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基于豐富的產(chǎn)品，針對不同行業(yè)特性，深入場景，提供智能制造綜合解決方案，助力企業(yè)智能化改造和數(shù)字化轉(zhuǎn)型。 -
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基于豐富的產(chǎn)品，針對不同行業(yè)特性，深入場景，提供智能制造綜合解決方案，助力企業(yè)智能化改造和數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
集團成員
EN
AS800高壓變頻器電力行業(yè)應(yīng)用案例
應(yīng)用領(lǐng)域：
電力行業(yè)
關(guān)鍵詞：
變頻器應(yīng)用案例,變頻器解決方案
相關(guān)產(chǎn)品：
上海老港再生能源利用中心日焚燒處理城市生活垃圾3000噸，配套先進的煙氣處理系統(tǒng)以及發(fā)電設(shè)備，是亞洲最大的生活垃圾處理設(shè)施之一，也是環(huán)保要求最高的設(shè)施之一。工程于2010年8月開工建設(shè)，2013年5月建成并投入試運行。項目投產(chǎn)后，在年處理生活垃圾100萬噸的同時，年發(fā)電量能達到約2.5億度，年上網(wǎng)電量約2億度。垃圾焚燒后的爐渣將進行綜合再利用，如填埋場覆蓋材料、制磚、鋪路基等。
該項目使用新時達AS800系列高壓變頻器13臺，其中一次風機4臺、給水泵6臺、循環(huán)水泵3臺。本文以該項目為例，介紹AS800高壓變頻器在電力行業(yè)風機、水泵上的運用特點，并對現(xiàn)場應(yīng)用的工藝、變頻器技術(shù)特點及應(yīng)用效果進行說明。
現(xiàn)場應(yīng)用工藝介紹
循環(huán)水泵工藝
在循環(huán)水泵系統(tǒng)中，循環(huán)水泵實現(xiàn)水資源的循環(huán)利用，凝汽器出口的熱水進入冷卻塔，循環(huán)水的熱量傳遞給大氣溫度降低后，再經(jīng)循環(huán)水泵提升有壓力后進入凝汽器進行冷卻低壓缸排汽，由于系統(tǒng)水位基本穩(wěn)定，故循環(huán)水泵的揚程也基本穩(wěn)定，也就是說循環(huán)水泵水量的大小決定了循環(huán)水泵的耗電量。
由于機組負荷及外部環(huán)境變化，真空在不斷變化，因此需要及時調(diào)整循環(huán)水量，保證機組安全、經(jīng)濟地運行。在冬季正常運行時，1臺循環(huán)水泵低速運行足已滿足機組的冷卻需要；然而在溫差變化大的季節(jié)、以及負荷變化大的情況下，循環(huán)水泵雖然高、低雙速調(diào)節(jié)方式，但不能保證機組在經(jīng)濟的方式下運行，致使工廠用電率高，發(fā)電成本高，因此有必要對水泵進行變頻調(diào)節(jié)。
利用高壓變頻器根據(jù)實際需要對循環(huán)水泵電機進行調(diào)速，進而調(diào)節(jié)水泵冷卻水量的大小，即可以降低電動機的功率，又能達到最有利真空控制的目的，從而既保證和改善發(fā)電機組運行工況，又可達到節(jié)能降耗的效果。
為了降低工廠用電率，減少發(fā)電成本，上海老港再生能源利用中心決定對電廠1臺循環(huán)水泵加裝新時達AS800系列高壓變頻器，以達到經(jīng)濟高效的運行方式。
垃圾發(fā)電廠鍋爐工藝
圖1 垃圾發(fā)電廠鍋爐工藝流程
垃圾發(fā)電廠鍋爐工藝流程見圖1。垃圾發(fā)電廠鍋爐系統(tǒng)包括一次風機、引風機系統(tǒng)，在實際運行過程中，一次風機系統(tǒng)主要將垃圾儲坑里面的可燃燒氣體抽到垃圾焚燒爐，燃燒產(chǎn)生熱量供給鍋爐，產(chǎn)生蒸汽推動汽輪機發(fā)電，同時防止氣體外泄（氣體含毒），在應(yīng)用中屬于重要設(shè)備，必須保證其運行的可靠性。引風機系統(tǒng)是將發(fā)電過程中給爐膛形成負壓將廢氣吸走，對整個發(fā)電系統(tǒng)的影響也比較重要，引風機的停機可能導致鍋爐滅火。
現(xiàn)場AS800高壓變頻器
變頻器系統(tǒng)配置
根據(jù)現(xiàn)場負載的工況需求, 考慮到變頻器退出運行后不影響生產(chǎn)，確保系統(tǒng)正常工作，系統(tǒng)需配置工頻旁路，當變頻器出現(xiàn)故障時，將電機投切到工頻下運行。一拖一自動旁路方案適用于要求操作方便，或者變頻器變頻運行時故障后可以自動切換到工頻的一拖一工況。
為了變頻器退出運行后不影響生產(chǎn)，確保系統(tǒng)正常工作，系統(tǒng)需配置工頻旁路，當變頻器出現(xiàn)故障時，將電機投切到工頻下運行。圖2中的3個接觸器安裝在旁路柜中，為了確保不向變頻器輸出端反送電，KM2與KM3實現(xiàn)自然機械互鎖。當 KM1、KM2閉合， KM3斷開時，電機運行在變頻狀態(tài)；當KM1、KM2斷開，KM3閉合時，電機工頻運行。
圖2 變頻系統(tǒng)一次回路
AS800高壓變頻器技術(shù)特點
機械的理想動力：輸出電流中含有的高次諧波成分極其微小，由此產(chǎn)生的脈動力矩對軸系統(tǒng)的影響力可以忽略不計，減少了電機的震動。
多種曲線選擇功能：由于密煉機機械是多級傳動機構(gòu)，不同的機械會有不同特性，提供多種曲線算法以適應(yīng)不同的機械工藝要求。
高壓變頻必須滿足現(xiàn)場水泵負載要求，以及動態(tài)響應(yīng)快速制動運行的需要。
圖3 現(xiàn)場實測輸出電流波形圖
以變頻器調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速來調(diào)整水量，使電機輸出的功率與水量需求基本上成正比關(guān)系，始終使電機高效率工作，以達到明顯的節(jié)電效果。
系統(tǒng)具有自動控制旁路柜，可為配置爐前操作臺提供足夠的接點。
系統(tǒng)具有變頻和工頻2套控制回路，具有單模塊旁路功能，增加變頻器冗余能力。
使電機起動、加載時的電流平緩上升，沒有任何沖擊；可使電機實現(xiàn)軟停，避免反生電流造成的危害，有利于延長設(shè)備的使用壽命。
通過移相整流變壓器極大地抑制了網(wǎng)側(cè)輸入諧波電流，通過多級H橋功率單元級聯(lián)的方式實現(xiàn)電壓疊加，得到幾近完美的高壓正弦波輸出，可直接驅(qū)動高壓電動機，無需加裝任何濾波器。
由于電機在高效率狀態(tài)下運行，功率因數(shù)較高，降低了無功損耗，節(jié)約了大量電能。
應(yīng)用效果分析
節(jié)約能源。變頻器控制的風機水泵與傳統(tǒng)控制的風機水泵比較，節(jié)約能源是最有實際意義的，根據(jù)現(xiàn)場原料量需求情況調(diào)節(jié)風機水泵的轉(zhuǎn)速是經(jīng)濟的運行狀態(tài)。
運行成本降低。傳統(tǒng)風機水泵的運行成本由三項組成：采購成本、維護成本、能源成本。其中能源成本大約占風機水泵運行成本的60%。通過能源成本的降低，再加上變頻起動后對設(shè)備的沖擊減少，維護和維修量也跟隨降低，所以運行成本將大大降低。
延長風機水泵的使用壽命。變頻器從0Hz起動風機水泵，它的起動加速時間可以調(diào)整，從而減少起動時對風機水泵的電器部件和機械部件所造成的沖擊，增強系統(tǒng)的可靠性，使水泵的使用壽命延長。此外，變頻控制能夠減少機組起動時電流波動，這一波動電流會影響電網(wǎng)和其它設(shè)備的用電，變頻器能夠有效地將起動電流的峰值減少到最低程度。
降低設(shè)備噪聲。根據(jù)風機水泵的工況要求，變頻調(diào)速改造后，電機運轉(zhuǎn)速度明顯減慢，因此有效地降低了風機水泵運行時的噪聲。
節(jié)能效益說明。根據(jù)現(xiàn)場的運行情況分析，現(xiàn)場加變頻的用電量與不加變頻的用電量相比，節(jié)能率在20%以上，給用戶帶來巨大的經(jīng)濟效益。
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