面表1給出1#除塵風機基本參數(shù)。 表1為現(xiàn)場電機參數(shù)，表2為風機參數(shù)。 ????????表1? 電機參數(shù) ,廠房通風降溫? ????????表2? 風機參數(shù) ????????浙江義烏星耀風機有限公司 ???????? 3山東新風光電子JD-BP37系列高壓變頻器突出特點 ??????????????風光牌JD-BP37系列高壓變頻器以高速DSP為控制核心，采用無速度矢量控制技術(shù)、功率單元串聯(lián)多電平技術(shù)，屬高-高電壓源型變頻器，其諧波指標遠小于IEE519-1992的諧波國家標準，輸進功率因數(shù)高，輸出波形質(zhì)量好，不必采用輸進諧波濾波器、功率因數(shù)補償裝置和輸出濾波器；不存在諧波引起的電機附加發(fā)熱和轉(zhuǎn)矩脈動、噪音、輸出dv/dt、共模電壓等題目，可以使用普通的異步電機。產(chǎn)品2003年被列為國家重點新產(chǎn)品，高壓提升機變頻調(diào)速系統(tǒng)2005年被列為國家火把計劃項目，獲科技部中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金項目資助。2007年，高壓變頻器被評為中國名牌產(chǎn)品，是國內(nèi)高壓變頻器行業(yè)為數(shù)未幾的兩個名牌產(chǎn)品之一。具體來說，風光高壓變頻器除具有一般普通變頻器的性能外，還具有以下突出特點： ????????????? (1)采用高速DSP作為中心處理器，運算速度更快，控制更精準。 ??????????????(2)飛車啟動功能。能夠識別電機的速度并在電機不停轉(zhuǎn)的情況下直接起動。 ????????????? (3)完整的工頻/變頻自動互切技術(shù)�，F(xiàn)在的高壓變頻調(diào)速系同一般設置工頻旁路切換柜，變頻器發(fā)生故障時能使高壓電機轉(zhuǎn)至工頻運行，旁路切換有手動旁路和自動旁路切換兩種型式，手動旁路需人工操縱，適應于無備用裝置或不重要的運行工況，自動旁路可在變頻器發(fā)生故障后直接自動轉(zhuǎn)換至工頻運行。公司提供的自動旁路切換柜，不僅可實現(xiàn)變頻故障情況下自動由變頻轉(zhuǎn)換至工頻運行狀態(tài)，還可實現(xiàn)在變頻檢驗完畢后由工頻瞬間轉(zhuǎn)換至變頻運行的功能，整個轉(zhuǎn)換過程不會對用戶設備的運行造成任何影響。 ????????????? (4)旋轉(zhuǎn)中再啟動功能。運行過程中高壓瞬時掉電3s內(nèi)恢復，高壓變頻器不停機，高壓恢復后變頻自動運行到掉電前的頻率。 ??????????????(5)線電壓自動均衡技術(shù)（星點漂移技術(shù)）。變頻器某相有單元故障后，為了使線電壓平衡，傳統(tǒng)的處理方法是將另外兩相的電壓也降至與故障相相同的電壓，而線電壓自動均衡技術(shù)通過調(diào)整相與相之間的夾角，在相電壓輸出最大且不相等的條件下保證最大的線電壓均衡輸出。 ?????????????(6)單元直流電壓檢測：實時顯示檢測系統(tǒng)的直流電壓，從而實現(xiàn)輸出電壓的優(yōu)化控制，降低諧波含量，保證輸出電壓的精度，提升系統(tǒng)控制性能，并可使保證運行維護職員實現(xiàn)對功率單元運行狀況的全面把握。 ?????????????(7)單元內(nèi)電解電容因采取了公司專利技術(shù)，可以將其使用壽命進步1倍。 ???????????? (8) 通過控制器可實現(xiàn)對各單元直流濾波電容壽命的檢測，實現(xiàn)在年檢中對單元電解電容器進行檢測，根據(jù)出廠時電解電容器的特性的比較與趨勢，可得出對電解電容器壽命的猜測，提前預知電解電容器是否可繼續(xù)運行，避免由于電容器運行出現(xiàn)非預期的系統(tǒng)故障，并實現(xiàn)運行維護職員對功率單元設備狀況的及時把握。 ?????????????(9) 散熱結(jié)構(gòu)設計公道，單元串聯(lián)多重化并聯(lián)結(jié)構(gòu)，IGBT承受的電壓較低，可以有較寬的過壓范圍(≥1.15Ue)，設備可靠性更高。 ???????????? (10) 具有雙路控制電源，一路為經(jīng)干式變壓器變壓后的電源，一路為外部控制電源，這樣在調(diào)試過程中，無需加進高壓主電源，就可以檢測輸出波形的正常與否。對于在現(xiàn)場安裝調(diào)試以及職員培訓很方便，大大進步了安全性。 ????????????? (11)具備突發(fā)相間短路保護功能。假如由于設備原因及其他原因造成輸出短路，此時假如變頻器不具備相間短路保護功能，將會導致重大事故。變頻器在發(fā)生類似題目時能夠立即封閉變頻器輸出，保護設備不受損害，避免事故的發(fā)生。 ?????????????(12)限流功能：當變頻器輸出電流超過設定值，變頻器將自動限制電流輸出，避免變頻器在加減速過程中或因負載忽然變化而引起的過流保護，最大限度減少停機次數(shù)。 ????????????? (13) 故障自復位功能：當變頻器由于負載突變造成單元或是整機過電流保護時，可自動復位，繼續(xù)運行。 ???????? 4改造方案 ???????? ????????????? 根據(jù)用戶現(xiàn)場要求，采用兩臺高壓變頻器分別對1#、2#除塵風機一拖一控制，采用手動工頻旁路方案，以1#除塵風機變頻改造方案為例說明，主回路如下圖1所示：? ????????K0??????????? 用戶原高壓開關(guān) ????????K1、K2和K3? 變頻器旁路開關(guān)柜高壓隔離開關(guān) ????????BPQ?????????? JD-BP37-280F高壓變頻器 ????????M????? ???????高壓電動機 ??????????????變頻器控制除塵風機為一拖一控制，旁路開關(guān)柜用于工/變頻切換。K1，K2和K3為三個高壓隔離開關(guān)，要求K2和K3不能同時閉合，在機械上實現(xiàn)互鎖。K2斷開，K1和K3閉合，窯頭風機變頻運行；K1和K3斷開，K2閉合，除塵風機工頻運行。 ????????1#除塵風機高壓變頻器現(xiàn)場照片設備如圖2所示。 ? ???????? ????????該設備有三種控制方式 ： ???????????? （1）以壓力、流量為控制對象的閉環(huán)控制：以輸進的4～20mA模擬量值為控制依據(jù)，實現(xiàn)自動控制。 ???????????? （2）以轉(zhuǎn)速為控制對象的開環(huán)控制：該方式在遠程操縱（DCS或遠程操縱箱上操縱）用戶可根據(jù)工況條件自設定轉(zhuǎn)速，變頻器以該轉(zhuǎn)速為控制值，該方式下頻率的變化依據(jù)用戶輸進的模擬量，4mA對應0轉(zhuǎn)速，20mA對應額定轉(zhuǎn)速。 ???????????? （3）以頻率為控制對象的開環(huán)控制：該方式在就地操縱（設備本體上操縱）直接從觸摸屏上設置輸出頻率，變頻器以該頻率為控制目標值。 ????????????? 以上三種控制方式用戶可通過人機界面（觸摸屏）設置，滿足不同的工況要求。 ???????? ???????????? 本系統(tǒng)選用以轉(zhuǎn)速為控制對象的開環(huán)控制：該方式在遠程操縱（DCS上操縱）用戶可根據(jù)工況條件自設定轉(zhuǎn)速，變頻器以該轉(zhuǎn)速為控制值，該方式下頻率的變化依據(jù)用戶輸進的模擬量，4mA對應0轉(zhuǎn)速，20mA對應額定轉(zhuǎn)速。 ????????????? 如圖3所示，DCS系統(tǒng)輸出 4～20mA電流信號控制JD-BP37高壓變頻器的運行頻率，?來控制電機的運行轉(zhuǎn)速。??JD-BP37高壓變頻器反饋4～20mA電流信號指示JD-BP37高壓變頻器的輸出頻率、輸出電流。JD-BP37高壓變頻器同時接收DCS控制系統(tǒng)的啟動、停止、急停、復位控制信號，調(diào)整運行狀態(tài)。 ????????????? 當JD-BP37高壓變頻器故障時，系統(tǒng)輸出故障停機和報警信息，用于提示用戶啟動故障處理措施，同時JD-BP37高壓變頻器將信號發(fā)送給DCS，在DCS系統(tǒng)上顯示故障，以便于及時的排除故障。假如系統(tǒng)出現(xiàn)緊急情況，DCS監(jiān)視職員立即點擊變頻器緊急停止按鈕，此時變頻器立即封閉輸出，并及時跳開現(xiàn)場6kV開關(guān)。 ???? ?為保證JD-BP37高壓變頻器操縱的安全性，需從改造電機的進線開關(guān)柜把斷路器的狀態(tài)信號接進JD-BP37高壓變頻器。 JD-BP37高壓變頻器輸出的故障跳閘信號接進斷路器的分閘回路，連跳高壓信號接進安全回路，當出現(xiàn)嚴重故障時及時跳開斷路器保護JD-BP37高壓變頻器及電機。 ???????? ????????????? 水泥行業(yè)連續(xù)生產(chǎn)的性質(zhì)決定了用于水泥廠用的高壓變頻器需要有很高的可靠性，保證安全生產(chǎn)。水泥廠一般地處偏遠，供電質(zhì)量相對不高，對設備的電網(wǎng)適應性題目突出。相對適應進口品牌高壓變頻器，風光牌高壓變頻器拓撲結(jié)構(gòu)采用功率單元串聯(lián)技術(shù)方案，產(chǎn)品具有對電網(wǎng)電壓的適應范圍寬（－65％～115％Un），單元故障自動旁路、工頻旁路、瞬時停電再啟動功能、相間短路等多項完善的保護功能技術(shù)，進步了抗電網(wǎng)波動和負載擾動能力，大大進步產(chǎn)品在水泥應用現(xiàn)場的可靠性。 ???????? ?????????????? 2009年9月24日，變頻器正式投進運行，至今運行良好。為了對水泥廠1#、2#除塵風機節(jié)能效果統(tǒng)計分析，以1#除塵風機為例計算說明。在用戶正常生產(chǎn)相同的情況下，選取1#除塵風機變頻改造前6月10日至6月19日工頻運行情況，變頻改造后選取10月15日至10月24日，統(tǒng)計對比情況如下表3所示。 ????????表3 ??1#除塵風機運行效果統(tǒng)計對比表 ????????79.13萬 kW?h×0.32元=25.32萬元。 ???????? ?????????? ? ?山東新風光電子科技發(fā)展有限公司型號為JD-BP37-280F型高壓變頻器在福建春馳團體新豐水泥公司從投運運行至今，其性能穩(wěn)定、節(jié)能效果明顯，可以根據(jù)生產(chǎn)的用風情況進行風量調(diào)節(jié)，大大進步系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 ??????????? ? 在水泥廠除塵風機的系統(tǒng)中應用高壓變頻器能節(jié)能降耗，是國家大力提倡節(jié)能降耗政策不可缺少的技術(shù)手段。根據(jù)高壓變頻器的性能及工作原理，可以廣泛地應用在電力、冶金、石化、水泥、礦山等需要用到高壓電機驅(qū)動的各個行業(yè)。

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