鋒速達通風降溫系統
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彩鋼瓦車間高溫處理設備_湖北三環高壓變頻器在葛州壩水泥廠風機
| 湖北三環高壓變頻器在葛州壩水泥廠風機高壓變頻改造中的應用 |
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| 一、前言 變頻調速技術現已被應用于各行各業，我公司于2004年起開始將高壓變頻器應用于水泥行業的電機節能改造，至今已成功用于水泥廠窯尾排風機、高溫風機、窯頭EP風機、生料磨循環風機的節能改造，取得了很多成功的改造經驗，并取得了明顯的經濟效益。2006年1～2月，我公司對葛州壩水泥廠3#、5#窯的窯尾高溫風機及窯頭EP風機成功進行了變頻改造，下面對改造情況作一總結。 二、變頻調速節電原理 異步電動機的變頻調速是通過改變定子供電頻率f來改變同步轉速而實現調速的，在調速中從高速到低速都可以保持較小的轉差率，因而消耗轉差功率小，效率高，是異步電動機的最為公道的調速方法。 由公式 n＝60f/p（1?s） 可以看出，若均勻地改變供電頻率f，即可平滑地改變電動機的同步轉速。異步電動機變頻調速具有調速范圍寬、平滑性較高、機械特性較硬的優點，目前變頻調速已成為異步電動機最主要的調速方式，在很多領域都獲得了廣泛的應用。 變頻調速具有如下明顯的優點： �。�1）由設備設計余量而導致“大馬拉小車”現象，因電機定速旋轉不可調節，這樣運行自然浪費很大，而變頻調節徹底解決了這一題目； �。�2）由負載檔板或閥門調節導致的大量節流損失，在變頻后不再存在； �。�3）某些工況負載需頻繁調節，而檔板調節線性太差，跟不上工況變化速度，故能耗很高，而變頻調節響應極快，基本與工況變化同步； �。�4）異步電動機功率因數由變頻前的0.85左右進步到變頻后的0.95以上； �。�5）可實現零轉速啟動，無啟動沖擊電流，從而降低了啟動負載，減輕了沖擊扭振。 �。�6）高壓變頻器本身損耗極小，整機效率在97％以上。 對離心式風機而言，流體力學有以下原理：輸出風量Q與轉速n成正比；輸出壓力H與轉速n2正比；輸出軸功率P與轉速n3正比；即： Q1/Q2＝n1/n2 H1/H2＝（n1/n2）2 P1/P2＝（n1/n2）3 當風機風量需要改變時，如調節風門的開度，則會使大量電能白白消耗在閥門及管路系統阻力上。如采用變頻調速調節風量，可使軸功率隨流量的減小大幅度下降。變頻調速時，當風機低于額定轉速時，理論節電為 E=〔1-（ n′/n）3〕×P×T （kWh） 式中： n－額定轉速 n′?? 實際轉速 P??額定轉速時電機功率 T??工作時間 可見，通過變頻對風機進行改造，不但節能而且大大進步了設備運行性能。以上公式為變頻節能提供了充分的理論依據。 三、窯尾高溫風機系統簡介 葛州壩水泥廠生產線為干法懸窯，其窯燒成系統流程簡圖如圖1所示。
 高壓變頻典型應用實例
 圖2 變頻器連接圖
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| 變頻器在電廠風機上節能的應用 |
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| 一、序言 交流異步電機轉速與電源的頻率f成正比(n轉速=(1-S轉差率)×60×f頻率/p極對數),改變定子供電頻率就改變了電動機的轉速,從而改變了電動機的輸入功率。變頻調速裝置是將電網50Hz的交流電,變成頻率可調的交流電去驅動交流電動機實現調速的。其特點是效率高,沒有因調速帶來的附加轉差損耗,調速的范圍大、精度高、無級調速,大量節約電能,以及其能方便實現與自動化控制系統(如DCS系統等)間的通訊,使其在各領域得到廣泛的應用。 原電動機電源直接作為變頻器輸入電源,再通過變頻器輸出連接到電機。為充分保證系統的可靠性,變頻器同時加裝了工頻旁路裝置,變頻器異常時退出運行,電機由變頻切換到工頻狀態運行。旁路由3個高壓隔離開關QS1、QS2和QS3組成。在變頻運行時,QS1和QS2合閘,QS3斷開。工頻運行時,QS3合閘,QS1和QS2斷開。QS2和QS3為機械互鎖不能同時合閘。 變頻調速控制系統接入DCS系統,可在DCS系統中對電動機啟、停、轉速調整控制。裝置還提供報警指示、故障指示、待機狀態、運行狀態、旁路狀態、高壓合閘允許、高壓緊急分斷等保護信息以及轉速給定值和風機實際轉速值等必要指示,方便操作人員進行操作控制。 安裝后,進行了一系列的動態試驗,如變頻器50Hz滿載運行試驗、電機風機系統臨界振動實驗、母線電壓波動試驗、連續快速增減負荷試驗等,均達到要求,設備運行至今一切正常。 (一)節能效益巨大 改造以前,3臺風機工頻電流在150A左右,通過改造后,在相同負荷情況下,風機變頻運行下電流在95A左右,減少55A,節約36.6%,年節約能力270(年運行天數)×24(小時)×(1000+710+450)(電機總功率)×0.366=512.3萬kWh,考慮裝置自耗電及室內冷卻空調用電8.4萬kWh,總體節能503.9萬kWh,節電率達到36%,節約金額201.56萬元,經濟效益相當顯著,即用不到2年的時間就可以收回總投資費用。 (二)改善設備啟動特性,延長設備的使用壽命,提高設備運行可靠性 電動機直接起動所產生的電流沖擊和轉矩沖擊會給供電系統和拖動系統帶來不利影響,故對于容量較大的異步電動機一般都要采用軟起動方案。以往常用降壓起動,但在降壓起動過程中,因沒有改變電源頻率,過大的轉差率的存在,也不可避免地會出現較大的過電流。對于重載起動的設備,當采用變頻按電壓/頻率比例控制方法軟起動的方案,即用變頻器帶動電機從零速開始起動,逐漸升壓升速,直至達到其額定轉速,則不會產生過電流,并且可提供等于額定轉矩的起動力矩,從而改善啟動特性。本變頻調速系統輸入側為移相變壓器提供的42整流脈沖,多級移相疊加整流可以大大改善電網側的電流波形,使其負載下的網側功率因數接近1,提高了設備使用率。輸出側對每個單元的PWM波形進行重組,可得到正弦度較好的波形,減少對電纜和電機的絕緣損壞,無須輸出濾波器就可以使輸出電纜很長,電機不需要降額使用,可直接用于舊設備的改造,同時電機諧波損耗大大減小,消除了由此引起的機械振動,減小了軸承和葉片的機械應力。延長了設備使用壽命,減少故障率,也就提高了運行可靠性。 |
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收錄時間:2011年01月02日 08:35:53 來源:北極星電力網 作者: |
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三?科陸CL2700系列高壓變頻調速系統技術上風
1?高效率、無污染、高功率因數
CL2700系列高壓變頻調速系統采用的是功率單元串聯的高-高方案，采用了多繞組高壓移相變壓器，二次側繞組中流過的電流在變壓器一次側疊加時，形成非常逼近正弦波的電流波形。經過實際測試，50Hz運行時，網側電流諧波＜2％，電機側輸出電壓諧波＜1.5％（即使在40Hz時，仍然＜2％），成套裝置的效率＞97％，功率因數＞0.96。完全滿足了IEEE 519－1992對電壓、電流諧波含量的要求。
另外，通過采用自主開發的專用PWM控制方法，比同類的其它方法還可進一步降低輸出電壓諧波1～2％
2?先進的故障單元旁路運行（專業核心技術）
為了進步系統的可靠性，整個變頻調速系統中考慮了一定的輸出電壓余量，并在各功率單元中增加了旁路電路。當某個功率單元出現故障時，可以自動監測故障并啟動旁路電路，使得該單元不再投進運行，同時程序會自動進行運算，調整算法，使得輸出的三相線電壓仍然完全對稱，電機的運行不受任何影響。這種控制方法處于國際先進，國內領先的水平，它將大大進步系統的可靠性和運行的穩定性。
3?高性能的控制技術
CL2700系列高壓變頻調速系統率先實現了簡易矢量控制技術，可以實現恒轉矩快速動態響應，并且具有加、減速自適應功能，即可根據運行工況參數的實際變化，自動調整加、減速時間，在不超過最大答應電流的情況下，快速達到設定轉速；同時，系統可以自動識別電機轉速，用戶可以不考慮電機目前的運行狀態，電機不需要停止運行就可直接實現電動機的啟動、加速、減速或停車操縱。
CL2700系列高壓變頻調速系統還可以實現反饋能量自動限制功能。
4?高可靠性
控制電源可實現外部220V供電和高壓電源輔助供電雙路電源自動切換，同時配置有UPS，即使兩路電源都出現故障時，控制系統仍然可以工作足夠長的時間，控制整個系統安全停機，發出報警，并記錄故障時的所有狀態參數。
采用高速光纖通訊，可有效避免電磁干擾。
當單元故障數目超過設定值時，系統可自動切換到工頻運行。
整流變壓器有完善的溫度監控功能。
獨特設計的功率柜風道，主要發熱元器件都靠近或處于風道中，散熱效果好，保證了系統的過載能力。
抗電網電壓波動能力強，當電網電壓在-15％～+15％范圍內波動時，系統可以正常工作；對于功率單元，在電壓-25％～+20％范圍內變化時，都可正常工作。
5?其它特點
故障自診斷能力強，監測系統中所有主要參數及接口信號。
10.4英寸液晶觸摸屏人機界面，操縱簡單，友好，顯示內容豐富。
接口豐富，可與多種自動化設備和系統接口，滿足各種現場不同需要，特殊接口可以定制。
具有本地和遠程操縱功能，，可以通過DCS遠程實現監控功能；
維修簡單，所有單元可以互換，備件少。
張傳衛當過兵、從過政。1993年他辭職“下�！�，拿出自己積攢的工資，東拼西湊了12000元組建中山市明陽電器有限公司，主營產品是配電箱。到1995年，這個小打小鬧的公司利潤已有50萬元。不同于許多民營企業家小富即安的心態，張傳衛始終懷著一個更大的夢想，50萬元利潤全部被投入開發新產品。 憑著技術創新，勢單力薄的小企業居然把單個優勢產品的市場占有率做到了全國第一。1998年，積累了幾百萬元的利潤后，他再次把所有資金用于產業升級：買地建新廠房通風設備，同時開發具有國際水平的高壓開關柜，產品再次升級，成為國內第一個開發出中置式真空開關柜產品的企業。 2000年，全國3000多家開關柜企業還在激烈廝殺，張傳衛再次調整航向，轉做高壓變頻調速裝置(即高壓變頻器)。這是一款節能產品，能對高壓電動機進行調速節能。當時電力還不緊張，很多地方政府還在鼓勵用電。張傳衛對電力的稀缺性做出前瞻性的判斷，在電力過剩時期開始著手研發開發節能設備，以產學研的方式持續投入研發費用7000多萬元。 “他不是圖錢，就是想把事情做成。從沒想過拿錢來享受，該吃什么還是吃什么。”追隨張傳衛十多年同事這樣評價張傳衛。 押注風能 這一輪產業升級，使明陽完成了從輸變電設備到大型節能和電力電子裝備核心技術的第一步轉型。五年間，明陽成為全國高壓變頻調速的領軍企業，已經掌握了風力發電控制系統的核心技術。 2005年，新政策規定風電設備的國產化水平要達到70%，而當時外資風機制造企業在中國的市場份額超過七成。面對隱藏的產業機遇，張傳衛認為，既然明陽已經在這個領域積累了核心技術和人才儲備，為什么不自己做?“對我們來講，這是能介入大產業的唯一機會，火電進不去了,屋頂排風機，核電需要門檻，水電也很飽和了，我們能進入大電力的切入點就在風電，夢想就在這里。這是歷史性機遇，一定要沖進去。我們都是40多歲的人了，如果在我們人生中能夠干成一件了不起的事情，就是這一次機會了。如果用5年時間打造一個百億產值的企業出來，到五六十歲還能做個千億的。如果在50歲還沒做出百億，這一生也就如此了�！� 從2005年6月開始，明陽正式進軍風電。雖然有電控系統生產的基礎，但風機核心技術仍處于空白。在高端制造業，國內過去通常的做法是委托開發，以市場換技術。 與一家德國風機設計公司商談了委托開發8個多月后，張傳衛突然在簽約的前3天改變想法�！拔覀冑I得來技術和許可權，但永遠買不來關鍵技術和研發能力。我們有核心的控制技術，還有中國的氣象資料和風資源資料，在中國電力行業有獨特的客戶資源，為什么不可以聯合研發呢?我不想借雞下蛋，而是要結婚，生出中國的孩子，姓中國的姓�！� 確定了聯合研發模式之后，推出第一批符合中國風資源環境的定制化產品、具有自主知識產權的大型風機陸續面世。從合同簽訂到第一臺整機投入商業運行小批量生產僅用了15個月，比德方最初預計的3年大大縮短了一半以上。 “這是了不起的，比國內的產學研更上一個臺階�！睆垈餍l總結道。 2006年6月，廣東明陽風電技術有限公司正式成立，主營兆瓦級風力發電機組、風電工程技術及風力發電相關技術咨詢、技術進出口業務。 第一批風機產品才剛剛下線，張傳衛馬不停蹄地去美國找市場、找資本，坐飛機時睡不著，在航班的便簽條上，他雄心壯志地寫下明陽風電第一個五年目標：“百億產值、成功國內前三的上市公司，進入全球前十”。當時，公司的規模只有300人，連廠房的用地還沒有買下來。第一筆風電設備的訂單才剛剛生產下線�！霸诳偛棉k的會議上說起這個目標，同事們都說老板瘋了�！睆垈餍l笑著回憶道。 資本的寵兒 五年后，瘋狂的目標全部成為現實，成功的資本化運作在其中起了四兩撥千斤的作用。 當時股權融資的概念在國內還未流行，張傳衛是第一批吃螃蟹的民營企業家，先后見了150多家國際投資者，包括高盛、美林、淡馬錫等國際知名投行。 一開始，“只要是有錢人都見”。后來，明陽在投資界里名氣漸漲，“找錢”變成了“選錢”――有錢已經不足以打動張傳衛，還要看投資者能否帶來市場和資源、人才、技術等附加值。比如后來國開行通過深圳創新投對明陽直投，帶來國家政策支持;工銀國際的投資，帶來金融支持;美林的投資，還引進了印度的投資商。張傳衛笑稱，好多投資者不僅帶著嫁妝，還把姐姐妹妹也帶來了。 一些投資者在決定投資之前專門來中山看過明陽的工廠，認為項目有前景，就是工廠規模太小了�！巴抖嗔藭压蓹嗾嫉奶嗔�，投少了又辦不成事。” 張傳衛卻認為這并不是問題：“我給你畫個蛋糕，告訴你這個蛋糕值多少錢，你買多少，就是議價嘛。這樣既能多融錢，股權也沒被吞掉�！� 他不急不緩地為當時只有3000萬資產的明陽風電畫了一個大蛋糕：“到明年底，明陽就可以達到10個億以上產值，1個億的利潤。按6倍的PE值并不高，我要10倍你也得給我。但因為風機剛下線，有風險，所以才降到6倍�！� 在6億估值的時候，美林作為第一批投資者進入。隨著第一批風機下線運行，明陽的估值一路看漲�！昂髞硎稚夏玫绞畮變|的訂單，明年只要一交付就有利潤了，我當然要提價了�！眹_行在3個月后進入時，估值已經飆升到12億。 到今天，張傳衛仍為IDG的“投資失誤”而惋惜。當張傳衛提出6億估值的時候，IDG的投資人楊飛認為估值最多只值3億。一年后，明陽風電市值已達30億，張傳衛曾對IDG的投資人講：“當時你如果6億入手，到現在已經有5倍收益了�，F在30億還進不來�！� 到2007年底，明陽募集的資金已經超過2.7億。據業界傳言，在2008年4月至8月期間，與張傳衛吃一頓飯的機會被兩家機構私下炒到100萬元的天價，堪比巴菲特之宴。風投機構對明陽投資的競爭激烈程度可見一斑。 股權融資模式獲得認可后，明陽在國內加速圈地布局，延伸產業鏈，用2年時間打造了天津、吉林、江蘇、內蒙、廣東的5大生產制造和服務基地，幾乎沒進行資本性支出，形成了輕資產的產能擴張。“像天津濱海新區600畝地，建成10多萬平米的廠房的明陽工業園區，我們沒有出一分錢，上市完以后才談的回購。這就是沒錢能做的事�！� 2010年10月，明陽風電在紐交所上市，募集資金3.5億美元，創下2010年中國公司赴美IPO募集資金之最。上市鐘聲敲響后，曾到中山考察的意大利索法芙董事長激動地上前與張傳衛擁抱。這位70多歲的老先生百感交集，他曾經預感到這個民營企業會成功，但不曾料想，當年名不見經傳的小工廠會以如此驚人的速度野蠻生長。 商業模式再升級 2010年底，明陽集團產值已達113億。踏上百億臺階后，明陽又開始了新的轉型。張傳衛告訴記者，明陽的下一個五年計劃是進行商業模式的創新，從風電制造商轉型為風電行業整體解決方案提供商。預計3年之后，技術服務的產值占比將大于風電設備制造。 他認為，從生產型制造業到服務性制造業是一個很重要的創新，高端制造業不僅僅是制造，最重要的還是服務。要轉型為服務型制造才能形成新的盈利模式，也就是在產業鏈的上下游與金融服務與技術服務和運營結合起來，形成矩陣的商業模式。 明陽風電在國內首推風電業融資租賃和經營性租賃，張傳衛希望能夠達到這樣的效果：投資風電產業的人不需要想太多的事，沒錢我都可以幫你找到錢，并且提供整體解決方案，包括提供金融解決方案，提供風電開發的風場，提供技術、產品和工程服務。過去和客戶單純的買賣關系變成了戰略合作關系。 日前，明陽風電宣布與江西省贛州市人民政府簽訂風資源與稀土資源項目戰略合作協議，意味著明陽風電獲得了在贛州的稀土資源優先配置權和在贛州市獨家開發風場的權利，高端產業鏈整合向上游延伸。 “上游有高端產業鏈，下游有服務模式，中游有整機制造，形成一個全產業鏈的結構，競爭力就在這里。以核心技術、定制化的產品和多元化的服務模式形成整體解決方案。服務將會是利潤的高增長點�！睆垈餍l這樣總結道。 對話創業難，二次創業更難 中概股受挫其實是機會 贏周刊：當年寫在便簽條上的規劃已經成為現實，您認為自己已經成功了嗎? 張傳衛：我認為我還不算成功，只是向著我們既定的方向做事，第一步已經走出來了�，F在越走越難，幾億到一百億是一個跳躍，但是到一百億以后，是個大企業、國際公眾公司以后，是一個更大的舞臺。再上一千億，對人的視野、思維和文化都要求不一樣了。我們現在開的是大船，如果駕馭的是一個帆船是很簡單的，翻了也淹不死人。但是大船是有吃水深度的，駕馭的難度增大了，遇到的困難也將更多。 贏周刊：明陽風電是紐交所的上市公司，您如何看待中國概念股最近在美股市場遭遇的信任危機? 張傳衛：其實這是一個機會。確實，中國企業到美國上市的時候還沒完全準備好，包括內控體系、公眾公司的運營機制是否適合美國資本市場的要求，因此出了一些問題。但是機遇在于，真正好的公司在一個成熟的、市場化的資本市場里，是不會被淹沒的。最近幾天，公司股價都在持續回升，我跟投資者講，你潑洗澡水不能把盆里的孩子也潑了，盡管中國企業有一些問題，但作為一個成熟的資本市場，排斥一個國家的上市公眾公司,水簾空調，這是不合適的。沒有中國企業的美國市場還算得上國際化嗎? 贏周刊：盡管如此，明陽的股價也因此受到波及。 張傳衛：資本市場有它的運營規則，有不能正確地反映公司的運營基本面、不能體現公司價值的時候，價格和價值有背離的時候，但因為美國的資本市場是健全的、理性的資本市場，兩者通常會重合，最終還是會回歸理性。 不進入前五已沒有機會 贏周刊：業內有一種說法，認為目前中國的風電產能已經過剩，您怎么看待這種說法? 張傳衛：說這些話是不夠科學、嚴謹的，產能過剩，是指技術已經落后了的產品還在生產�，F在發改委還在鼓勵創新、支持產能發展，我們的兆瓦機才剛剛下線，產業鏈還沒有國產化，海上風機也還沒有出來，怎能說過剩呢? 就好像汽車一樣，如果現在還生產老夏利、老桑塔納肯定是過剩的，但新的、好的型號的汽車也在脫銷。我們缺的是高端的、終端的、真正能夠適應國內發展需要的風電。風電仍是戰略性新興產業，在信息充分流動的情況下，什么樣的說法都會有。但有一點是毋庸置疑的，這個行業在快速發展。 贏周刊：不久前國家取消了“風電制造業專項資金”補貼，對中小型的風電企業會產生什么影響? 張傳衛：這個補貼是很少的，我們拿了一點都沒在意。對于剛起步的企業來說，現在已經沒機會了，甚至可以說，現在沒有進入前五，甚至沒有上市的公司已經沒有機會了。因為這個市場的訂單已經高度集中化、風機大型化。很多高端產業都是如此，開始一哄而上，做到最后，80%的份額被前三四家占有。所有產業都是這樣，一開始混戰，然后洗牌，資源重組，最后高度集中。 中山仍是產業鏈的關鍵點 贏周刊：明陽風電在今年1月正式簽約中山基地項目，該項目投資超過70多億元，中山基地在陽明風電的整個產業鏈里扮演什么角色? 張傳衛：中山基地項目將系統建成6大生產基地，形成涵蓋1.5兆瓦到6兆瓦風機整機及葉片、風光儲一體化、碳纖維、儲能電池、風機控制系統、集團總部和國家重點實驗室、檢測中心等子項目的國際知名大功率風機生產基地。是“高端產業鏈”上游的環節，是整個產業集群建設的關鍵點。 贏周刊：為什么會再次選擇中山? 張傳衛：明陽的總部在這里，在廣東已經得到了市委市政府高度的支持。另外，我們能夠把一個小企業做到這么大，中山還是有與別的地區不同的文化，有獨特的產業氛圍和人文氛圍。在交通、信息和資源聚集方面，中山還是有獨特的區位優勢。我們布局全國，但是廣東的地位不能取代，會一直根植中山。 |
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