PDF《浅谈高压变频器 在锅炉送、引风机上的应用》

浅谈高压变频器 在锅炉送、引风机上的应用 High-voltage inverter'

s application in the boiler delivery and induced fan

1 概述 某公司#2锅炉燃烧需要的氧量是通过两台送 风机、两台引风机的风量调节配合来实现的.

在 高压变频器改造前,送风机运行在工频下,通过 挡板控制送风量.引风机通过调整电机极数和液 力耦合器开度方式调整引风量,平时随季度负荷 的变化需多次停引风机进行电机变级操作. 1.1送风机简介 送风机主要参数如表1所示. 送风机电机主要技术参数如表2所示. 送风机全年运行工况如表3所示. 1.2引风机简介 引风机主要技术参数,如表4所示. 引风机电机采用双速控制,主要技术参数如 表5所示. 引风机全年运行工况,如表6所示.

2 高压变频器在送、引风机上应用的 理论分析 2.1节能测算 2.1.1根据流体力学的原理 流量与转速成正比、压力与转速的平方成正 无锡蓝天燃机热电有限公司――唐群伟 周广云 郑东瑜 梅瑞瑞 孙磊 文章编号:160409 摘要:在某公司的工业生产中,锅炉送、引风机是主要的耗电设备,且 容量大、耗电多.通过变频调速控制风机的流量,实现了电机转速连续 无级调速,调速范围宽、调节精度高、效率高,实现了电机的软启动, 减少了启动冲击及设备磨损.另外变频装置安装比较方便,只需在原断 路器与电机之间串联变频装置即可,无需对负载和电机做任何改动.通 过对锅炉送、引风机进行变频改造,可实现锅炉系统的优化控制,大幅 度降低企业的生产成本,提高经济效益. 比、轴功率与转速的立方成正比,用公式表示如下: Q1/Q2 = n1/n2 H1/H2 = (n1/n2)2 P1/P2 = (n1/n2)3 (其中,Q为流量,n为转速,H为压力,P为轴功率) 上述公式可以推算出,如果在采用了高压变频 器对电机进行调速后.在满足现有的压力情况下电 机的降速空间越大那么降低的功率消耗就越大. 2.1.2送风机变频改造后节能预测 仅以#2炉A送风机为例进行测算 挡板开度为50%时,出口风压2.6kPa,电 机实际电流I:28.5A,电压U:6kV,功率因数取 COSΦ:0.84 P实际 =1.732*U*I*COSΦ =1.732*6*28.5*0.84 =249kW P变频后= P轴*(实际压力/额定压力)1.5 /η高压变 频器/η电机 =313kW*(2.6KPa/6.345KPa)1.5/0.96/0.928 =313kW*0.263/0.96/0.928 =92kW 其中, P轴=313, η高压变频器=0.96(根据高压变频

85 kzcd.chuandong.com 交流传动 CD技术与应用 AC DRIVE 器参数), η电机=额定功率/1.732/额定电压/功率因 数/额定电流=0.928 通过上述运算可得 P节约= P实际- P变频后 P节约= P实际- P变频后=249-92=157kW 改用变频后预计送风机单台风机每小时节约 用电157kWh. 2.1.3引风机变频改造后节能预测 因为引风机采用了双速电机,当电机运行转 速为750r/min,液偶实际输出转速约657 r/min,根 据风机的特性,输入的额定转速降低,风机的特 性曲线大幅度改变,额定的风压和风量应该按流 体力学的比例关系降低,即额定风量由252922m3 / h约降为188797m3 /h,额定压力由5.992kPa降为3.338kPa,风机的轴功率应由521kW约降为 396kW,计算如下: P变频后= P轴*(实际转速/额定转速)3/η高压变 频器/η电机 =396kW*(657/739)3/0.96/0.937 =396kW*0.7/0.96/0.937 =308kW 其中, P轴=396, η高压变频器=0.96(根据高压变频 器参数), η电机=额定功率/1.732/额定电压/功率因 数/额定电流=0.937 在该工况下,引风机实际功率P实际约365kW, 通过上述运算可得: P节约= P实际- P变频后 P节约= P实际- P变频后=365-308=57kW. 改用变频后单台引风机预计每小时节约用电 57kWh. 2.2系统优化空间分析 (1)#2炉A、B引风机是通过电机变级和调 整液力耦合器开度的方式调整引风机转速,通过高 压变频改造后可以更进一步节能,通过变频改造避 免在异常方式下对引风机电机进行变级操作. (2)采用挡板调节不仅增大了系统的节流损 失,而且由于调节不连续,系统风压很容易出现 波动.对风机进行变频改造,可一劳永逸解决解 决以上问题,还可提高自动控制水平,通过节能 收回投资.同时利用高压变频器的软启动功能及 平滑调速的特点,可实现系统的平稳调节,稳定 系统的工作状态,延长锅炉各部件的使用寿命. (3)送、引风机都改变频控制后可实现#2锅 序号 参数名称 单位 数值

1 全压 kPa(m) 6.345

2 额定风量 m3 /h

146587 3 风机轴功率 kW

313 4 额定转速 r/min

1485 表1 序号 参数名称 单位 数值

1 额定功率 kW

355 2 额定电流 A

43 3 功率因数 0.85

4 额定电压 kV

6 5 额定转速 r/min

1490 6 额定效率 % 85.8 表2 序号 参数 工况1 工况2 工况3

1 风压(kPa) 2.37/2.48 2.44/2.6 2.8/3.0

2 年运行时间 (所占比例) 35% 45% 20% 表3 序号 参数名称 单位 数值

1 额定功率 kW

630 2 额定电流 A

77 3 功率因数 0.84

4 额定电压 kV

6 5 额定转速 r/min 1000/750

6 额定效率 %

93 表5 序号 参数名称 单位 数值

1 全压 kPa(m) 5.992

2 额定风量 m3 /h

252922 3 风机轴功率 kW

521 4 风机(内)效率 % 85.1

5 额定转速 r/min

985 6 介质的额定温度 ℃

125 表4 序号 参数 工况1 工况2 工况3

1 蒸发量(t/h)

173 203

226 2 有功发电量 (MW)

42 50

55 3 液耦开度 (%) 35/51 38/52 50/69

4 电机电流(A) 38.4/39.2 39.4/39.6 41.8/42

5 风压(kPa) 2.46/2.44 2.8/2.67 2.88/2.78

6 年运行时间 (所占比例) 30% 45% 20% 表6 炉炉膛负压的自动调节,满足华润控股安评整改 对自动投入的要求. (4)降低电机启动电流:变频改造前电机启 动电流一般为额定电流的6~8倍,而通过高压变 频器可实现高压电机的软启动,降低电机启动电 流,延长电机使用寿命,降低电机启动对电网的 冲击. (5)提高电机运行功率因数:变频改造前, 风机电动机运行的功率因数在0.85左右,变频改 造后风机电动机运行功率因数均在0.96以上,无 需增加无功补偿装置即可降低供电容量,具备良 好的潜在效益. (6)降低噪音:由于挡板调节运行时,风对 挡板造成巨大冲击,不仅对设备损坏严重,而且 噪音大,对运行人员健康造成影响,而采用变频 调节后,电机在低速运行时噪音降低,去除了由 于风对挡板冲击而造成的噪音,改善了运行人员 的工作环境.

3 高压变频器在锅炉送、引风机上实 际应用 2014年08月#2炉A、B送风机高压变频器正 式投入运行,2015年04月#2炉A、B引风机高压变 频器正式投入运行. 3.1高压变频器应用简介 3.1.1送风机高压变频器安装 (1)在检修大厅东侧4米层位置用钢架结构 支起7m*7m楼板,楼板承重大于8吨.楼板预制 #10槽钢用于固定高压变频器柜和旁路柜、辅助电 源柜,空调底座.槽钢顶部平面露出楼面1cm, 槽钢和主厂房主接地网2点以上可靠接地,接地电 阻不大于4欧姆. (2)在高压变频器小室的南侧水泥墙预留面 积3m2 入风口,入风口墙外采用百叶窗防雨,内部采 用双层隔灰滤网隔方便更换过滤棉.预留2个0.8m2 出风口用做#2B送风机高压变频器排风,南墙底部预 留3个空调冷却介质铜管和出水口的孔洞. (3)高压变频器小室东侧和北侧采用防火活 动板作为墙面,北侧活动板预留2个0.8m2 出风口 用做#2A送风机高压变频器排风. (4)高压变频器小室加装三台5P制冷空调, 空调和高压变频器辅助电源采用双电源手动切换 方式. (5)利用原有#2炉A、B送风机在6KVⅡ段 配电间电源开关,在电机与开关之间增设一套变 频装置.高压变频器柜、旁路柜、辅助电源柜与 底部槽钢通过多点焊接,可靠连接.高压断路器 与高压变频器之间、高压变频器与电机之间均为 高压动力电缆连接,电缆充分利旧. (6)高压变频器、控制电源柜、旁路柜的电 缆全部采用柜顶进线柜顶出线方式,地面铺设高 压绝缘垫. (7)高压电缆交接和预防性试验合格. (8)高压变频器调节与监控全部由DCS实现,高压变频器小室装远程温度测点,装温湿度计. (9)原有挡板及控制回路保留. 3.1.2引风机高压变频器安装 (1)#2炉A、B引风机高压........