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車間負壓通風降溫設計_VACON變頻器在火力發電廠75噸鍋爐風機應用
| VACON變頻器在火力發電廠75噸鍋爐風機應用 |
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| 一、行業概訴 目前，在我國電源結構中，火電裝機容量占74%，發電量占80%；水電裝機容量占25%，發電量占19%；核電僅占1%左右。而火電廠的各類輔機設備中，風機，水泵類設備占了盡大部分，蘊躲著巨大的節能潛力。
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| 大功率高壓變頻器在主扇風機中的應用 |
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摘 要：先容了大功率高壓變頻器在主扇風機中應用的設計方案、調速原理及應用情況，通過應用實現了主扇風機的變頻調速，達到了進步風機啟動性能與節約電能的目的。 關鍵詞：大功率高壓變頻器；主扇風機；應用 漳村煤礦西風井主扇風機是礦透風系統的命根子，由2臺沈陽發動機研究所風機廠生產的AGF一606?2．442?1．2?2型軸流式風機和JRl510?8型電機組成，功率為475kW，轉速750r／min，電壓為6000V，啟動方式為高開串頻敏電阻啟動，啟動電流大，對電機的沖擊較大。主扇風機啟動后以工頻方式運行，無法根據井下用風量的改變調節風量，電能的浪費現象較為嚴重。因此在2007年9月對西風井1＃主扇風機進行了變頻控制改造，在系統主回路中接人北京康得新電科技有限公司生產的Diamond?HV一06／600型高壓變頻器一套，控制1＃主扇風機，并于2007年9月30日完成了變頻器調試工作，風機啟動時實現了平滑啟動，變頻器帶井下負荷，正式投進運行。 1 異步電動機的變頻調速原理 異步電動機的變頻調速是通過改變定子供電頻率廠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=6Of/p（1一s）（其中：n為電機轉速；f為頻率；P為電機的極對數；s為轉差率）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。 2 設備的選型與方案設計 2．1 設備選型 過往電動機變頻調速采用高一低變頻方式來調速，變頻器為低壓變頻器，采用輸進降壓變壓器，先把電網電壓降低，然后采用一臺低壓變頻器實現變頻；對于電機，則有兩種辦法，一種辦法是采用低壓電機；另一種辦法，則是仍采用原來的高壓電機，需要在變頻器和電機之間增加一臺升壓變壓器，即高一低一高變頻方式。這是當時高壓變頻技術未成熟時的一種過渡技術。這種做法由于采用低壓變頻器，容量也比較小，對電網側的諧波較大�，F在高壓變頻器的技術已經成熟，經過研究決定采用一次性解決方案，直接采用高壓變頻器對主扇透風機進行變頻控制改造。經過多方比較性價比，選用了北京康得新電科技有限公司生產的Diamond?HV一06／600型高壓變頻器一套，首先在礦西風井1＃主扇風機上應用，待應用成熟后再進行推廣。 2．1．1 Diamond?HV一06／600型高壓變頻器技術參數 變頻器容量：600 kVA； 適配電機功率：475 kW； 輸進頻率：45～55 Hz； 額定輸進電壓：6 kV土10％ ； 輸進功率因數：0．95（>20％負載）； 變頻器效率：額定負載下>0．96； 輸出頻率范圍：0～60 Hz； 輸出頻率分辨率：0．01 Hz； 運行環境溫度：一10～40°； 冷卻方式：強制風冷。 2．1．2 高壓變頻器性能特點 1） 高壓變頻調速系統采用直接“高一高”變換形式，為單元串聯多電平拓撲結構，主體結構有多組功率模塊并聯而成。 2） 變頻裝置控制采用LED鍵盤控制和人機界面控制兩種控制方式，兩種方式互為備用，兩種方式從就地界面上可以進行增、減負荷，開、停機等操縱。裝置保存至少一年的故障記錄。 3） 變頻器能提供兩種通訊功能：標準的RS一485和有觸摸屏處理器擴展的通訊接口。 4） 在20％ ～100％ 的調速范圍內，變頻系統在不加任何功率因數補償的情況下，本機輸進端功率因數達到0．95。 5） 變頻裝置對輸出電纜的長度無任何要求，變頻裝置保護電機不受共模電壓及dV／dt應力的影響。 6） 變頻裝置輸出電流諧波不大于2％，符合IEEE 519 1992及我國供電部分對電壓失真最嚴格的要求，高于國標GB14549?93對諧波失真的要求。變頻裝置輸出波形不會引起電機的諧振，轉矩脈動小于0．1％ 。 7） 變頻裝置對電網反饋的電流諧波不大于4％ ，符合IEEE 519 1992及我國供電部分對電壓失真最嚴格的要求，高于國標GB14549?93對諧波失真的要求。 8） 變頻裝置對電網電壓的波動有較強的適應能力，在一10％ ～+10％ 電網電壓波動時必須滿載輸出，可以承受30％的電網電壓下降，而降額繼續運行，能滿足煤礦的電壓大幅波動的要求。 9） 變頻裝置設以下保護：過電壓、過電流、欠電壓、缺相保護、短路保護、失速保護、變頻器過載、電機過載保護、半導體器件的過熱保護、瞬時停電保護等，聯跳至輸進側6kV開關。保護的性能符合國家有關標準的規定。并提供故障、斷電、停機等報警。 10） 變頻裝置帶故障自診斷功能，對所發生的故障類型及故障位置提供中文指示，就地顯示，便于運行職員和檢驗職員辨別和解決所出現的題目。變頻裝置有對環境溫度的監控，當溫度超過變頻器答應的環境溫度時，變頻器提供報警。 11） 系統可在電子噪聲，射頻干擾及振動的環境中連續運行，能滿足國家標準對電磁兼容的規定。 2．2 主扇風機變頻控制改造方案 2．2．1 高壓變頻器主回路接線 變頻裝置與主扇風機的連接方式如圖1所示。DL為主扇風機6kV開關；K1、K2、K3為變頻裝置隔離刀閘，K3為工頻刀閘，K1、K2為變頻刀閘；6kV電源經變頻裝置輸進刀閘K1到高壓變頻裝置，變頻裝置輸出經出線刀閘K2送至電動機；6kV電源還可以經旁路刀閘K3后直接啟動電動機。進出線刀閘（K1、K2）和旁路刀閘（K3）的作用是：一旦變頻裝置出現故障，即可馬上斷開進出線刀閘，將變頻裝置隔離，手動合旁路刀閘，在工頻電源下啟動電機運行。 2．2．2 工作方式 系統的工作方式變為原主扇風機系統采用兩臺風機一用一備方式運行，現在把其中1風機改為變頻拖動方式，另外一臺風機系統保持原運行方式不變。變頻裝置采用了工頻變頻切換的旁路柜，保證了在變頻裝置故障情況下直接倒閘操縱進進工頻運行方式，切換速度快，完全可滿足在10min內啟動風機的要求，確保生產運行不受影響。并且反風比以前操縱簡單可靠，完全可滿足10min內實現反風的要求。 3 變頻器調速功能的實現 3．1 高壓變頻器的調速原理 高壓變頻裝置為交一直一交電壓源型變頻調速系統，變頻器輸出的電流波形非常接近于理想正弦波形，對電網有害的諧波分量低，可通過改變調制波的頻率和幅值來調節逆變器輸出電壓的頻率和幅值。 6kV高壓變頻器每相為三單元疊加。每單元直流電壓1800V，每單元最高輸出交流電壓1275V。整流逆變功率單元結構電路，見圖2。 經二極管全橋整流，電容濾波，SPWM方式控制IGBT逆變輸出，見圖3。 疊加后的變頻器輸出頻率與幅值可調的正弦波線電壓，對電機實現變頻調速控制。二極管整流電路在整個運行范圍內都有較高的功率因數，由于直流環節濾波電容的存在，負載所需的無功電流可以在逆變功率器件的開關周期內通過續流二極管瞬時由濾波電容提供，所以一般不會反映到整流器輸進側，導致輸進功率因數較高。 3．2 高壓變頻器如何在風機的高效區進行調速 在現有條件下風機廠家提供的風機運行轉速范圍為：①n<213r／min；②，n>732r／min；③406r／min 為保證風機運行的可靠性，首先將1＃風機風葉保持在原角度（0°角）運行，變頻器運行在工頻狀態下。待運行一段時間，變頻器運行穩定可靠后，再增加風機前支板數2塊，然后將風機調至大角度（5°角或10°角）運行。變頻器可進行調頻，降低頻率運行，根據井下用風量的大小實現風機的變頻控制運行，并使風機保持在高效區運行，進步風機的運行效率。 4 應用情況 在2007年9月30日對風機進行了調試，調試時使風機在0°角與5°角兩種狀態下運行，在0°角風機仍在工頻狀態下運行，未起到調節風量的作用，但電機實現了零轉速啟動，無啟動沖擊電流，從而降低了啟動負載，減輕了沖擊扭振，減少了對電網的沖擊。系統的功率因數進步，電網輸進電流下降，減少了線路上的電能損耗，風機振動也有所下降。 當將風機風葉角度調至5°角運行時，變頻器進行調頻，變頻器頻率降低至41．5Hz運行可滿足井下用風量要求，與風機變頻控制前運行參數對比如表1。 為保證風機運行的可靠性，現西風井1＃風機風葉保持在原角度（0°角）運行，變頻器運行在工頻狀態下。待運行一段時間，變頻器運行穩定可靠后，再增加風機前支板數2塊，然后，將風機調至大角度（5°角或10°角）運行。變頻器可進行調頻，降低頻率運行，根據井下用風量的大小實現風機的變頻控制運行，并使風機保持在高效區運行，進步風機的運行效率。 由此可見風機實現變頻運行后，風機的啟動性能得到改善，風機振動降低，電機功率因數明顯進步，風機效率明顯進步，電機運行電流下降，電能消耗明顯降低，實現了節能效果。 采用變頻調速實現了以下功能：①實現主扇風機的平滑啟動與無級變頻調速，進步風機效率；②根據井下需要調節風量與節約電能；③實現風機可在工頻與變頻工作方式之間的快速切換。 5 經濟效益分析 高壓變頻器的節電率一般為30％左右，西風井1＃主扇風機一年運行按照180d（1＃、2＃風機倒換運行）計算，一天運行24h，則一年節約電能為：475×30％×24×180=615600kW?h。 每度電按照0．5元計算，一年可節約資金：0．5×615600=307800元。 6 結語 在潞安團體公司范圍內，主扇風機成功應用高壓變頻器這是第一次，在中國煤炭行業，礦用透風機高壓變頻改造也未幾見。實際應用表明，高壓變頻器應用于煤礦主扇風機的系統改造，必將取得良好的運行效果和經濟效益。而推廣使用變頻器在煤礦行業進行改造,車間通風降溫，節約能源的效果將是非�？捎^的。
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風機盤管機組方式本身解決新風量困難。由于機組風機的 靜壓小，氣流分布受限制，實用于進深小于6 米的房間。
室內空氣品質比較差，很難進行二級過濾且易發生凝結水滲頂事故。
因機組分散設置，臺數較多，維修管理工作量大。
本文鏈接: 風機盤管加負壓通風系統的缺點
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挑選風機正確是包管通風體系正常、經濟運轉的一個重要條件。所謂正確挑選，主要是指依據被運送氣體的性質和用處異樣用處的風機挑選；挑選的風機要滿意體系所需求的風量，一起風壓要能戰勝體系的阻力，并且在功率最高或經濟運用范圍內任務。詳細挑選辦法和步調如下：
1．依據被運送氣體的性質，選用異樣用處的風機。例如，運送衛生空氣，或含塵氣體流經時已顛末凈化，含塵濃度不超越150mg／m3時，可挑選普通通風換氣用的；運送腐蝕性氣體，要選用防腐風機；運送易燃、易爆氣體或含塵氣體時，要選用防爆或排塵風機。但在挑選詳細的風機類型和標準時，還必須依據某種類型產物樣本上的功能表或特性曲線圖才干斷定。
2．考慮到風管、設備的漏風及阻力核算的不精確，應按下式的風量、風壓挑選風機：Pf·Kp·ΔP Pa Lf=KL·L m3/h 式中 Pf–風機的風壓，Pa； Lf–風機的風量，m3/h； Kp–風壓附加系數，普通的送排風體系Kp=1.1～1.15；除塵體系Kp=1.15～1.20； KL–風量附加系數，普通的送排風體系KL=1.1；除塵體系KL=1.1～1.15；ΔP–體系的總阻力，Pa； L–體系的總風量，m3/h.
3．當風機在非標準狀況下任務時，應按下列公式對風機功能進行換算，再以此參數從樣本上挑選風機式中 Lf–標準狀況下風機風量，m3/h； –非標準狀況下風機風量，m3/h； Pf–標準狀況下風機的風壓，Pa； –非標準狀況下風機風壓，Pa； –非標準狀況下空氣的密度，kg/m3�？諝鉅顩r改變時，實踐所需的電動機功率會有所改變，應進行驗算，查看樣本上配用的電動機功率能否滿意懇求。
風機功能也可用無因次的流量系數, 壓力系數和功率系數來表明。這些無因次功能參數(也稱無因次系數)的換算公式是由類似理論推導出來的。同一類型的風機類似(包羅幾許類似, 運動類似和動力類似), 因而, 同一類型風機的無因次功能參數持平。即
式中 α、β、γ–分別為流量系數、壓力系數、功率系數，無因次；
ρ–空氣密度，kg/m3；
D–風機的葉輪外徑，m；
U–葉輪周邊切線速度，m/s；
H–風機的風壓，Pa；
Q–風機的風量，m3/s。
依據類似理論及上式無因次系數式，可得同類型風機功能的換算關系式為:
Q/Q” = ( D/D”)3(n/n”)
H/H” = (ρ/ρ”)( D/D”)2(n/n”)2 （7-2-4）
N/N” = (ρ/ρ”)( D /D ”)5(n/n”)3
式中 Q、Q”–分別為所要換算的兩臺風機的風量，m3/s；
H、H”–分別為所要換算的兩臺風機的風壓，Pa；
N、N”–分別為所要換算的兩臺風機的功率，kw；
D、D”–分別為所要換算的兩臺風機的葉輪直經，m；
n、n”–分別為所要換算的兩臺風機的轉速，轉/分；
ρ、ρ”–分別為所要換算的兩臺風機任務的空氣密度，kg/m3。
上式可用于同類型風機中恣意兩臺風機之間的功能參數換算，也可用于同臺風機異樣轉速, 異樣空氣密度條件下的功能改變的剖析。
測定風機特性的意圖是，歸納運用風壓參數和風機電機電量參數的測定辦法與技能，測驗通風機空氣動力功能，制作風機運轉特性曲線并進行剖析，以鑒定通風除塵體系的運轉狀況能否滿意通風懇求。
①風流參數測定：包羅風機風量、風壓測定。懇求把握風機空氣動力功能測定體系的實驗辦法及標準，把握壓力計的零點調定，任務原理，測定操作，壓力挽算。
②風機電機電量參數：包羅電機功率、電流、電壓和轉數。懇求把握轉數、功率、電流、電壓的測量辦法及儀器操作
5．除非挑選任何一臺風機都不能滿意懇求，或在運用時懇求風機的風壓和風量有大幅度變化，不然應盡量防止把兩臺或數臺風機并聯或串聯運用。因兩臺或數臺風機聯合任務時，每臺風機所起的效果都要比其獨自運用時差。
6．近年來因為我國對風機的布局不斷改進，使風機的功率不斷提高，噪聲不斷下降，一些新式風機正在逐漸替代一些老風機。為了節約能源和減小噪聲損害，在滿意所需風量和風壓的前提下，應盡能夠選用功率高、噪聲低的新式風機。例如選用新式的節能風機，而不要選用被篩選的舊式風機。
本文鏈接: 如何準確地選擇好風機
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搶抓機遇提速發展
酒泉建設新能源基地紀實
夏日，記者深入酒泉市風電場、風電裝備制造企業采訪，探訪酒泉市新能源建設，處處感受到酒泉人建設新能源基地的信心和熱情。
在有世界“風庫”、“風口”之稱的瓜州縣和玉門市，220萬千瓦的風電場已建成，316萬千瓦風電場建設工地上，一派熱火朝天的施工景象；在酒泉風電裝備制造產業基地，國內陸上最大的5兆瓦風機建設項目已經啟動，代表風電裝備制造最先進技術的3兆瓦和2.5兆瓦大功率風機正一臺臺下線，3兆瓦和2.5兆瓦的風機葉片也成功下線……
截至4月26日，酒泉市風電裝備制造業銷售收入達到100.48億元，在不到9個月的時間里就突破了百億元大關，創造了我省裝備制造業發展的又一個奇跡。
藍天下，風車旋舞；園區內，風機待發，交匯成酒泉新能源基地飛速發展的動人畫卷。
抓住機遇，肩負重托，“未來30年酒泉大有作為”
2008年8月27日，省委書記、省人大常委會主任陸浩在《甘肅日報》發表了《一項關系全局的大戰略——關于建設河西風電走廊的思考》一文。這篇文章，勾畫出酒泉建設新能源基地的宏偉藍圖，讓百萬酒泉群眾看到了發展的新機遇，鼓舞了酒泉人民建設河西新能源基地的信心。此后的一年多時間里，陸浩五次來到酒泉，詳細了解酒泉新能源基地的建設情況，并語重心長地叮囑酒泉市委主要領導，河西走廊風電基地建設是一項關系全局的大戰略，要進一步解放思想，堅定信心，遵循規律，科學實施，不斷總結自身發展的經驗，借鑒國外成功的做法，把這件關系甘肅長遠發展的大事辦實辦好。
在省委十一屆七次全委擴大會上，陸浩又鄭重地提出了省委確定的“中心帶動、兩翼齊飛、組團發展、整體推進”的區域發展戰略和“五個大幅度提升”的奮斗目標。而“兩翼齊飛”中的一翼，正是打造河西新能源基地。
一句句叮嚀、一聲聲囑托，凝聚著省委、省政府對建設河西新能源基地戰略決策的殷切厚望。
新的形勢、新的任務，考驗著酒泉市委、市政府的決策智慧。
酒泉市委書記李建華說：“未來30年是酒泉可以大有作為的30年，酒泉市要抓住這千載難逢的機遇，為全省人民和全市人民交上一份滿意的答卷�！�
經過深思熟慮，酒泉市委提出“以風電為牽引，以風電促網架建設、以風電促調峰電源、以風電促裝備制造，走發展低碳經濟，整體推進‘6＋2’(風電、光電、調峰電源、電網建設、裝備制造、資源綜合利用加水電、核乏燃料后處理)產業群聯動發展”的路子，在全市上下達成共識。
2009年8月8日，國家首個千萬千瓦級風電基地建設在玉門昌馬戈壁灘上拉開帷幕，國家發改委副主任張國寶和省委書記、省人大常委會主任陸浩共同按下啟動國家首個千萬千瓦級風電基地建設的按鈕，由此吹響了酒泉新能源基地建設的“沖鋒號”。
在國家首個千萬千瓦級風電基地建設正式啟動的當月，酒泉市委就定下了2009年全市要完成200萬千瓦的風電裝機、裝備制造銷售收入要突破50億元大關的目標。
為了實現這一目標，酒泉市委常委包掛風電建設項目，廣大風電建設者們發揚“鐵人精神”，頂酷暑，冒嚴寒，夜以繼日奮戰。到2009年12月25日，酒泉人創造了被陸浩稱之為風電場建設和裝備制造銷售收入的“酒泉速度”和“酒泉奇跡”：220萬千瓦的風機矗立在酒泉大地，裝備制造銷售收入達到64億元。
來源: 甘肅日報
中國風機產業網 當前關于熱網的控制方案主要有四種：獨立回路控制，最不利壓差控制，固定熱端總熱量控制，平均控制，這幾種控制方案合用于不同情況，伴跟著供熱收費體系體例的改革，供熱系統也必定會由現在的按面積收費逐漸過渡到按熱量收費的體系體例。
按面積收費時，采用平均供熱，長沙地暖減少水平熱力失調，丈量各熱力站的二次側供回水溫度，確定各熱力站電動調節閥的開度，使得各熱力站二次側供回水均勻溫度或供回水加權均勻溫度趨于一致，盡可能地降低水平失調度和熱源分配不均，造成用戶冷暖不一的局面。此收費方式前期投入低，但熱量損耗嚴峻。
按熱量收費時，各熱力站按熱量收費時需在用戶端安裝用于計費的熱量計，根據每個用戶所用熱量進行收費。此種收費方式前期投入高，且需用戶自行出錢購買熱量計，故此方式目前只是局部試用，河北曝氣頭為全面執行。但全面執行只是時間題目。
熱網微機監控系統的硬件平臺充分考慮不同收費方式與控制系統硬件平臺基本一致，當控制需求變化時，只需變更相應的控制軟件即可，而不需要改變控制系統的硬件部門，這樣為系統的發展、擴充提供了非常便利的前提。
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收錄時間:2011年01月07日 16:45:50 來源:ccen 作者: |
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