鋒速達通風降溫系統
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車間降溫_高壓變頻器在垃圾焚燒發電廠鍋爐引風機上的應用工業自
3 現場負載情況
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3.2引風機工藝要求
引風機是熱電廠的鍋爐生產工藝中重要的組成部件。引風機輸送的介質是煙氣，最高溫度一般不得超過250度。鍋爐結構復雜，還有煙氣的除塵、脫硫設備，煙氣阻力較大，利用引風機排煙才能排除煙氣，同時引風機也造成鍋爐本體的燃燒室的需要的負壓。
所以，一方面生產工藝要求變頻器必須安全可靠運行穩定，連續不中斷正常運行;操縱簡單，可以實現遠程DCS控制;頻率可調度2-50Hz;適應電網電壓波動能力強;保護功能完善;要求節能效果明顯。另一方面，負載為離心式引風機，要求變頻器啟動和停止時能適應離心式引風機的較大的轉動慣性，減小對電網電壓的影響，對電機有必要的保護，有助于延長電機的使用壽命。
1#鍋爐的引風機用變頻器控制，�？催_到節能的目的。經多方調研，終極選用國產變頻器中國名牌產品??風光牌高壓變頻器。
4 風光JD-BP37系列高壓變頻器結構
風光JD-BP37系列高壓變頻器輸進側由移相變壓器給每個單元供電，每相5個單元組成，每個功率單元都承受電機電流、1/5的相電壓、1/15的輸出功率。15個單元在變壓器上都有自己獨立的三相輸進繞組。功率單元之間及變壓器二次繞組之間相互盡緣。二次繞組采用延邊三角形接法，可實現多重化，降低了輸進電流的諧波成分。
輸進移相變壓器的副邊繞組分為三組，構成 36脈沖整流方式;這種多級移相疊加的整流方式可以大大改善網側的電流波形，使其負載下的網側功率因數接近1， 輸進電流諧波成分低。實測輸進電流總諧波成分小于4%。
控制器核心由高速 32 位 DSP 芯片和嵌進式工控機協同運算來實現，精心設計的算法可以保證電機達到最優的運行性能。嵌進式工控機提供友好的全中文 WINDOWS 監控和操縱人機界面，同時可以實現遠程監控和網絡化控制。可編程控制器(PLC)用于柜體內開關信號的邏輯處理，以及與現場各種操縱信號和狀態信號的協調，增強了系統的靈活性。其結構如圖2所示。
圖2 高壓變頻器系統結構圖
功率單元電路采用交?直?交逆變電路,車間降溫，整流側為六支二極管實現三相全波整流，逆變側由四支IGBT組玉成橋逆變電路，通過SVPWM控制方法，控制兩路IGBT 逆變橋實現直流到交流的逆變過程。電路結構如圖 3 示。
圖3 功率單元主電路結構圖
功率單元的結構都如上圖所示，完全一樣，可以互換。這不但調試、維修方便，而且備份也十分經濟。假如一單元發生故障，該單元的輸出端能自動通過可控硅旁路而整機可以暫時降額工作，直到緩慢停止運行。
| 風機該怎么選呢? |
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| 正確選擇風機，是保證透風系統正常、經濟運行的一個首要條件之一，選擇的風機要滿足系統所需要的風量，同時風機的風壓要能克服系統的阻力，而且在效率最高或經濟使用范圍內工作。 具體選擇方法如下： 1．根據被輸送氣體的性質，選用不同用途的風機。輸送腐蝕性氣體，要選用防腐風機；輸送易燃、易爆氣體或含塵氣體時，要選用防爆風機或排塵風機。但在選擇具體的風機型號和規格時，還必須根據某種類型風機產品樣本上的性能表或特性曲線圖才能確定。 ,廠房通風降溫; 2．考慮到管道系統可能漏風，有些阻力計算不大正確，為了使風機運行可靠，選用風機的風量和風壓應大于透風除塵系統的計算風量和風壓。 3．根據選用風機的風量L′風壓H′，在風機產品樣本上選定風機的類型，確定風機的機號、轉速和電動機功率。為了便于接管和安裝，還要選擇合適的風機出口位置和傳動方式。所選擇風機的工作點應在經濟范圍內，最好處于最高效率點的右側。 4．風機樣本上給出的是風機在標準狀態(大氣壓力為1．013×105 Pa、溫度為20℃、相對濕度為50％)下的性能參數，選擇風機時應把實際運行狀態下的參數換算為標準狀態下的參數。 5．除非選擇任何一臺風機都不能滿足要求，或在使用時要求風機的風壓和風量有大幅度變動，否則應盡量避免把兩臺或數臺風機并聯或串聯使用。因兩臺或數臺風機聯合工作時，每臺風機所起的作用都要比其單獨使用時差。 6．為了節約能源和減小噪聲危害，在滿足所需風量和風壓的條件下，應盡可能選用效率高、噪聲低的新型風機。 ,廠房降溫; |
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收錄時間:2011年01月10日 15:44:08 來源:互聯網 作者: |
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?1 引言 ??? 隨著電力電子技術、計算機技術、自動控制技術的發展，電氣傳動技術正經歷著比較大的革新。工業生產領域大量使用的高壓感應異步電動機，已經由傳統的改變其它機械環節的控制方法，改造為直接改變供給的交流電源的頻率和幅值的變壓變頻控制方法，進行速度調節和位移控制，從而可以提高生產工藝，降低能源消耗。特別是在當今面臨能源危機的條件下，節能降耗不僅有近期的直接經濟效益，更有長遠的社會效益。 ??? 采用新型高壓大功率電力電子器件構造的直接“高-高”式 變頻器 ，具有結構簡單，工作可靠的特點，有很好的調速和起動與制動性能。由于采用不控整流和全控器件進行開關調制，具有輸入側高功率因數、整裝置優良的控制性能和高的運行效率。特別是通過改變送給電動機的電流的頻率，在很寬的轉速范圍內進行高效率的轉速調節，可以取得很好的節電效果，在風機和水泵的節能改造上已經得到廣泛證實。 ??? 2 高壓變頻器的系統組成和原理 ??? 該高壓變頻器為直接高－高結構，不需輸出升壓 變壓器 ，輸出為單元串聯移相式PWM方式，其主電路結構如圖1所示。 ??? 該高壓變頻器具有運行穩定、調速范圍廣、輸出波形正弦好、輸入電流功率因數高、效率高等特點，對電網諧波污染小，總體諧波畸變THD小于4%，直接滿足IEEE519-1992的諧波抑制標準，功率因數高，不必采用功率因數補償裝置，輸出波形好，不存在諧波引起的電機附加發熱和轉矩脈動、噪音、輸出dv/dt、共模電壓等問題，不必加輸出濾波器，就可以使用普通的異步電機。??? 2.1功率單元 ??? AMB-HVI系列高壓變頻器每相由六個的功率單元串聯而成。各功率單元具有完全相同的結構，有互換性。每個功率單元為三相輸入，單相輸出的交直交PWM電壓源型逆變器結構，同時還包括驅動、保護、監測、通訊等組件組成的控制電路，其結構如圖2所示。通過控制IGBT的工作狀態，輸出PWM電壓波形。每個功率單元額定輸出電壓為580V，串聯后輸出相電壓3480V，線電壓達到6kV。??? 圖2變頻器功率單元圖 ??? AMB-HVI系列高壓變頻器輸出采用多電平移相式PWM技術，同一相的功率單元輸出相同幅值和相位的基波電壓，但各載波之間互相錯開一定電角度，實現多電平PWM，使得輸出電壓非常接近正弦波。輸出電壓的每個電平臺階只有單元直流母線電壓大小，所以dv/dt很小，功率單元采用較低的開關頻率，以降低開關損耗，但輸出波形的等效開關頻率可以達到單元開關頻率的6倍，且輸出電平數增加，輸出相電壓為13電平，線電壓為25電平，電平數和等效開關頻率的增加有利于改善輸出波形，降低輸出諧波，其輸出波形如圖3所示。?? 圖3高壓變頻器的輸出電壓和電流波形 ?2.2IGBT驅動原理 ??? 在AMB-HVI變頻器的功率單元中，使用高性能、智能化的專用IGBT驅動模塊對主控系統輸出的PWM控制信號進行隔離、緩沖處理后，使弱電信號（TTL電平）能夠驅動高壓回路中的大功率IGBT器件，輸出我們需要的SPWM電壓。 ??? 驅動模塊輔助功能還包括：對IGBT進行短路、過流、欠壓監測和保護。當負載或功率單元一旦出現短路、過流、欠壓等方面故障，驅動模塊將故障信號上傳到主控系統，主控系統的微處理器將根據故障類型進行辨別處理后，發出命令使驅動模塊停止工作，禁止該功率單元的輸出。與此同時主機中故障處理控制邏輯還會根據故障類型進行更進一步判斷，以決定系統是否發生真正的故障，以便系統采取報警停機或繼續運行，以保護變頻器與配電系統的安全，不至于造成更大的故障和更大的經濟損失。 ??? 2.3輸入變壓器 ??? AMB-HVI系列高壓變頻器的輸入側變壓器采用移相式變壓器，其電氣原理圖如圖4所示。變壓器原邊繞組為6kV，副邊共十八個繞組分為三相。每個繞組為延邊三角形接法，分別有±5o、±15o、±25o移相角度，每個繞組接一個功率單元，這種移相接法可以有效地消除35次以下的諧波。因此，采用移相變壓器進行隔離降壓，使得輸入側功率因數在0.96以上，不會對電網造成超過國家標準的諧波干擾。 ? 圖4移相變壓器電氣原理圖 ??? 3 改造方案 ??? 考慮到變頻器退出運行后，為了不影響生產，確保系統正常工作，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。整個系統由1臺高壓變頻柜、1臺控制柜、1臺變壓器柜、一臺旁路柜、一臺電機及一臺送風機組成，下圖為送風機變頻方案示意圖。 圖5送風機變頻方案示意圖 ???? 圖5中共有3個高壓隔離開關，為了確保不向變頻器輸出端反送電，QS2與QS3采用機械互鎖，并采用S7-200PLC控制系統實現電氣連鎖，避免系統誤操作。當QS1、QS2閉合，QS3斷開時，電機運行在變頻狀態；當QS1、QS2斷開，QS3閉合時，電機工頻運行，此時高壓變頻器從高壓中隔離出來，便于檢修、維護和調試。 ??? 在變頻改造以前，風機均采用調節風板開度的方式控制鍋爐進風量，由于其電機裕量較大，因而電能的浪費特別嚴重，同時由于頻繁的對風板進行操作，導致風板的可靠性下降，影響機組的穩定運行。且電機工頻起動特別困難，起動電流大，對電網沖擊較大，并造成電機籠條松動、有開焊斷條的危險。一般起動后不允許停機。 ??? 進行變頻改造后，風機的風板開度保持全開，基本不需要改變，根據實際所需的風壓，由DCS系統通過PID調節計算，輸出4~20mA模擬電流信號發給變頻器，通過調節變頻器的輸出頻率改變電機的轉速，達到調節送風量的目的，滿足運行工況的要求。 ??? 同時，進行變頻改造后電機在啟動和調節過程中，轉速平穩變化，電流沒有任何沖擊，解決了電機啟動時的大電流沖擊問題，消除了大啟動電流對電機、傳動系統和主機的沖擊應力，大大降低日常的維護保養費用。 ?4 天山水泥廠節能效果分析 ??? 天山水泥廠五臺風機經過變頻改造后提高了運行的自動化程度，降低了大量電能損耗，較大程度地降低了運行成本，取得了較好的經濟效益和社會效益，具體節能分析如表1所示。 ??? 6結論 ??? 上述各廠風機經過變頻改造后，節約了大量的電能，改善了工藝過程，電機實現了軟啟動，延長 設備 的使用壽命，減少維修量；電機的振動情況得到了改善，取得了預期的效果。 ??? 中高壓變頻調速系統是實施有效節能的重要裝備，是國家當前社會經濟發展的急需，在加快建設節約型社會的歷史進程中，我們必將迎來一個高壓變頻調速技術發展和推廣應用的時代
（1）特點及用途 成套型D系列多極離心式鼓風機可用于輸送空氣、煤氣及化工氣體，個有噪聲低、振動小、效率高、運行平穩，安裝、維護保養方便，露天環境下使用等特點。常用于高爐鼓風，電廠及煉油廠脫硫鼓風，選煤跳汰機配套，高爐、焦爐煤氣、加壓輸送，及污水處理的鼓風曝氣，化工氣體的回收、加壓輸送等。在同行業中我廠產品具有用戶選型范圍廣，配套齊全的獨特特點。 （2）型號 D??單吸入風機進口 XXX??標準狀態下進口容積流量（m3/min） X??葉輪級數 X??設計序號 XX??出口絕對壓力（kg/cm2） 例：D300-31-1.5釋義為：第一次設計的進氣為單吸入3級離心式鼓風機，在溫度20℃，絕對壓力101.325kPa，相對濕度50%的進氣狀態下流量為300m3/min，出口絕對壓力為1.5kg/km2（表壓為49kPa） （3）技術規范 我廠可根據用戶或設計院要求在下述范圍內設計制造各種離心式鼓風機。 進口容積流量：15～500m3/min 出口風壓：10-100kPa 環境濕度：-35～40℃ 相對濕度：20%～90% 連續運轉：>1年 噪聲：≤85dB(A) （4）成套供貨范圍 1）、主機部分：鼓風機主機，主機與電動機聯合公共底座，主機與電動機直聯聯軸器。 2）、附件部件：彎管，消聲器，過濾器，一般用途絲網型過濾器，特殊用途（微孔曝氣等）低、中高級過濾器。 3）、配套部分：電動機（一般型、戶外型、防爆型），風機進口碟閥（手動型、機動型），電動機控制起動柜，撓性接頭。 |
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