火电厂引风机变频节能改造的研究

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万方数据国内图书分类号：础国际图书分类号：——硕士学位论文火电厂引风机变频节能改造的研究硕士研究生：围墙建导师姓名：扬丝忠申请学位级多111．王程亟±学科、专业：控圭4理诠皇控制王猩所在单位：自动丝工程堂随答辩日期：2Q】垒生]2且学位授予单位：青岛堡王太堂 万方数据ClassifiedIndex：幽U．D．C：DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringTHERMALINDUCEDDRAFTFANINVERTERENERGY．SAVINGFEASIBILITYSTUDYCandidate：．ZhoupeijianSupervisor：Prof．YangshizhongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ControlTheoryandControlEngineeringDateofOralExamination：December2014University：QingdaoTechnologicalUniversity 万方数据硕士学位论文火电厂引风机变频节能改造的研究指导教师签字：五易彬县答辩委员会成员签字：c釜盘墨。}旁吞轩．．巫疆纽≤ 万方数据青岛理工大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得青岛理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一虢妞⋯一乡青岛理工大学学位论文使用授权声明青岛理工大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、CDMD和DMD有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权青岛理工大学研究生处办理。期：铀1。Y，凡 万方数据目录摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯IIAbstract⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯II第1章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l1．1研究的背景和意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯．11．2研究的现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3l。3变频技术应用意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．51．4研究范围⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5第2章引风机变频调速的理论分析及技术改造条件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．72．1引风机变频调速的理论分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯72．2变频调速系统的控制策略⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．82．3高压变频调速方案⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯112．3．1高一低一高方案．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．112．3．2高一低一低方案⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．．1l2．3．3高一高方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。122．4变频调速的节能原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．122．5节能技术改造项目的主观需要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13第3章技术改造技术方案的选择及实用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．163．1高压变频技术的原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．163．1．1高压交流变频率调速原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯163．1．2变频调速的优点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．173．1．3变频调速的节能效果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．183．1．4变频器类型的选择及变频器原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯183．1．5变频器容量的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯203．2风机变频改造的前提⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．21 万方数据3．3引风机调速调节方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．223．3．1风机的工作原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．223，3．2基于无级变速传动装置的引风机调速技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．273．3．3引风机的变频调速方式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．273．3。4引风机变频改造控制策略方案介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．283．4变频改造应注意的问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯30第4章菜芜发电厂变频调速技术改造实例⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯324．1莱芜发电厂机组与风机设备简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．324．1．I莱芜发电厂机组简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯324．I．2莱芜电厂风机设备简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．324，2风机变频改造情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯334．3风机变频改造后节能效果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4l4．4风机变频改造后说明及其优点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯434．5其它风机变频改造情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯44结论⋯．⋯⋯．⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．45参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯46攻读硕士学位期间发表的学术论文⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．48致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．49 万方数据青岛理丁人学『[程硕?l：学位论文摘要随着我国经济社会的快速发展，落实科学发展观，建设集约型、节约型社会得到了党中央、国务院和各级地方党委政府的关注和倡导，坚持节约资源、集约利用、保护环境已经成为我国能源政策的首要任务。随着国家电网的迅猛发展，电网对发电机组调峰能力的要求也随之越来越高，调节电厂机组发电能力，确保电力安全、经济运行，直接影响到电厂的效益和安全。目前国内许多发电厂对发电机组改造采用了变频技术，取得了较为理想的效果。火电厂的各类辅助机械设备中，绝大部分是风机和水泵类的机械设备，送风机、引风机、一次风机、烟道风机，这四大风机总耗电量约占机组发电量的2％左右，风机、水泵耗电量约占机组发电量的1％左右。对发电机组风机系统进行节能改造，蕴藏着巨大潜力。火电机组风机系统变频调速改造，国内一般采用智能控制、非智能控制这两种方式。目前，大多是采用智能控制方式，主要包括转差频率控制方式、矢量控制方式、恒压频比控制方式、直接转矩控制方式等。高、低压电机变频调速控制技术在火电厂的水泵和风机上节能效果尤为显著，节能的同时，还具备提高生产效率、延长设备的使用寿命等优势。本文就火电机组风机高压变频调速“高低高、高低低、高高”三个方案进行详细阐述。通过变频技术改造后，机组风机系统不仅节约能源，而且延长了电机设备使用寿命，保护了生态环境，具有较好的经济效益和社会效益。本文针对莱芜发电厂风烟系统中引风机在常规控制方式下存在高耗电量、低效率的问题，采取变频装置多点平串联技术改造，使机组引风机功率单元串联，通过对逆变桥进行正弦控制，得到矩形波，波形正弦度趋好，减少了对电缆和电机的绝缘损坏。同时，改造过程中可以直接使用电机，无需替换，做到资源有效利用。通过开展引风机变频改造研究，莱芜发电厂风烟系统达到了性能改善和节能降耗的双重目的。关键词引风机；火电厂；变频调速；节能 万方数据青岛理工人学工程硕士学位论文ABSTRACTWiththedevelopmentofChina’Snationaleconomy,theconceptofscientificdevelopment，sustainabledevelopment，theconstructionofintensivesocietygottheattentionoftheCPCcentralcommitteeandthestatecouncilandstronglyadvocated，andgiveprioritytoconservation，theefficiencyforthisasthetoptaskofChina’Senergypolicy．Networkrapiddevelopment，theabilityofthepeakloaddemandishigherandhi曲er，a西uSttheauxiliarymachinetoadapttotheelectricpowersafetyandeconomicoperation，directlyaffectsthesafetyofpowerplantandpowergenerationcosts，manyofthetechnicalinnovationofdomesticpowerplantadoptsfrequencyconversiontechnology,andachievedgoodeffect．Allkindsofauxiliaryequipmentinpowerplant，thefan，waterpumpaccountsforthevastmajorityofsuchequipment，boilerfourfan(fan，induceddraftfan，afan，fluefan)ofthetotalelectricityconsumptionaccountedforabout2％oftheunitcapacity,fan．waterpumppowerconsumptionaccountedforabout1％oftheservice-powerconsumptionrateabove，thereisahugeenergysavingpotential．Intelligentcontrolmodeandtheintelligentcontrolmethodisadoptedtoimprovethefrequencycontrolofmotorspeed，withtheprogressofscienceandtechnology,nowadoptstheintelligentcontrolmethodismore，includingtheconstantvoltagefrequencyratiocontrol，slipfrequencycontrol，vectorcontrolanddirecttorquecontrol，etc．Forthisarticleselectsthehighandlowfrequencycontrolschemeforthehighpressurehigh，lowheight，threeschemesarehigh．Alongwiththequickextensionofthethermalpowerinstalledcapacityofthermalpowerunitloadisincreased，theunitloadrangeisverybig，mustbereal-timeadjustablefanrotationalspeedandtheflowofwaterpump，especiallytheflowofwaterpump．Highandlowvoltagemotorfrequencycontrolofmotorspeedcontroltechnologyismoreandmorewidelyusedinallwalksoflife，itnotonlyextendtheservicelifeoftheequipmenttoimprovetheworkingefficiency,themostimportantthingistoenergyconservation．Especiallyinthehydraulicmotorandthemechanicalll 万方数据青岛理_丁人学工程硕．J二学位论文andelectricalmachineinthepowerplantenergysavingeffectismoresignificant．Aftermodification，notonlycanprolongtheservicelifeofmotor,closedequipment，itseconomicbenefitsareconsiderable．Theflowadjustmentofthrottlevalveadjustment，theadjustmentwayisonlychangedthechannelflowresistanceandtheoutputpowerofthemotorhavenotchangedmuch，theresultiswastedalotofenergy．Laiwupowerplant，thispaperinduceddr世faninthespecificsystemundertheconventionalcontrolmethodhastheproblemofhighpowerconsumption，lowefficiency,frequencyconversiondeviceadoptsmulti-pointseriestechnology,makesthepowerunitseriesconstituteaphase，throughtocontrolthesinusoidalPWMandIGBTinverterbridge，rectangularwave．Becauseofitsgoodwaveformsinedegree，SOitCanreducethedamagetotheinsulationofthecableandmotor,motorwithoutderminguse，Canbeuseddirectlyontheoldequipment，fortheresearchoftheinverteLtherealizationofsystemperformanceimprovementandthepurposeofsavingenergyandreducingconsumption．Keywords：induceddraftfan，power,frequencycontrolofmotorspeed，energysaving111 万方数据青岛理工大学工程硕士学位论文第1章绪论1．1研究的背景和意义中国地域辽阔，资源丰富，但是对于煤这种不可以再生的一次性资源来说，我国的煤资源是十分有限的，能源成为制约经济发展速度的主要瓶颈之一。面对全世界都在思考的问题，在能源有限的情况事实面前，国家发改委在“十二五”计划中也提出了一个对国家发展经济具有长远意义的战略方针，那就是严格执行节能措施。包括提出建设节约型社会的口号，政策上就是采用“厂网分家”、“竞价上网”等方式。在这样的大背景下，全国的各个电厂都十分重视节能问题，一般都是采用尽可能的方式进行着降低运行成本，挖掘节能的潜力，以求可以达到提高企业在市场的竞争力的目的。火力发电厂在生产电能的时候也是需要消耗电能的。～般火力发电机组的总厂用电占发电量的5％一14％，在这些总厂用电中包括厂用电和非厂用电，其中拖动大容量水泵、风机等高压大电动机类的辅机耗电量占厂用电量的三分之一，他们占总厂用电的80％左右，这些设备常常处于连续低负荷或变负荷运行状态，所以，针对风机、水泵等主要耗电设备进行技术改造，节能潜力十分巨大⋯。面对这样的情况，我们可想而知，仅在风机、水泵等这样的主要的耗电设各上进行节能改造技术，那么一旦达到节能目的，那么成绩也是十分惊人的。对于传统控制方式下的引风机在符合低的时候运行效率低，存在着“大马拉小车”的现象，负负载需要的功率是远远小于电动机的额定功率的，这样的情况造成了很大的能源浪费。因此，为了企业能够响应国家的政策号召，以及提高整个企业的经济效益，提升企业市场竞争优势，降低生产过程中的能耗是必不可少的重要手段。因此，通过对电厂的高耗能设备进行技术改造节能降耗具有十分重要的意义和实用价值。电力系统是不可能独自运行的，对于很多的火力发电机组来讲，往往是必须要根据电网的负电情况的要求，对此进行相应的调节变化负电情况，会导致机组经常不能够达到满负荷的要求，即使在运作，也是一直处在低负荷的状况，面对这样的实际情况，为机组服务的风机、水泵就必须要对风门或者是阀门采用节流调节的方式进行运作，这样一来的直接结果就是导致大量的电能被浪费了，同时 万方数据青岛理工大学工程预士学位论文因为时时都在变化，不可以保证在运行过程中每个参数的稳定，这样也就导致了整个电力系统的平衡和发电机的出力情况。调节速度和设备的机械特性是对风机、水泵等节能方面的主要考虑因素，随着科技的进步，以及变频技术的发展成熟，通过数据调查分析可以知道，对于类似发电厂这样高压辅机设备的变频改造节电率可以改善到30％以上，保守估计也是可以降低整个厂用电量的20％。交流调速与直流调速这两种是交流异步电机的两种方式。高压变频调速技术目前已经十分广泛的被运用在了电厂的各种主要辅机上面，包括风机、水泵等，采用这样的变频调速技术的优势在于使得整个系统的运行可以保持更加安全稳定的工作状态，得到的经济效益也是整个市场有目共路的心1。随着市场经济的发展要求，现在的高压交流调速结构也是开始逐渐发生着改进的局面，目前的主要特点在于调速的精度高、范围宽，结构变得十分简单，而且对于使用来说安装调试也是十分便利、运行的稳定性很好，具有十分完善的保护功能，这样就更好的为企业降低了生产的成本。随着科技的时代，今天的技术进步，节能降耗，改善环境和提高的重要途径进程的推进是利用交流变频调速电机技术的这种方法。变频调速技术在国外已经被广泛使用，因为它有二个很大的优势，速度快。气动性能好，效率很高，而且节电率可以达到20％一60％∞1。电动机交流变频调速技术十分适合用在发电厂的大功率的辅机设备上，比如风机和水泵，因为这是一项专门针对大、中容量电动机的一项新的节能技术。根据实际的用户数据后。调查实践证明，高频率控制在大容量风机，水泵上的应用，不仅解决了生产中的一些技术问题，而且还节省了大量的能源，同时也得到认可作为最有前途的和国外的速度控制模式。想要达到节约能源、提高产品质量的目的，就需要首选变频调速技术，这种调速方式具有以下的优点：(1)适应环境：对于恶劣环境中也可放置，包括腐蚀性气体和油发生爆炸的环境，采用IGBT控制技术达到静音效果，减少了对环境的噪声污染。(2)变频器体积小，便于安装、调试。(3)节能：气动电流低，对系统以及电网没有冲击，节电率一般为10卜30％，高的可达60％。(4)启停性能好：普通异步电动机的起动电流一般为5—6倍的额定电流，高压变频器调速技术采用异步电动机驱动时，可以启动电机低频率，低启动电流。2 万方数据青岛理T人学工程硕上学位论文此时，延长使用的电机寿命。近年来，电力电子技术和控制技术已经得到了迅速的发展，而面对风机和水泵节能降耗的重要手段就是采用高压变频技术，增加高压变频器的可靠性，它的价格在不断减小，对用户的高压逆变器的容量需求，也可连续地变化。1．2研究的现状近年来，随着高压大容量电子器件不断生产和投入使用，特别是那种既有输入、阻抗高、速度快、热稳定性好、电压驱动型，还具有通态压降低、高电流频率趋好的优点。国家对节能技术改造非常重视，出台了《中华人民共和国节约能源法》，国务院有关部委根据法律要求做出了有关规定，将发电煤耗和厂用电率，作为考核火电厂节能降耗工作的重要指标。而且，随着电网的快速发展，对于电厂的安全性和发电成本也成为了电厂的考虑主要因素。面对社会对用电量的需求越来越大，所以对火电厂机组调峰能力的要求也越来越高。在满足社会需求的同时，如何响应国家号召，做到符合节能政策规定，节约能耗，降低成本，确保经济运行，成为一项重要课题，摆在火电厂发展只程上。火电厂发电，需要很多的大功率耗电设备支持运行，其中引风机就是火电厂大功率耗电设备之一。因此，也就成为节能改造的重点设备。以下两方面是导致风机电耗过大的重要因素：(1)风机制造工厂的因素。包括两个方面，风扇系列型号不全，产品质量差、精度低，这样就使得内部风扇的效率变低。风扇系列机型标注不完整，导致电厂选择的风扇时候，无法从产品目录和样本中找到合适的相匹配的机型进行替换。如此一来，就会在无奈的条件下的使用其他代用型号的风机，直接结果就是导致了能耗的提高。(2)非制造厂的因素。主要包括了四个方面：首先，非制造厂的管道系统设计不能满足实际需求阻碍所述管道网络的正常运行，导致引风机系统效率不断降低；第二，风机选型不当。用于支撑引风机工作电机的容量没有适当地选择，从而导致系统效率不高，操作的工作点低于最佳结果的工作点。在实际操作中，实际效率与当初的设计的理论效率存在着很大的偏差；第三，风机调节的效率低下。第四，管理有漏洞。风机管理制度不完善，风机的使用不规范，风机的保养措施跟不上，风机在系统运行中老化受损设备的更新不及时、有延迟，造成了电能的消耗升高。3 万方数据霄岛王里．【人学工程钡I：学位论文。；对于火力发电厂所使用的动力设备中，占据绝大部分的负载作用的是风机、水泵类。随着时代的进步，各个行业需电量要求也在提升，因此每个电厂的调峰力度也在加大，因此直接导致这些设备的负荷变化范围很大，这个时候为了使得电厂可以正常工作，所以就非常有必要实时的进行风机水泵的流量调节工作。目前行业里大多数采用的调节方法就是只改变了通道的通流阻抗的节流阀调节方式，这种方法的弊端就是没有将驱动源的输出功率进行改变，最后的实际结果就是浪费了大量的能源。现在的电力行业正在进行着深化改革，改革表现在竞价上网、厂网分开的政策落实上。随着改革的推进，目前每家电厂都要考虑如何降低厂用电率、降低发电成本，提升自身的竞争力。在火电厂，利用高压大容量交流感应电机是很常见的。在使用当中，主机设备的安全经济运行的巨大威胁来自于直接启动，常见的故障现象就是电动机被烧毁和转子断掉等情况，因此从安全因素和经济效益方面的因素出发，我们十分必要在大容量的异步电动机上面使用软启动的方式，这样做的目的除了可以保证正常的生产，也使得了电动机的使用寿命得到了延长，可以十分有效的减少了事故对电网的冲击危险所存在的安全隐患。将变频器作为软启动装置的出发点是因为电动机在变频转矩并且很平缓是没有冲击的。当面，交流变频调速技术取得了很大的发展，其中效果最明显的要数矢量控制技术的应用，这项技术捌有着十分良好的技术性能，只要可以达到以下技术上的性能就可以与直流拖动并驾齐驱了，这些技术性能包括了调速精度高、调速范围宽、动态响应快和四象限做可逆运行。基于以上考虑，在面对发电厂的系统设备采用的时候，我们需要考虑到不仅仅是在节能方面和软启动方面我们需要采用变频器，在面对许多必须使用精确控制流量、压力以及液位的使用环境中我们都可以考虑使用变频器。目前，国内许多电厂已经开始使用变换频技术，最终的结果是非常显著的。例如，美国罗宾康复无谐波频率器件采用负压风机在华能新华电厂，给水泵，并配备这样的装置之后，整个发电系统的用电情况节电率可以达到27％一67％以上：美国罗克韦尔ABl557变频装置在山东黄岛发电厂的两台送风机得到了使用，最后，年度节电达到340万度以上，可以节约125万元，对于公司来说，就是可以在两年内收回全部投资，效果是十分可观的[41。而对于国产的变频装置，四川华蓥山发电厂的锅炉送引风机采用了国产北京利得华福单元串联多电平变频装置，结果也是十分惊人的，节电效果达到45％一67％以上，这样的数据对比结果带来了巨4 万方数据首岛理1．人学：r=程坝士字位论又大的冲击【51。1．3变频技术应用意义驱动器是反相器技术和微电子技术的应用中，通过改变电机的运行功率来控制交流电动机的电力控制装置的频率。目前，要做到节约能源，改善工艺和提高产品质量和技术进步，改善环境就是要把这种影响交流变频调速电机，这种技术现在已经成为一个主要的手段，而变频调速控制技术是最好的，但也是最基础的技术的发展，它的主要特点是高效率，高功率因数，高转速和制动性能，因为有良好的节能效果，适用范围非常广泛。因为各种优秀的良好优势，在国内外已被公认为最有前途的方式。变频调节技术已经发展的非常的成熟了，在国内同类型的机组中已经是使用的非常广泛了，变频调节技术是通过调节电机的转速来达到调节负荷的目的的，专门针对电机低负荷运行的一项工业上使用的技术。工作原理是在变频调速装置上的可调控之下，机组的负荷与机组设备的转速将会有一～相匹配的对应关系，这样改变使得电机的工作不会在恒定的转速之下进行，这样的结果就可以实现电机用电量的减少。进行变频改造之后的引风机还会具备以下的优点：(1)可以实现空载软起动，减小对电机的冲击，降低启动峰值电流，这样就可以减少一些不必要的设备更新维护工作，也就节省出一大笔检修维修的额外费用。(2)引风机采用变频调节后控制调节特性得到提升使其更易于DCS改造。(3)引风机变频改造后调速方式基本上使用变频器调速，使用挡板的情况非常少，这样挡板经常可以全开，不仅能够节约电能，还可以使得风道振动变小，风压波动相应减小，提高锅炉运行的稳定性。(4)引风机采用变频调速之后运行的环境噪声减小了。(5)引风机改为变频后功率因素可以得到提高，变频器的谐波含量变得非常低。1．4研究范围本文分析了高压变频技术在火电行业，指的是国内的能源转型类似300MW机组的情况下，利用高压变频技术的可行性的角度结合电厂的实际评估的好处来证明。5 万方数据青岛理T人学工程硕．i：学位论文对电厂内部的部分主要辅机设备进行系统性的节能改造，从可靠性、工艺改善和经济效益等方面进行全面的分析。以改造换节能、以节能换效益，为将来其他拟建新的燃煤电厂项目作出节能示范。6 万方数据第2章引风机变频调速的理论分析及技术改造条件2．1引风机变频调速的理论分析变频调速系统是由控制装置、变频器、控制电机和负载组成。变频器作为调速系统的核心，可以将电网工频变成可以调节的频率输送给电机，从而实现电机的变频调速。变频器利用半导体器件的开关作用将工频电源变换成为另外一个频率的电源，它的驱动性能效率非常该而且控制特性也是非常好的。主回路和控制回路两个部分组成了变频器的结构。主回路包括了整流器、逆变器和滤波器三个部件；而控制回路则是由驱动回路、点偏激和光电隔离电路构成的。如图2．1所示：交流电源受频器r一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一1Il电动机L．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯J图2．1变频调速系统的组成结构从交流异步电动机的转速公式可以分析如何改变异步电动机的转速：力】=60f／p：力=(1一s)×60r／p=(1一s)×力1：S=(妇1一力)／力l×10096(公式2—1)式中：力是电动机运行时的实际转速；且是电动机的同步转速；，是电动机电源频率；S是电动机转差率；P是电动机极对数。由式可知，改变电源频率时，同步速度和频率成正比的变化，从而使异步电动机的转速将跟随相应的变化，因此，我们可以得出结论，该功率可以改变频率调节的速度异步电动机。在异步电机极数不发生变化的情况下，改变率不明显，速度和电流的频率变化基本上是成正比的【6】。基于这样的考虑，我们只要找到一种方法来改变电源频率达到改变转速的目的。因此，我们可以理解是这样的：如果你要实现达到调节速7 万方数据青岛理T人学工程硕．1：学位论文度的目的，你需要使用一种方法来改变电源频率，频率控制是使用驱动器作为变频电源。只改变电源的频率是很难实现的异步电动机速度性能，因此，在频率调整的同时，还与定子相电压进行调整，以促进的电压和频率之间的比例关系的形成。2．2变频调速系统的控制策略变频器的控制方式指的是针对频率、电压、磁通和电磁转矩参数之间的配合关系。其控制方式可以分为大类，一类是非智能控制方式，另一类是智能控制方式。非智能控制方式有U／F控制、转差频率控制、矢量控制等，智能控制方式有神经网络控制、专家系统、模糊控制等，在变频器中采用智能控制方式在具体应用中已经取得了一些成功的范例。(1)恒压频率控制。作为最基本的控制频率的控制系统，被广泛用于需要保存能量的类之间的风扇速度控制系统的主要目的。如果保持低于额定频率，有变化的只有一个降低的电压恒定的频率，这将引起磁饱和，气隙磁通变大，如果这加剧了这种情况会出现烧毁电机的严重后果。因此为了让气隙磁通不改变时，输出电压是必需的，并连同该电源频率被降低，从而使U／F保持正常的值，则进行控制以恒定频率比控制，也就是所谓的恒流量控制。U／F控制模式缺点主要有三个：第一是，因为变化的第一个，在负载转矩变化，因此无法精确地调节电动机的转矩工F常。第二是，U／F控制模式不能准确地控制交流电动机的实际速度。第三是，U／F控制方式遇到转速很低的情况的时候会出现转矩不足的情况。从公式∥：占：4．44×f×N×①可以看到，想要保证磁通不变，需要保持磁通正比与E／目近似正比与U／D，保持E／f(U／f)的比值不变。异步电动机的电磁转矩公式：Tem=CTlO。f2cos々02(公式2—2)式中：CTl为转矩系数；①。为主磁通，T；，。为转子电流，A；COS(p2为转子侧功率因数。可以看出，电动机的电磁转矩与磁通①。和转子侧电流的有功分量，。COS妒2是成正比关系的。异步电机是一个例外，它只能被改变的，因为它的非转子电流外部控制的量感应电动机的电磁转矩，通过改变磁通。8 』：些坠三垒塑』型兰兰皇竺圣———————————————一万方数据对于拖动系统中，首先要考虑的事情是由电动机输出合理，根据感应电动机的额定电压和频率当然可以推导出电机额定磁通①。根据公式：U≈E=4．44×厂×N×①(公式2-3)式中：N为线圈匝数；f为电源频率：F为电源电势；①为线圈磁通。可推导出：中≈删／f；Ⅳ=1／4．44N(公式2-4)由上式可知，只要可以保证U／f的值为常数，那么就可以保证电动机的额定磁通不变，电动机的电磁转矩恒定。资料表明，采用了变频调速的系统，跟以前的机械调速结果进行比较能源节省可以高达40％。(2)转差频率控制。转矩控制决定了调速系统的动态性制7l。交流电动机的转矩控制模型复杂不规则转变成类似简单的直流电动机转矩控制模式是转差频率矢量控制的最终目标。从理论上说，特征矢量控制模式：将解析成为一个交流电机的转矩直流电动机已经发生的是该机构的矢量控制方法的目的，基本原理是将磁场和垂直跟随到目前的产品在理论上电机的初级电流的分离，以建立一个磁场分量和转矩分量垂直于磁场产生的转矩，然后分别进行控制。交流电源的频率与电机速度的频率之差被施加到电机的转差频率。根据异步电动机稳定性可以知道的数学模型，保持相同的频率，电磁感应电机滑扭矩正比于该时间的机械特性是直线的18】。通过控制转差频率来控制电流和转矩的方式的转差频率控制的性质。构成转差频率闭环速度控制，速度控制器的输出是转差频率，这个时候就需要检查电机的转速，检测到的电机转速和转差频率逆变器和给定频率。用U／f控制相比，转差频率控制，以限制过流和减速特性的能力大大提高。此外，该转差频率控制的静态速度误差是非常小的，因为采用闭环反馈控制的速度调节器。(3)矢量控制(VectorControl，简称VC)矢量控制，也称磁场定向控制。采用三相坐标系，把异步电动机的定子交流电流Ia、Ib、Ic在坐标系中表示出来，然后运用三相一二相的变换，变换成为两相静止坐标系下的交流电流Ial、Ibl，再经转子磁场的定向旋转变换，变换成为同步旋转坐标系下的直流电流Iml、Itl，9 万方数据青岛理工人学工程顾J：学位论义=}!=!==!!!=!E自!=!==!=====!==!==!=自!自E!=!目IE!======!===!====目!!!gE!=￡!!=!15自!l这样变换之后就可以模仿直流电动机的控制方法，求出结果在进行相应的坐标反变换方式得出对异步电动机的控制结果。矢量控制原理是模仿直流电动机的控制原理，根据异步电动机的动态数学模型，利用一系列坐标变换把定子电流矢量分解为励磁分量和转矩分量，对电机的转矩电流分量和励磁分量分别进行控制阳3。矢量控制方式具体做法就是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量和产生转矩的电流分量分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量。(4)直接转矩控制。1985年，直接转矩控制理论是首次提出，这项技术可以解决缺乏矢量控制的情况下，这不是间接控制的教授鲁尔大学德国DePenbrock通过控制转矩电流，光通量，而是直接转矩控制的量的控制n0I。转矩控制是在定子磁通和转矩控制的优点是控制信息的速度不要求本质上，除了在电机定子电阻控制参数的鲁棒性的所有：同步定子磁链观测器可以很容易地估算引进速度信息，可以无速度传感器，速度传感器，这种控制被称为直接转矩控制可以轻松实现。直接转矩控制功能是控制所述定子通量的概念仍是在定子坐标系中，空间矢量，通过检测定子电压，电流，电动机的定子是直接的直接控制的坐标系和所计算出的磁通和转下瞬间获得高动态性能的扭矩⋯1。它不需要将交流电动机的等效直流电动机，从而消除向量变换许多复杂的计算，它不模仿直流电动机的控制，因此，不需要为了简化数学模型，交流电机解耦，并且仅聚焦对电磁转矩的大小，所以在所有的电机参数以外的鲁棒性和外定子电阻的控制的变化，引入了定子磁通观测器可以很容易地得到磁性链模型，并且很容易估算出同步速度信息，但也很容易得到转矩模型，磁链模型和转矩模型构成了一个完整的电机模型，你无法控制它的转速传感器是很容易实现的，如果我们可以设置在系统中进一步高性能速度控制器动态扭矩控制。直接转矩控制和矢量控制系统相比，具有结构简单，快速的转矩响应和鲁棒性对参数变化的优点“引。其主要缺点是直接转矩控制的低速转矩脉动，其主要原因是：(1)因为转矩和流量调节器采用迟滞比较器，不可避免地产生转矩脉动：(2)一段时问后，在电动机运行时，电动机的温度上升时，定子电阻发生变化，使得所述定子通量的估计精度降低，从而导致更大的电磁转矩脉动：10 万方数据青岛理工大学工程硕士掌位论文(3)电平逆变器的开关频率也将影响转矩脉动的大小，开关频率越高，转矩脉动变小，而较低的开关频率的更大的转矩脉动。2．3高压变频调速方案高压大容量变频器是难度大，技术含量高的新科技，它的开发和生产的难度是：由于高压变频器供电电压，但在世界比功率电子元件的低压力水平；的大的高电压电源转换器的制造工艺的技术难度也要求很高。然而，它主要应用于风机，水泵等节能操作要求低投资，节约成本回报的投资。2．3．1高一低一高方案这个程序有一个共同的低压变频器为核心，即：低压变频器输入侧加入一个降压转换器，6KV／3KV下降到低压变频器适配器输入电压；加入在逆变器升压变换器的输入侧，以便在额定输出电压和马达电压匹配。高．低．高的频率控制方案是在国内市场上比较常见的，是目前应用最广泛的一个在市场上，主要是西门子的产品。在这种情况下，直流电源整流单元的形式可分为6脉冲整流单元和12脉冲整流单元。该系统具有更低的硬件成本简单的6脉冲整流单元组成：12脉冲整流器单元是30度与两个相同的三绕组变压器整流单元组成的二次侧不同，并且，在变压器的线路的二次侧必须连接到反应器中，以便在相对较高的成本，但是，在从上看的谐波成分，12脉冲整流器优于6脉动，脉动谐波6至5，7，11，13，17，19，23，25倍，12脉冲谐波分量的影晌是II，t3，23，25倍。这个建议是重建项目最合适的，优点：第一，该方案成熟。只有西门子的产品，例如，拷贝数已经在规模的国内应用发行。第二，无需更改原有的电机电缆。第三，容易实现开关功能。第四，相对于高一高方案低投资。缺点是：该系统是一个相对高的部分．低或高．高方案更多，因为滤波器的损耗以及升压，降压变压器，长期运行成本会相对较高。2。3，2高一低一低方案高．低．低核计划仍然是基于主要低压变频器，一个双降压变压器绕组安装变频器输入侧，高压电机转化为可用的低压变频驱动电压电平。该方案是目前在国内更多的用户。西门子的产品更系统的应用程序包括双绕组降压转换器，变压器组成，这一系统是一个相对简单的解决方案，特别适用于新建项目，并为改造工程，更换电机将增加项目的成本。其谐波成分主要为5、7、11、13、17、19、 万方数据首岛理下入学丁程硕{_学位论义23、25倍。这种方法的优点是：首先，该方案成熟。低压IGBT或IGCT功率器件已经非常成熟，非常广泛的应用。其次，构成了一种简单，低维护方面的问题。三，投资少，见效快。廉价低压变频器市场的价格是相当透明的。四，升压变压器，低成本长远的损失。该方案的缺点是：当用于重建项目，需要更换电机，增加了改造，这也使得投资增加的工作量，延长了工期。2．3．3高一高方案高．高电压功率逆变器后，高压开关设备一较高下，直接向高压变频器，高压变频器直接提供给定子高压电机的电压后。在此变频器主要有四种形式：一是功率元件(GTO，SCR，SGCT)串联：；第二，中点钳位比特类型，它是三层(GTO，IGBT)；第三，多级式，这是常用的四电平，五平等(IGBT)；第匹，单相逆变器串联。这些高压交频器是近年来引迸和先进技术，效率高，占地面积也小．作为高压变频器的主要发展方向。高．高方案采用电池串联模式(IGBT)，采用叠加相移(移相变压器)，谐波干扰的有效抑制的原理，使得几乎是正弦波的波形输出。这具有以下优点：不需要额外的过滤或输出功率补偿装置：用高达97％的效率，高功率因数；情况下没有在该装置中，任何补偿负载时>20％，大于95％的负载功率因数>20％；引起的非谐波生成，以避免负载谐振，延伸的电气和机械设备的寿命脉动转矩；使主电机，电缆绝缘层，以避免损坏dv／dt的应力；马达由电压的共模的影响；在允许的范围内降电机电缆长度而没有任何限制；不对电网产生污染；主冗余由于可靠性高，可适应极端条件；具有自动旁路功能的电源装置，可增强供电的可靠性；瞬间停电有不停的功能，当电源电压降压或瞬时停电(5秒以内)，驱动器将不会停止。在电源电压恢复后，将立即重新加速，并恢复到原来的状态。当电源瞬停，在不到300毫秒，驱动器将不会停止运行。在高压变频器的选择，高压变频器生产企业应进行全面的比较，不要被广告误导，有些文章是不现实的，但不影响因素的习惯。在高压大容量变频器的选择上，应注意哪些原则：第一，可靠性和服务；第二，价格，再次，主要技术指标；最后，供应商和有信誉的生产厂家。2．4变频调速的节能原理 万方数据青岛理工大学工程硕士学位论_义电机转速的方法更多的权力与电磁离合器滑差调速，液力耦合器的速度和液压离合器调速。这种方法有几个优点是投资少周期短、节能效果好，缺点是支路损耗，低效率，低操作可靠，维护量的存在“⋯。近年来，电力电子技术，计算机控制技术和自动控制技术的迅速发展，交流变频调速技术已经进入了高功率，开发高性能的阶段，这一技术具有出色的速度，以及启制动性能，并具备调节精度高，控制方便灵活，节能效果显著等优点。选择交流变频调速技术的引风机的改造应该是最好的节能方案。国内变频调速产品已达到国际同类产品先进水平。国内交频调速产品其性能良好，能保证本地化的长期服务；产品应用广泛，性价比高，节能减排效果显著，能尽快收回投资；国内品牌在不断成长，已从国产化走向国际化，随我国主机产品配套出口许多国家；并正在在市场竞争中克服不足。国外产品在国内比重已降至50％以下，国外产品如果没有完全本土化i就无法从根本上解决在成本和服务方面的问题，国内企业已获得长足发展的机会。首先，变频节能：为了保证生产的可靠性，各种生产机械配用动力驱动，都留有一定的富余量设计。电机不能在满负荷运行中，除了实现动力驱动要求，有源功率消耗的过大的扭矩增大，导致能源的浪费，当压力是相对高的。电动机的速度可以减小，从而使压力恒定，同时节约了能源。当电机转速从N1变至N2，该电机轴功率(P)，作为变化的关系式：P2／P=(N2／N1)3中，我们可以看出，电动机速度能够减小立方级节能。第二，能量的动态调整：迅速适应负载的变化，电源电压的最大效率。逆变器具有5000次／秒输出的软件和控制功能，并始终保持高效率马达输出操作。第三，通过其自身的频率的V／F功能节电：在保证电机的输出转矩可自动调整V／F曲线的情况。降低电机的输出转矩，从而减小输入电流以节省能源状态。第四，自身节能软启动频率：当电动机起动时，由于需要对来自电网的电动机的起动转矩来吸收7倍的电机额定电流，起动电流高全电压是浪费电对电网电压波动的损害也大大增加了线路损耗和可变损耗。与软起动，起动电流从O一电机的额定电流，减少了对电网的启动电流的影响，从而降低功耗，而且还降低了大的惯性起动机防震装置速度的转动惯量，延长了设备的使用寿命。第五，提高功率因数和能量：马达定子绕组和转子绕组，并通过电磁相互作13 万方数据首岛理T人学工程坝二L学位论文!=!==!!!自l!e!=!===E!!=!=!!!!!自_E===!=====!自=!=!!目自=_E===!=!!!=!!!!!!=!!自!lEE=用而产生的转矩。由于其在绕线电感的作用。在网格上，感应电动机的阻抗特性来吸收大量的无功功率，在运行时，导致低的功率因数。因为它的性能已经成为：AC～直流一交流整流滤波后，负载特性发生变化。逆变器与电网的电阻阻抗特性，高功率因数，减少无功损耗。根据通过改变电源频率，达到改变电机的转速，以获得合理的符合实际用途的电机的运行条件负载速度。在不同转速下保持高效率，不仅降低了功耗，提高启动性能，并保护电机启动负载设备对瞬态冲击，延长其使用寿命，同时也提高了加工精度电机和负载设备成熟的变频技术在风机，泵和控制应用程序，设备驱动程序实现显著的节能效果，一般节电30一50％n引。三相异步电动机工作区，有如下定义：经济运行区域之间70—100％负荷因子：和一般营业面积40-70％负载因数：以上所述的非经济运行区域较少负载率的40％：一般保持在60—100％负载率比较好。选择电机的设计工作，选择电动机功率是最合适的裕量，而在生产过程中的其他设备不满意或运行多个峰值负载，或者如果风扇通过调节交流电动机驱动方案节流量运行在一个恒定的速度调节阀的泵送设备，效率低，造成能量的显著浪费。变频调速技术的发展前景非常广阔，与已经完成的市场，未来的市场潜力相比，在未来十年内，变频技术的产品，几千亿，每年市场潜力。建议在电力，石化，钢铁，有色金属，水泥，水利，机械，纺织等行业的变频技术的大规模应用国产化。从开始应用到设计中应考虑的变频技术新项目：转型首先要考虑的风扇，采用变频技术，逐步淘汰挡板，阀门等机械的调整方法的泵类设备：推广使用变频技术，国家电力将下降15—20％，而GDP保持不变，从而使我们最大限度地减少了能源消耗和污染物排放，提高经济效益和生态效益。2．5节能技术改造项目的主观需要近年来，我国工农业总产值不断提高，但是能耗比却居高不下，高能耗比己成为制约我国经济发展的瓶颈。电厂生产在当前技术条件下，主电力电站设备，如鼓风机，引风机，冷凝水离子高能量装置，其输出功率调节导致闭合损失的能量的变化引起负载的变化。通过研究发现，同一类型的电厂，高低压电机变频调速技术越来越广泛地应用于各行各业中，它不仅延长了设备的使用寿命，提高了工作效率，最重要的是节约能源。特别是电厂引风机系统的节电效果更加显著。改14 万方数据青岛理工火学工程硕士学位论文造后，不仅延长了电机和其他设备的使用寿命，而且降低了电耗，其经济效益是相当可观的。近年来，随着山东省电厂的整合，关停中小煤矿，加上市场和其他因素的影响。煤炭价格，煤炭供应短期目前的趋势来看，煤炭价格逐步攀升，在短短的几年内，煤炭价格己经翻了一倍多，且有上升的趋势仍在继续。随着国家经济的可持续发展、科学发展观、建设集约型社会政策的提出，国家对重点高能耗企业节能降耗要求力度进一步加大，电网就必须要开始实行节能调度，火力发电厂以煤耗为指标竞争上网，而国家对环保投入力度的加大对火电厂二氧化硫气体污染物的排放量又提出了更加严格的控制要求，所以火力发电厂为求生存、求发展，只能走节能降耗的经济道路，这样才可以实现自身的可持续性发展。因此，能量系统优化工程的节能技术改造的实施，是政策强制约柬，也是企业自身发展的主观需求。 万方数据青岛理工人学工程坝f|j学位论文==========!!!!!!!=!!!!!l!自==========!!!!s!=!s!=目l!!!=============!!===!=!!!第3章技术改造技术方案的选择及实用3．1高压变频技术的原理3．1．1高压交流变频率调速原理在高压交流变频率调速技术还没有发展起来之前，调速方式主要包括了降压调速、变极调速、滑差调速等。直到上世纪90年代高压交流变频率调速技术迅速发展，成为了一种在技术和性能上都要远超前面的调速方式的一种新型电力传动调速技术，且这种新型电力传动调速技术主要是用于交流电动机的变频调速，其性能和技术都是十分可靠先进的。目前，高压交流变频率调速技术作为一种发展迅速并且成熟的节能改造技术成为了高压电动机进行节能改造方案的首选。变频调速的特点是具有较宽的调速范围、较高的调速精度、完善的电力电子保护功能，以及在其安装使用、维修维护、运行的安全可靠等方面，都是可以为使用者带来十分巨大的便利和显著的节能经济效益的“引。高压条件下保持变频调速，可以按需要及时调节专属电机的马达，使得风机的性能变化曲线，符合风机系统的操作参数，以满足工艺的要求。变速前后流量、压力、功率与转速之间的关系为：9I／02=N1／N2(公式3—1)Ⅳl／／／2=(N1／Ⅳ2)2(公式3．2)P1／P2=(Nl／X2)3(公式3—3)注：Q1、H1、P1指的是泵或风机在N1转速时的流量、压力、功率；Q2、H2、P2指的是泵或风机在N2转速时的流量、压力、功率。在减速时电动机的功率消耗会有所下降，在三方的速度。因此，变频调速节能效果非常显著。从理论上计算，如果流量或空气流量从100％下降到这样的情况下的70％，这将要加快下降到相应的压力的70％，将减少到49％，而电动机将降低这个时候，以34．3％的功耗，即65．7％的能源节约。和当时，有一个相应的减少的操作参数，但不会有任何泵或风扇效率降低，从而满足所述泵或风扇的运行要求的前提下仍然可以在相同的效率来操作速度被降低。16 万方数据青岛理工大学工程硕士学位论文3．1。2变频调速的优点随着更先进的电力电子技术，计算机控制技术学科技术，现代通信技术和高压电器技术的发展，如集成电机驱动技术领域的结果，除了显著节能比电厂的频率控制应用，还有其他的优点无与伦比的速度控制模式[16】。首先，该方法得到了改善。输入转换阀(风)的门处于完全打开位置之后，所述管子(风)线索阀(空气)流动损失最小化的门。流线性调节系统可以提高控制精度，同时防止水锤和振动的管道。第二，减少维护量。采用变频调速，任何条件下，可以通过工作接近标称的状态随时调整泵或风机的转速，这可能是因为通过阀门(气)门控制的泵或风机的额定工作区中的振动太大偏差避免在正常情况下引起的，频率控制系统的应用，主要是为了降低泵或风扇的转速。开始缓慢的速度，由于对应的扩展许多部件的寿命的降低：有效延长维护周期管(空气)路阀(风)门，降低了维修和维护费用，节省了大量的维护成本。第三，显著节约能源。改造前，流系统主要依靠调节阀的开度，很多阀门的能源消耗。改造后，阀完全打开时，调整由变速系统的系统流程，以节省消耗的电力的阀45％的原件。第四，减少了对电网的冲击。与频率调整系统来实现软起动，电动机的起动电流是额定电流，启动时间相应延长，对电网无重大影响，降低了电动机的机械机械损伤的起动转矩，有效地延长了马达的寿命。第五，提高故障诊断和保护功能。驱动马达和逆变器本身具有完善的保护功能，如过热，过电流，过电压，过载，接地，缺相等，从而避免了运行很长一段时间的设备，而不在正常状态下，以确保设备不会损坏。此外，故障信息可以准确指示故障点，变频器使用手册有原因的故障和排除故障的措施，极大地方便了维修人员排除故障。第六，提高功率因数。后的电压源逆变器的功率因数高达0．95，具有频率控制系统，无功功率补偿装置，以满足电力需求。不仅提高了设备改造等相关电气设备的利用率，同时也降低了能量损失线。第七，工作强度降低。变频调速实施后，电机可自动运行，相应的保护剂故障报警，无人操作，可完全实现了生产，大大降低了工人的劳动强度，提高生产 万方数据青岛理工人学工程硕．j：学位论文效率，优化运营提供了可靠的保证。3．1．3变频调速的节能效果风机设备多数采用异步电动机直接驱动的方式运行，存在启动电流大、机械冲击、电气保护特性差等缺点。不仅影响到设备的使用寿命，而且当负载出现机械故障时不能瞬间启动保护设备，时常出现设备损坏和电机被烧毁的现象。在火力发电厂大量使用的6kV高压等级的电动机，是发电厂重要的动力设备。随着高压变频调速技术的高速发展，高参数、大容量变频器价格已经慢慢开始降低，变频调速以其十分显著的节能效益，高的调速精度，较宽的调速范围，完善的电力电子保护功能，使其逐渐成为火电厂节能降耗的重要技术措施之一。一般情况下，所使用的设备通过降低输入功率和实现节能降耗的时间来运行。电力的生产设备，风机耗能消费占电力生产总功率消耗的60％，占主要耗能设备耗能的70％【171。通常有一些方法来控制阀和变频调节流量和压力调节部分的速度。可以调整在该逆变器用于降低输入功率的节能效果风扇的转速，引风机是最显著。随时可在低速运行时，可以得到一个很好的节能效果。电力企业大容量的生产设备，受电网容量的限制，有时不能频繁启停。如果使用驱动器来实现软启动以减小起动电流，高和低速操作之间的间隙就可以实现。正比于流率的情况下的调节，以降低流量的压力发生变化时，压力降低。3．1．4变频器类型的选择及变频器原理考虑到如风机、水泵、多级单元的PWM系列(系列设备相移)电压源逆变器具有巨大的应用前景，这是一个新的高电压输出的直流电压源逆变器，6KV和负载发电厂过压水平使用串联PWM逆变器的直接方式的一些低电压功率单元来实现高输出，所以它应该是一个优先权来使用此功能，谐波驱动器是非常小的损伤到电力网，输入功率因数高，没有需要使用的输入谐波滤波器和功率因数补偿装置‘18J。波形输出质量非常好，所以没有额外的加热和电机的谐波转矩脉动所造成的生产，一系列的噪声，共模电压等问题，而不必设置输出滤波器，就可以使用普通的异步电机。多个栅极电压6kV的降压电源装置通过所述隔离变压器的二次侧交。为了确定该驱动器下选择当：18 万方数据童璺墨j坠兰三坠坠垒型塑篁乙————————————————一(1)采用变频的目的；恒定电压或恒定电流控制的控制。逆变器的负载类型(2)如叶片泵或容积泵等，特别注意负载的性能曲线，用于当确定的方法和性能曲线的装置。(3)在逆变器和负载匹配的问题：首先，电压匹配；变频器的额定电压和额定负载电压匹配。其次，目前的匹配；普通离心泵，额定电流匹配电机的变频器额定电流。对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能参数来确定的最大电流与驱动电流和过载。第三，转矩相匹配；在这种情况下，有一个恒定的扭矩载荷或减速装置可能会发生。(4)当使用逆变器驱动的高速电机，高速电机，由于电阻，提高高次谐波的输出电流的增加值。因此，对于高速电机驱动器，其容量的选择是普通电机的选择稍大。(5)如果你想开车很长的电缆，这时候要采取措施抑制长电缆的影响变频器的接地输出耦合电容避免不足，所以在这种情况下，驱动放大器输出文件或驱动器容量装反被输出。(6)对于一些特殊的应用中，如高温，高海拔，此时会引起变频器的降容，变频器容量要放大块。三相输入功率单元被串联连接，所述逆变器结构的单相输出的交流一直流PWM电压源，该功率输出的相邻小区的是连接形成一个Y型连接的结构来实现高电压变压器的逆变器输出直接供应高压电机【19】。6kV的电压电平输出，作为一个例子，从5％相额定功率单元6909系列电压，最大输出相电压可以达到3450V，线电压达到大约6kV的：改变每个系列动力单元或电源单元号输出电压电平的阶段，就可以实现不同的高电压输出电压电平。每个功率单元是输入隔离变压器和彼此之问，通过一组辅助电源，所述电源单元和所述变压器的次级绕组。次级绕组连接在延边三角形多通道，所以其目的是降低输入电流的谐波。6kV的电压逆变器，用于次级绕组3的每个组15中的电源单元15被划分成五个不同的阶段组，每个所述电角度12时对输入电流的波形的整流器电路30的脉冲结构之间的差几乎是正弦的，总电流谐波失真为1％左右，输入电流的低次谐波失真，所述集成功率因数变流器的输入端是O．95以上。具有该电源装置的模块式结构，全部在相同的驱动功率单元中可以彼此互相置换，维修也很方便容易。作为动力单元串联结构的结果，因此您可以使用功率19 万方数据青岛理_[人学丁程硕Jj学位论文单元旁路技术，冗余电源单元的设计，当电源出现故障时，故障机组控制系统可以自动切换到成为一个旁路，可以继续压低工作的运行量，在这种情况下，输出电压降低时，输出电流可以在额定。如果并且当电源电压恢复到正常电压的设备经常无法在满负荷运行时，逆变器的输出仍可在额定电压时，可以极大地提高系统的可靠性。3．1．5变频器容量的确定频率选择采用，以达到节能的驱动器本身的措施的能力。逆变器容量的选择是一个重要的和复杂的问题，考虑逆变器的容量和电动机容量相匹配的容量过小会影响电机的有效转矩输出，该系统的影响的正常运转，甚至损坏该装置中，而容量为的电流增加过大的谐波分量，也增加了设备的投资心引。三步变频器容量的选择：(1)了解的性质和负荷的变化，计算出负载电流的大小与负载电流的地图或I=F(T)：(2)预先选择的驱动器的容量：(3)检查预选逆变器，过载，必要时启动能力验证。如果您已经通过，预选变频器的容量将被选中：否则，由式(2)再次启动，直到通过为止。在生产机械，以满足要求的前提下，逆变器中的较小的经济能力。基于变频器容量电机负载电流选择有三种方法。在一般情况下，逆变器的容量有三种方法：在额定电流；电机功率额定适应：额定视在功率。变频器过载：无论什么样的代表性，归根到底是变频器的额定电流的选择应根据实际情况有可能吸收驱动电机的电流来决定。计算负载电流之后，应考虑三个因素：首先，当用逆变器的电源时，电动机的电流纹波是比较时间一频率电站要大些：二，电动机起动的要求，这是一个低频率，低启动，或额定电压，额定频率直接启动：第三反相器手册有关的数据被用来测试该公司的标准电动机。需要注意的是常规的电机设计和生产可能在性能上有些差异，所以留在驱动器的适当余量的计算能力。在连续操作逆变器的容量恒定负载的计算方法：通过低频率，低启动，当驱动以实现频率控制，需要超过额定电流给电动机的逆变器的额定电流稍大。额定电压，三相电动机的额定频率为直接启动，数据显示，电机额定启动电流是额定电流的5至7倍。周期性的变化，在逆变器的容量负荷连续运行的计算：在许多情况下，电机的20 万方数据青岛理丁人学工程硕士学位论文负载特性的周期性变化。显然，在这种情况下，根据逆变器的过载的最小负载的选择的能力，而最大载荷选项，将是不经济的。由此推断，在逆变器的容量可以最大载荷与最小载荷之间的适当选择，为了得到充分的利用，但小于逆变器过载。逆变器容量计算负载连续运行非周期性变化：这种情况一般很难使负载电流图中，根据电机电流输出最大扭矩的计算逆变器的额定电流。3．2风机变频改造的前提当风扇转速的变化，其运行效率的变化不是非常大，并且所述第一电源的流量和速度成正比，压力和速度的平方，功率正比于方轴的立方体正比于旋转速度时，风扇的旋转速度，从而降低轴功率会随着速度的立方和减少需要以驱动风扇马达的电功率将相应减少，所以速度是一个重要的方法的后风扇的能量。由流体力学表示：一方面是正比于风和速度的量：正比于风压的速度的平方：三轴式功率正比于速度的平方。当风力减小，风扇转速降低时，其功率降低了很多。例如，风力下降到80％转速，轴功率降到额定功率的51％：如果风力下降至50％时，功率将下降到额定功率的12．5％。考虑到附加的控制装置效率的影响，这个数目是很可观的功率节省乜“。后的使用频率控制的可在风扇电机的转速线性调节器来实现，通过改变电机的转速，使炉内压力，氧气和其他指标锅炉和风扇的空气流量维持在一个相对特定的关系。因此，满足运行要求的前提下，仍然可以提供相同甚至更高效率的能力。风扇必须做到充分利用能源，从而降低了风扇速度时风不需要调低油门来控制阻尼器，此时就必须始终处于全开状态，以使避免由于由风造成的增加节流损失，也避免了对效率的总跌幅的出现瞳剖。当频率控制时完全当50Hz的功率因数接近1，工作电流大于额定电流值是低的很多电动机，其由该滤波电容器逆变器装置用于改善功率因数的作用而产生的加载，可以节省功率约20％的容量。除了必要时有足够的比实际的调查，我们必须做好细致的可行性认证，规模的节能效果，除了设备本身的节能潜力，但更重要的是与实际工作条件的选择有直接的关系。由于较高的一次性投资驱动器，测试设备支承本身具有一定的安全系数，因此驱动器的容量的选择，也可以在开始实际工作条件下，工作电流不超过逆变器的额定电流，只要因为它符合启动需要它。所以，火电厂可以使用小容量的驱动器，以减少一次性投资。使用驱动器要尽量保证使用环境的要求，一般 万方数据青岛理工人学工程硕：i：学位论文火电厂的环境一般，所以要密切关注逆变器的冷却系统的过程中是正常的，否则他们会及时进行处理：同时，定期保养吹尘，万一出未能厘清故障显示的内容，防止某种形式的保护功能被激活，导致变频器不能正常工作瞳33。3．3引风机调速调节方案3．3．1风机的工作原理风扇为机械能输入到依靠高压侧，以提高送气卸载气体，推动机械做功。轴流式风机上升翼理论，加压流体沿轴向流输送，即所谓的轴流式风机。风扇流动调节器可以用下面的方法进行调整。(1)改变风扇挡板开口来实现的空气量调整(即改变网络的特性曲线)，这种方式是通过调整风扇挡板的开口来实现的，如图3．1所示：图3．1改变挡板开度时的管网特性曲线当风机挡板开度一定时，风机的管网特性曲线为Rt，此时风机在工况点Mt工作，其风压为H·，输出流量为Q1。当风机的挡板关小时，风机的管网特性曲线变为R：，此时风机在工况点M：工作，其风压为Hz，输出流量为Qz。当风机的挡板进一步关小时，风机的管网特性曲线变为见，此时风机在工况点 万方数据坞工作，其风压为也，输出流量为Q3。由上面的曲线分析得出，当调节风机挡板开度时，风机的性能曲线不变(即日～Q曲线不变)，只有管网特性曲线发生变化(R·一R2R，)，工况点也沿着性能曲线变化(M，一M：一朋，)，因此，它的输出流量也随之发生变化，从而在相同的情况下，实现调节风机转速风机流量的目的。这种方法简单，对风机的结构要求不高。大多数风机都采用调节挡板开IZl的方法，但是从分析中可以看出，由于风机的压力变化的管网特性曲线发生变化(／-／1一月z)。因此，虽然流量减少，但力有所提高，对挡板的压力增加也将消耗大量的轴功率，从而大大降低了风机的效率，浪费了大量的能源。(2)改变风机叶片的角度，以实现空气量调整(即改变风机的性能曲线)此方法是通过调节风机叶片的角度来实现，如图3．2所示：图3．2改变风机叶片角度时的风机性能曲线当调节风机叶片开度大小时，风机的管网特性曲线不变，风机的性能曲线(即H～Q曲线)发生变化，用曲线和变化的交叉点的不同操作点，然后以调整风机流动的目的。风机的叶片角度一定时，风机的管网特性曲线为口·，此时风机在工况点M-工 万方数据青岛理丁人学工程硕上学位论文2=!====!=!!!!!=!=!!=!I自!≈=====21=0=!!!!=!!=E=!自=lE!!======!====!=自!=!!E=!!!E作，其风压为H，，输出流量为Q-。当风机的叶片角度关小时，风机的管网特性曲线变为口：，此时风杌在工况点M：工作，其风压为H2，Ntg,NIY寸Q2。当风机的叶片角度进一步关小时，风机的管网特性曲线变为仉，此时风机在工况点Ms工作，其风压为H，，输出流量为Q3。从上面的分析，当风扇叶片角度过小时，同时降低了风扇的气流，风扇的压力将下降，这节约了大量的能源。但是，使用这种方法风机叶轮结构复杂，精度高，材料要求，而较大的调整机制磨损，易于调整的时候风扇进入失速区。(3)改变风机的转速来实现空气量调整(即改变风机的性能曲线)此办法是通过调节风机的转速来实现的，如图3．3所示：图3．3改变风机转速是的特性曲线当调节风机转速时，风机的叶片角度保持不变，管网特性曲线不变，风机的性能曲线(即H～Q曲线)平行移动，工况点随着曲线的交叉点不同而发生变化，进而达到调节风机流量的目的。风机转速为nt时，风机的性能曲线与管网特性曲线尺相交，此时风机在工况点Mt工作，其风压为Hi，输出流量为Q-。24 万方数据风机转速为n：时，风机的性能曲线与管网特性曲线月相交，此时风机在工况点肘z工作，其风压为H2，输出流量为Qz。风机转速为ns时，风机的性能曲线与管网特性曲线R相交，此时风机在工况点M，工作，其风压为也，输出流量为Q3。从上面的分析表明，与在较低的风机速度，风机流量，压力减小。当风机风量降低时，压力不再上升，达到了优异的节能效果。这种方法由外部风机速度的调整，风机快门完全打开位置时，都可以实现线性调节，而风机本身是不转化。(4)采用不同调节方式时的功率计算改变风机速度和空气容积变化风机挡板调整使用时，要达到相同风量时，管网特性曲线风机和风机性能曲线(即H～g曲线)是通过两种方式来调节相应的工作点的不同是不一样的，其对比曲线如图3．4所示：图3．4转速调节与挡板调节时的曲线对比①当流量为额定流量g时：此时风机为额定功率、额定转速和额定档板开度，其性能曲线为n，、管网特性曲线为R-，转速调节和档板调节的工况点相同都位于必，点，两种调节方式消耗的 万方数据育啪埋J．人字．I。槿坝：Ij学位论义轴功率是相同的。②当流量变化为Q2时：用改变风机转速方法将风量调整为Q2时，风机的性能曲线(H～Q曲线)平行下移，工况点M-由转到必：点，风机压力变为胃：，风量下降的同时风压也相应下降。其消耗的轴功率为：罡=丽Q2丽’H2(公式3—4)用改变风机档板开度将风量调整为皱时，将风量调为鲛，风机的性能曲线(日～Q曲线)不变。风机的管网特性曲线由R-变为R：与风机的性能曲线n·相交，工况点由M，转到坞点，风机压力升高为日，，其消耗的轴功率为：￡=而Q2"鬲H3(公式3—5)③由以上分析，可以得出输出风量为Q2时，风机在改变转速与改变档板开度方法下消耗的轴功率差值：改变时风压的变化：日2：且(旦)2P(公式3-6)改变档板开度时风压的变化：H3>日，；改变风机转速调节流量时，风机风压日：和日-的差值与Hz和日s的差值近似，为了计算方便我们可以认为H1≈H3。所以改变档板度与改变转速消耗的轴功率差值为：廿：只．只：皇也一望选(公式3—7)。‘102q，巩102r／，77‘将式10与代入q≈马上式11可得：胛：只h斗P](公船8)LnoPo．J26 万方数据重竖里三盔兰』三堡』丝三二兰』圣』二圣，。。：，。：：：；：：；。。。，。：：：：。：。：：：：一3。3，2基于无级变速传动装置的引风机调速技术可变负载火电机组工作运行，有效地节约能源，必须利用高效变速驱动系统，以取代现有的定速驱动系统，可以改变风机出1：3空气压力和出口流量风扇的转速进行调节。对于定速电机驱动的风扇，你可以添加一个升压型变速器或CVT变速器来实现调速。皮带传动和齿轮变速驱动器，它们通常在关机状态下只能调整的速度：液压离合器和电磁离合器滑移是无级变速器，其可以用来运行一个连续的过程风扇的风扇速度可以调节。因此，采用定速马达驱动的风扇，经常使用的是无级变速器‘2引。在一般情况下，该无级变速器的速度是用于吸入，具有以下优点风扇：首先，它可以连续地并在很宽的转速范围内的输出。与节流相比，在大的速度变化的情况下是显著节约能源：情况下，第二，风扇驱动马达可以是无负载和启动，加速，减速和过程的停止是非常光滑：用于无级变速传动装置良好的控制性能第三控制伺服系统：第四液压耦合器CVT传递装置还具有对振动隔离和过载可能会降低机械寿命的风扇和冲击载荷扩展的能力。但也有CVT变速箱的缺点：第一，连续可变变速器输出速度将随负载的变化的动作，就不可能有精确的速度比：第二，可靠性差，风扇将停止无级变速传动装置故障后工作：第三，无级变速器和节气门相比成本增加：第四，连续可变的传动调节过程中会产生一定的损失速度，效率不高。3。3．3引风机的变频调速方式近年来，随着电力电子技术的蓬勃发展，考虑到许多缺陷油门和连续地可变的差动运动装置可调节曝光，频率转换速度为参考速度的感应电动机的过程。频率的调整是通过电力电子技术的改造，以实现调整的速度来驱动发电机，这样就可以导致风扇的转速进行调整[251。现在，这项技术已经被广泛使用的异步电机变频调速项目，并具有高电压，大容量变频技术趋势的发展节奏。相较于运用其他方法交换驱动器的----市N异步电动机调速系统与直流驱动系统以及变极等特征频率控制方法包括以下几个方面：(1)速度和高效率，平滑度，高稳定性；逆变器的情况下，逆变器自身的转换效率相对较高，通常为95％以上。伴随三相异步电动机的滑差与变极速运行，变27 万方数据青岛理T人学工程硕士学位论文速比较滑，电机损耗，效率也很高。(2)速调速精度高、范围大；可以从单个或多个马达驱动的变化，可以准确地调节电机转速，频率调整的精度可达到±0．1％。如果你能与计算机网络基础设施，实现过程控制，使稳压精度大大提高，并减少操作人员的劳动强度。TP系列转换器的频率范围一般为0．5—320Hz，结合电动机的匹配特性，达至1：10--一1：20，如果使用特殊的马达，速度比可以高达1：100，相当于直流电动机的转速范围，但不是在最高速度直流电动机换向器圆周速度是有限的，并且能够保持恒定的动态功率运行。(3)节能交换系统的效果没有任何影响；拖动的风机，泵和马达等的负载，如果转换器可以由负载(空气体积或流量)来自动调整频率和速度的大小，被供电，使得经济性，通过调节风门或阀门避免造成能量损失，以节约能源，根据该信息，利用该速度控制系统可以通过节电30％至40％的目的。(4)便于安装，调试，维修，维护成本低的变频调速装置；逆变器是微妙的装置中，使用固体的集成组件，接触较少，耐冲击，振动；简单的笼型异步电动机，价格便宜，没有定期保养没有变化引发的问题，该系统使维护成本低。(5)易于实现过程自动化。(6)采用电力电子变化技术，需要有对应的变频电源，成本高。(7)单机容量大。因为大功率晶体管的出现，比200kVA或更高，以使转换器的逐渐向大容量的发展的能力，TP系列转换器的最大容量有更多。与DC速度控制系统中，尺寸小，重量轻，体积和重量尤其适合安装相比被限制的场合，如机车牵引系统。频率控制模式是用来调整由引线鼓风机马达速度变换器控制驱动的引风机，使得所述驱动电机的速度是变化的，以实现所述引风机的速度控制。频率控制方法可以有效地解决不足之处引效率低，风扇系统的能耗高。3．3．4引风机变频改造控制策略方案介绍频率变换引风机，采取完全不同的控制模式。频率切断频率，根据成功和不成功在这两种情况下切换要考虑的控制策略，测试和证明该控制方案能够满足风扇控制变频器切削时的成功和不成功的需求。如下面分析：(1)变频切换成功28 』曼堡三』兰三垒坠兰兰坠坠圣————————————————一万方数据切变频器成功，导致变化的空气压降的第一次上升之后，则振荡调整处理。在此之后，变频器跳闸，引压迅速下降到一定程度时，风扇的频率信号的故障消失，引风机，PLC变频器跳闸进口，出口开关后，应确保驱动器跳闸的进口和出口成交额频旁路后驱开关闭合；DCS接收这些信号被红牌罚下30秒脉冲状态反馈，涵盖风机进口导叶到40％后，设定脉冲时间要根据网站的入口挡板执行器的工作时间进行设置，既保证它符合从100％至040％的时间，但也及时释放控制挡板关闭，以便及时干预才能运行风扇控制。(2)切换不成功5秒后，判决反馈高频旁路开关闭合未到，或A频率工作频率旁路开关跳闸，跳闸的PLC6KV开关频率。DCS接收6KV开关频率反馈开放后：覆盖关引风枫入口导叶零，延缓6秒覆盖关气动吸风机出口门。当其他条件都满意是RB，RB的发生。逻辑和其他逻辑后包油型切割粉红色施放自动调节不变。的频率指令通过叠加在B均衡算法驱动器的速度指令覆盖关闭50秒，50秒关机指令。(3)生产厂商的触发条件引风机的设计触发条件风风机生产厂商的频率切换，从改造后的非一起反馈：非共位频率开关频率旁路开关和非合作的一个位，并且驱动器没有运行6秒延迟期。在两相或输出的吸气风扇跳闸MFT触发条件之后。在延迟时间这种条件下，以切断通过逆变器频率测试，以确定，以满足的前提下，逆变器的开关时，通过改变切割试验时间为5秒，我们考虑DCS扫描时，将其确定为6秒。切变和RB测试，具体测试结果如下：在290MW负荷l号机组被引风机变频切工频试验。在变频器切断，风母管压力设定值4．45kpa面前吸风机，两个风扇会自动被引频次。打反相门后，频率切换到频率操作，而B是按照引风机压力的偏差与设定值自动调整。小油枪和自动枪AB层猪油B层的成稳定燃烧。在整个过程中，乙引风机驱动，在允许范围内的指标参数，压力波动。就在同一天，手动切换6KV的风机打门，让RB试验。实验风母管压力设定值4．45kpa前两天被自动引风机变频器。RB后吸风机，引风机入口从100％开到0挡板关闭，气动门的出口迅速关闭，驱动命令在50秒后760转覆盖掉，而B引风机驱动器发出指令试图挽救引压力，预切粉RB的过程一致投票油动作和频率变换，将RB36秒1分钟后的末端。在整个过程中，风和炉压差小于给定值。从两个调整过程中，您可以看到驱动器是比较慢的跟踪速度，迅速改变命令 万方数据首岛理工人学工程顶上学位论文时，该驱动器是不是很开放的跟踪实际速度指令的变化，没有挡板及时调整。3．4变频改造应注意的问题在使用变频器的设备改造，安装调试变频调速系统采用以下几个方面时，电厂必须注意的。首先，当主电源开关，变频器停止。火力发电厂将搭载了很多在正常情况下单元，每个单元都将配备多个辅助再次，这些助剂都挂在相同或不同的电源总线上。在同类轧机的脸，锅炉给水泵等大容量的辅助开机时，电源总线电压会大幅下降，差距至少超过150A，这样的结果会影响到总线上的其它设备正常运行。在面对极端的情况下，和当出现在总线上的多于一个共同的开始时间辅助电源总线电压可能会下降更多，这个时间已超过30％，持续时间已经可以直到20分钟，或者更长的时间。该植物将是工作的情况下，驱动器应该有抵抗显著电压波动的能力，所以±15％以内的电压波动时，逆变器可维持在满负荷输出；15％的电网电压跌落到35％以下，只要不超过30秒以上的时间，很短的车程降级，无欠压保护，等到电网电压恢复正常后，变频器可以自动恢复到其原始的工作状态，这样就可以减少所造成的停机时间的电压降。在某些情况下的时候，发电厂辅助设备需要电源总线开关，在总线开关的过程中，所述辅助设备被切换大多数情况下，将完全产生短促主电源发生故障的现象‘261。大多数进口变频器在主电源故障的情况下也只能被关闭，虽然有少量的进口不会停止驱动器的状态，也不能忍受很长一段时间，大概在lOOms的时间，事实上，许多人认为的总线切换过程中要完成内100ms的时间是完全不可能的。因此，逆变器的设计应保持3秒内的机器，从而能满足总线交换的需要。第二，该单元的冗余。在运行的所有设备发电厂的可靠性始终是排在第一位。为了做局部故障的驱动器时不会影响整个装置的正常操作中，有必要配置单元旁路功能来实现这一目标。类似于其它电站设备，影响了保护跳闸的一些模拟测量点，则需要使用双边点，这样做的目的是为了避免由于在测量点本身有害的跳闸问题。此外，控制权应具有冗余设计，这样你就可以访问各种权力，失去权力后，一路可以在不干扰被切到另一路电源。最佳的电源柜冷却风扇应该增加这个冗余设计，其中驱动下，从时间后，冷却风扇故障处理。第三，控制权丧失的停机时问。为了进一步提高系统的控制电源的可靠性，最30 万方数据青岛理工人学T程硕士学位论文好配备双控制电源切换功能，可以接受直流操作电源的置入【271。设置在当控制电源故障时，逆变器应该是用自己的设备提供电力的控制系统，逆变器可以继续运行像这样的类似的开关跳闸，面对现场时，保险丝熔断，维修工作人员这样低的电压误差控制功耗的情况下，他们仍然保持辅助设备的正常运行。交流和直流操作电源厂因相比，电池供电，让您拥有更高的可靠性。普通交流电源逆变器控制时，交流控制电源。AC控制电源异常后，而反相器报警可以在不干扰直流操作电源进行切换，在正常操作将不受影响。交直流两用，当问题出现时控制电源，驱动器也可无扰动切换的UPS电源，这样可以保证控制电源的连续性，以在最大程度上，这样就可以确保逆变器和辅助设备和操作安全性【281。第四，高压逆变器频率切换技术和电源。变频器应用在发电厂，为确保万无一失，还需要配备一个旁路系统。电动马达可直接连接到电网运行，这样就不会影响正常的发电单元。虽然这个功能看起来非常简单，但并不是所有的逆变器，可以很容易地实现这样的结果。企业计划导入的驱动应该适用于具体合适的电压等级。第五，通风和散热问题。逆变器故障指数随温度升高而升高的寿命呈指数降低随温度增加【291。环境温度10"C时，由逆变器产生的热是很大的。热损耗一般超过500KW高压变频器是它的输出功率的2％左右，不能忽视的热量所产生的影响。第六，高压变频器逆变电源的选择和过载。选择的驱动电力被研究了集成的输出功率和输出电流应与电机的额定功率和额定电流。变频器过载是普遍较差，如进口变频器过载设定为额定载荷的120％允许一分钟达到额定负荷，150％开工的即时保护跳闸。在选择驱动器，如果瞬时负载超过变频器过载公差，即使变频器和电机容量相当，我们应该选择一个档次的逆变器。因此，在变频器的安装环境的设计，最好的办法是通过室内空调等制冷模式下，热量消耗闭环，这样你就可以确保驱动器有～个干净，安全的操作环境。必须指出的空调可选，空调到高的可靠性，以满足长期运行的需要，逆交器空调机的冷却能力，以满足制冷需求，有足够的冗余容量。 万方数据青岛埋工人学J丁程顾lj学位论文。第4章莱芜发电厂变频调速技术改造实例4。1莱芜发电厂机组与风机设备简介4．1．1莱芜发电厂机组简介莱芜发电厂始建于1970年，一共有四个机组，属于山东华能发电有限责任公司，60万千瓦的总装机容量。在当前经济运行条件下，以及节能减排、生态建设的促迸下，社会用电量需求趋缓，而发电厂建设太多，造成社会电力供应大于需求。电力利用出现下降，煤炭市场、电力价格调整，都造成用电矛盾。很多现实问题，给供电企业发展带来很大的压力。莱芜亚临界电站锅炉机组的强制循环，平衡通风，辐射加热炉燃煤汽包，额定蒸发能力1100吨／小时，每台锅炉配有四台双进双出球磨机，燃烧方式的半直吹，高效率的静电除尘器系统，涡轮机的参数基本相同的两个单元。在初始安装即利用N90的ABBI)CS控制系统的改造后的分布式控制系统的控制，安装风扇，引风机，鼓风机各2台，7624kW，总的额定功率，占机组容量2．32％。4．1。2莱芜发电厂风机设备简介莱芜发电厂每台锅炉有两台引风机、两台送风机，原引、送风机电机为变极调速电机，其主要参数如下：表4．1莱芜发电厂锅炉引、送风机原电机主要参数名称额定功率kw额定转速r／min额定电压kV额定电流A引风机电机1900／970740／5946228／141送风机电机950／400984／7426115．5／63．7考虑多个机组正常安全稳定运行，每个机组都配有备用产能也需要大量的辅助设备。在约75％的夏季，风机挡板开度为80％，受影响的单位发电量在满负荷机组，机组负荷率不高，尤其是在春季和秋季两个季节，较为不稳定的用电量，造成较大的锅炉负荷的变化。在低速操作引风机的基础上，即使当电机工作在低速时，仍需要使用调节空气流量，使大量的能量浪费在增加管道的阻力，从而产生成本的增加。32 万方数据青岛理工人学工程硕上学位论又莱芜发电厂以达到节能降耗要求，降低设备故障率，提高设备的可靠性，降低厂用电率指标为目标，做了很多自我革新。企业通过技术革新提高市场竞争力，特别是在引风机改造方面，寻求新的设备和新技术。由于高压引风机马达、单容量较大，长时间运行时，功耗相对较多，这样一来，只要采取节能措施，其效果将是非常明显的地方。因此，决定对4号炉的两台送风机进行变频软启动调速节能改造。4．2风机变频改造情况从2010年开始项目立项的第四炉风机变频改造项目，2011年10月签订了技术协议。设备由2011年12月底抵达，并在一个月内修理，测试，安装。于2012年8月，小修完成后，驱动器正式投入运营，到现在为止，运行参数均正常，与DCS系统的通信接口原来，便于实现远程控制和位置进行操作，可靠，节能效果十分显著。利用多级串联技术，通过移相变压器，功率单元和控制器风扇频率的设备。6kV的系列有15个功率单元，每5动力单元串联构成一相。每个功率单元的结构和相同的，可互换的，由IGBT逆变桥，得到的电特性的正弦波PWM控制的PWM波形(方波)。输入功率的相位变化的每一个单元装置可动侧，二次的相变绕组分成三组构成36脉冲整流器：这种多级移相器可以大大提高整流叠加墩网络侧的电流波形，其上装载的功率因数接近l【30】。另一个网络侧中，由于变压器的次级绕组的独立性，从而使主回路是相对独立的每个功率单元，每个功率单元相当于一个单相低频变换器。每个单元由u，V上的输出侧，连接成星形连接直接向高电压电动机供给由重组PWM波形w输出端子的每个单元的终端，以得到～个阶梯正弦PWM波形。此正弦波好，的dv／dt小，可减少损坏的电缆和电机的绝缘，无须输出滤波器使输出电缆长度很长，电机不需要降额可以在旧城改造直接使用设备。并且，大大降低了电动机的高次谐波损失，从而消除了对轴承的机械振动，并减少叶片上的机械应力。当安装变频器的频率旁路装置异常逆变器，变频器停止运行，可以手动切换到电机工频运行。工频旁路由QSl，QS2和QS3高压隔离开关(见图3，其中原高压开关QF)。要求QS2不能关闭与QS3，在机械互锁。变频运行时，QSl和QS233 万方数据青岛理T人学1二程顶lj学位论文==!=======!!=!!=E!=!!=!!=目|E!=!=====}=====!!!==自!!==!=!!!=!!目l=!=====闭合，QS3断开；频运行，Qs3闭合，Qsl和QS2断开。能充分保证系统的可靠性。图4．1工频旁路控制图4号机组为意大利进口328．5MW机组，是当前比较先进的送风机。主要参数情况如下：表4．2送风机主要参数情况风机风量464760m3／h电机型号MVTD—PAM560L6／8SL额定容量950／400KW额定电压6000±10％V额定电流115．5／63．7A频率50HZ转速984／742rpm绝缘等级F接线方式YY／△使用环境条件(户内)环境温度：最高温度：+40℃；最低温度：一15℃海拔高度：≤1000m相对湿度：日平均≤95％，月平均≤90％最大风速：35m／s(距地面lOm高，tOmin平均值)抗地震能力(带机座)按7级设防地面水平加速度：0．209；地面垂直加速度：0．109安全系数：1．67横向加速度和纵向加速度同时，产品的机械强度应是动态的，与从计算方法的所需的公差整体动态加速度以上所得并测试其条件行是：谐振频率，时间为正弦三个周期。 万方数据青岛理工大学工程硕士学位论文表4．3电动机及电源参数型号MVTD—PAM710VL8／10S额定功率1900／970kW额定电压6kV±lO％额定电流228／141A额定转速740／549辕{食数量2台电气控制方式DCS风机型号双面进风翼双速离心式风机尺寸4190750／600需求功率1735KW容积290．2mc／sec静压520mmWC制造厂FRANCOTOSIINDUSTRIALE电源参数：高压变频器的迸线电源来自6KV工作段。表4．4高压变频器电源参数额定电压6．OkV电压正常变化范围(+10％～一10％)Un电动机成组自动起时，母线电压65％Un最大一台电机起动时，母线电压80％Un额定频率50Hz频率变化范围50±2．5Hz6kV母线侧短路电流40kA(有效值)中性点小电流接地系统当风机在变频器跳闸运行时，风机会自动切换到工频运行，变频器停止运行。当一个驱动器发生故障或外部负载突变变频器跳闸该功能时，风机将自动切断频率的操作，以确保燃烧器的不问断运行：或接近满负荷(接近50HZ)通过操作指令，人为地风扇的运行频率运行，以避免自身消耗。故障解除风机变频改造，需要从一个频率切换操作运行。不停风机自动切换通过按钮来运行变频器或将命令DCS频率：由CS(高频功率切换)功能30千瓦逆变化时可以实现很宽的频率范围相匹配的起始频率设置，风机将切换到反相器的35 万方数据青岛理工人学1二程硕．I：学位论文变频操作。当系统启动直流制动功能，由于多个电厂锅炉烟囱一起分享一个冷却塔，锅炉引风机停运吸引力的驱动，而不是处于停止状态。因此启动风力涡轮机将引起跳闸。对于这个设计，“开启直流制动功能”30千瓦转换，制动『F在进行后的第一个启动速度。电机参数自动适应功能：使用此功能时，风扇电机可自动测量的频率转换所有的参数，因此，参数设置和电机驱动器是比较合理的最合适的。模糊理论值：此功能控制和逆变器30千瓦应用／减速不能跳闸快速反应以达到最快的加速／减速控制。AVR功能：频率转换，因为在风扇输出扭矩rⅡ(V／F)，以使瞬时电压降低，液力变扭器，可以立即丢失，导致瞬时跳闸卡机。火电厂是直接全压负荷开工，母线电压降通常是短暂的，有时下降。AVR功能就是为了解决这个问题，如果你不具备这个功能，应用程序会频繁地出现在工厂参观。内部重合闸功能：当外部电源或负载波动的结果可能导致变频器跳闸，使用此功能可以让球迷重新改造的频率相匹配的电机启动(频率和重启的次数而定)，即行程以避免干扰。过压保护：30千瓦逆变整流模块的功率半导体器件，当高电压的输入端可能会导致设备损坏立即变频器保护不涨，因为电源电压瞬变的损坏。技术方案：一种风力涡轮机，具有一个频率／频率双向开关功能的每30千瓦频率控制柜拖动控制：风机变频控制柜，电力变压器是隔离的主电路电气隔离：风扇电机实行变频／工频双回路供电的机械联锁接触器，并添加电气联锁，有30千瓦开关加熔断器catch操作和维修变频器输入侧：距离30千瓦变频器控制柜(DCS)／原位(频率控制)操作开关功能：远程控制状态，而不管所述风扇的是在操作模式频率或频率，都参与了联锁控制：根据本地控制，远程控制命令无效时，风扇开始／停止执行是在逆变器机柜，风扇不参与联锁控制：急停功能，无论是国家(远程／本地，频／频率)的控制下，频率计数器，接到紧急停止命令停止后；风扇提供了标准的模拟频率转换器的输入／输出AI／AO，开关量输入输出H／DO，与DCS系统连接，容易实现(DCS)风机启动／停止工／变频切换，风量控制，频率控制和工作条件重置，远程／本地，频率，工作／工作频率，负载和风机故障监测：没有设计的情况下DCS控制功能，可在炉控制室遥控器的所有操作进行设置。30千瓦逆变器变频控制柜安装过电压保护。系统配置：这部分用于选择该设备，该风扇在根据操作的技术要求，所以，该系统控制柜的主要结构的频率。电厂引风机的变频改造：燃煤炉风机应该首选36 万方数据青岛理工大学工程硕士学位论文90G一4T1600E转换器，适配器电源160KW，额定电流300A；或者应选择906—4T2200E转换器，适配器电源使用220KW，额定电流380A，以满足引风机频率自动调节的技术要求。熔丝开关：30千瓦逆变器主要用于外出时的操作，维护和修理断开驱动器的电源，建议国内的性能优势HR5-400／30熔丝开关，企业运用功率变频控制柜熔丝开关，具体是宁波电器制造有限公司有限公司的产品。过压保护：雷电感应保护，闪电击中后，自动提供感应。火电厂在设计上还采用了一些单位的成功经验。如，钱亿达公司、江苏盐城的火电厂等在过压保护的风机变频改造。电厂遇雷，以30千瓦的保护变频器开启工作，而其他的低压电器均跳闸。75T次级风机设计要求，使用频率控制来调整风扇的空气流动，同时30千瓦变频电机软起动，旨在实现风机的稳定运行。选择应根据逆变器和逆变器线路匹配变压器的类型。线路变压器应能承受共模电压和过电压的谐波影响的系统和逆变器。线路变压器应该是金属的干式变压器，冷却温度控制报警(在产品中的干式变压器按照设定的形式驱动调节)和其他设备。保护不低于IP20。线路变压器金属壳高度，要与逆变器一致的高度。线路变压器应该能够按照的电气参数的规定的工作。进线变压器应满足下列技术参数进线变压器一次侧额定电压：6．0+一2*2．5％进线变压器一次侧额定频率：50+．2．5Hz绝缘等级：不低于F级应提供进线变压器过负载能力变压器允许过负荷能力应符合IEC干式变压器过负荷变压器承受短路电流的能力变压器在各分接头位置时，应能承受线端突发短路热稳定不产生任何损伤、变形及紧固件松动噪音水平据变压器外壳lm处的噪音水平应小于60dB的要求。(布置在柜内的，由制造商提供噪音值)37 万方数据青岛理工人学工程硕士学位论文表5：变压器温升限值表部位绝缘系统温度(℃)最高温度(K)线圈15590铁心、金属部件和其在任何情况下不会出现便铁芯本身、其他部件和相邻的材料与其相邻的材料收到损害的温度厂内线路变压器安装，并在高压变频器排列在一起。变压器的进线端子应足够大，以与进入的电缆连接。阴高压变压器机壳应该能够满足加热导体允许值。(>65℃)该驱动器具有更好的谐波抑制措施(根据不同的原理和逆变器的形式，如选择高脉冲整流器)，以确保电网不产生污染。最终在20功率因数输入．速度范围为100％，无任何功率因数补偿的情况下，逆变器系统必须达到0．95。设置变频器参数设置和功能与全中国的界面。该驱动器必须内置可编程控制器，变频器，实现和生活的DCS接口，以及方便调节的接口逻辑。当给定信号故障4-20mA的网站，逆变器必须保持原有的操作条件不变，一旦给定信号的恢复是有效的，驱动器会自动跟踪无扰动给出的信号操作。当6KV主电源发生故障时，逆变器不应该被关闭，至少两秒，再次6KV电源内通过电力，装置，系统应能自动恢复正常工作而没有任何干预人员以满足需要6KV电源总线开关。当电源故障控制，逆变器不能立即停止，继续运行了半个多小时，使维修人员处理电源故障。应当分别根据风扇的特点和与之配套的电机参数(实际运行数据)，选择相应的驱动器，或提供各种程序运行。根据该方案，根据使用的频率转换器的设置，该电机可满足要求。两个冷却系统应提供。在正常操作期间，所述冷却系统的操作，而另一组备用的。当冷却系统故障的操作。另一套冷却系统能自动反应，并释放控制室发出报警信号。驱动马达应能提供必要的保护。变频控制系统应采用数字微处理器控制。在’R 万方数据膏岛理工大学工程硕士学位论文驱动器末端有可操作的控制流程。应设在手动／自动控制开关，将可以启动，停止驱动器，可以调节频率。故障排除微处理器控制与显示功能，可以回到故障发生前。逆变器电源设备监视系统应提供4-20mA模拟输出信号，以提供其他所需的模拟和数字信号。接口可以是硬接线的方式与逆变器和发电厂监控系统的装置，并且可以由用户自己选择。当企业使用监控系统，单位换算器应该有一个总的驱动器(而不是每个单独的驱动器)的连接装置来实现的电厂监控系统。两个辅助电源可以互相备份供电；并能提供完整的报警，报警信号到控制室。逆变器可以通过管线真空断路器开关信号来控制。通过变频调速系统产生的谐波应符合“GB／T14549”电能质量“公用电网谐波”的要求。最后的竞标后，莱芜发电厂选择变频电器是罗宾康品牌，型号为PH．1900。最大的空气体积根据所需要的锅炉和电力计费确定100A，低速马达端子密封，高速逆变器输出到电机端子的变换的逆变器的额定输出电流需要。2012年8月后，变频机组大修，并投入运行。引风机反馈速度变换范围内进行第4，设备参数如下2012年：调速电机类型：YRNT710．8．1600速度控制装置型号：JC4．1250A／800V。据统计，近年来，经过引风机级联控制设备二者，节约360万千瓦时每年的电力，但小于3#炉引风机，以节省功率逆变器(约500度)，从而引起这些差异其主要原因为大谐波级联控制装置本身和它自己的发电不是很好的抑制引起。调速控制装置同时存在如下问题：第一、内部元件存在不稳定。1、2013年3月28日，4A引风机电容器损坏。2、2013年5月19日，4A引风机平波电抗器烧损。3、2013年8月18日，4B引风机电容器损坏。4、2013年9月24日，4A引风机一组电压互感器烧损。5、2013年12月26日，4B引风机调速装置在带载试运时，因为控制装置发生故障时，在两秒钟内切换三次，所得的补偿的过电压两相的电弧反应器，引起短路，交流侧装置没有过电压，过电流保护，造成损坏电机调整和初级绕组和绕组绝缘损坏。目前，在操作因损坏机壳，电机替代原有的异步电动机。从成本来看，风机39 万方数据青岛理T人学丁程颂．Ij学位论文控制系统等组成，更换需要一百多万元。第二、内部元件参数的选择配合上存在问题RC保护电路在操作时，电阻加热超过150度。不当行为造成的的电阻和电容之间的比例，在低速状态2速电机不考虑的去除，以及滑环和电刷材料不匹配时，调色剂颗粒是大累积的粉末造成引起的滑环剧烈燃烧。同时，由于该滑环室空间小，更换碳刷需要被关闭了一年由于更换电刷需要停止一个圆形的2—3倍的安全装置的操作中的碳有一个巨大的风险。滤波电路，电容器，以及电抗器的配置，如果参数失当，发热元件也会造成失常。莱芜发电厂在2013年大力投资，更换大功率电容器，以取代约40万元的电抗器，电容器所需资金约120万元。更换电容器后，可以改变抑制谐波不很好地吸收的状况，避免电器轴承腐蚀：引起的速度控制系统的性能指数高次谐波降低。#4炉引风机级联控制和#3的炉中，在该单元在满负荷频率控制，在1loo吨／h时，将挡板打开的风量，而比较#4炉引风机目前126．3A，#3炉引风机电流92。2A。考虑到燃烧约1亿后，第4个修复受损引风机调速控制装置和电机绕组，而串级控制和变频调速的差异相比，节能效果(200万千瓦时的差别)，维护成本高，电厂通过级联控制，频率控制决定，#4炉引风机。级联控制装置以取代1900千瓦逆变器，风冷西门子(上海)电气传动设备有限公司，是新一代非谐波系列NBH控制电压型逆变器的设备完善。损毁电机将从6KV取代原有的进线电压逆变电源工作段：用相同的机柜鼓风机频率的设备采取以确保一个旁路系统的可靠性异步电机的安装。冷却空气流通系统，逆变器，以确定的形式，分配驱动器的I／O点数，控制电源形式，启动一停止模式转换器，逆变器的接地和抗干扰措施，以保护所确定的产业链。冷却风系统采用一个封闭的房间，加上空调制冷。取消遥远的紧急停止命令，增加距离故障复位：增加驱动器准备就绪信号：增加电源柜循环空气的温度报警指示灯测量点(PTl00)：变频器故障分级告警：采取控制的电厂upsll5vac电源一路，380vca电源两路。内置UPS逆变器仍然存在。更新I／O列表和电缆库存。Kl，K2，K3，应与6KV电闭锁实现，即高压开关闭合几种K刀不能工作。40 万方数据青岛理工人学工程硕士学位论文逆变器输出交换机提供lO个频道：(变频器与DCS，用于DCS的DI信号)(1)驱动器待机：表示该驱动器一直处于待命状态，以启动条件(2)变频器的工作状态：表示变频器正在运行(3)变频器控制状态：变频器现场触点闭合控制，所述远程控制：触点断开说，变频器控制的本地控制(4)驱动器指示灯故障：变频器的故障灯。并发送信号给DCS报警。(后控制电源出现故障时，UPS的输入，作用于光故障报警，送DCS)(5)驾驶重型故障：该驱动器故障的发生。立即关闭输出，并同时跳闸的高压开关QFl和OF2，同时发出报警信号给DCS。自动驱动器和旁路开关QF3后，完成了“自动频率切换频率。”没有其他特殊故障不切断高压电源开关QF(6)电机工频旁路状态：该电机工频旁路状态。QF3辅助常开开关触点接触于DCS(7)空冷机组泄漏的水盘有一个开关，它必须被转换为一个独立的报警触点无源触点后的DCS发出报警(8)空气水冷却器故障信号：当空气冷却装置应运行不运行时将信号发送到I)CS(9)空水冷却器两路电源控制箱上载监视继电器常闭触点，发送“控制箱空水冷电源故障”信号，任何方式触点闭合。(10)由三个直接上传旁路柜旁路开关，其控制电源0N光常闭触点，当触点闭合中的任一项“电源故障旁路开关控制”4．3风机变频改造后节能效果分析莱芜发电厂3号机组和4号机组参数是相同的，每个机组的设计和配置是相同的。自2013年3月，3、4机组引风机变频改造后的数据，可以看出机组变频改造后取得的成效。3号机组引风机调节模式为原来的模式：4号引风机的调节方法进行频率变换调节模式。4号机组变频器投入运行后可以与3号机组风机的能量消耗进行相比。下面，将莱芜发电厂3号机组、4号机组在2013年3月到8月半年时间内引风机耗电量进行比较。数据如表4。6所示。41 万方数据表4．63、4号机组引风机耗电量比较(万度)月份3号机发电量／日平4号机发电量／日平3号炉送风机耗电4号炉送风机耗电量323601．6／31．723683．2／31．88771．23422953／31．8822848／31．784．5266．23519420．8／26．119353．6／26．0174．649．08620020．8／27．816622．4／一一26．877．4648．17721715．2／29．1921916．8／29．4587．1868．42821585／2921225／28．582．4870．4合计493．24373．53从图表看出，半年的时问内变频改造后的4号机组的风机运行频率低功耗，节能效果非常明显。风机节电1197100千瓦时，同期电价按0．351元／千瓦时计算，共节省成本420100元。在节能降耗的同时减少了维护量，提高了辅助的可靠性。也降低了备件成本。引风机通过串级控制变频调速取代，由机组节电约3000万／年的维护费用，频率控制和更节省超过约200万电费／千瓦时(17—18百每年万美元的年度串级调速度，如单位的年发电量小于1．65十亿度，节约电费会超过这个值)，约100万美元的年度成本节约。每年更换电机电刷停止单通道约5-6次／年不计的成本。原引风机电机的力能指标：YXcosQ=824×1000／(1．732．6000．118)=0．67机组发电量为160MW时原引风机电机所耗功率：P2=1．732×6000×90X0．67／1000=626KW机组发电量为320MW时原引风机电机所耗功率：PI：I．732×6000×118×0．67／1000=82lkw机组发电量为160MW送风机电机采用变频调速时所耗功率：P3：1／8×P1=1／8×821=102KW每年机组发电量为160MW的运行时间为：Tl=8．5×365=3102．5h每年机组发电量为320MW的运行时问为：T2=15．5×365=5657．5h每台送风机电机采用变频调速后在机组发电量为160MW的运行时问段每年可节约电量为QI=(P2一P3)×TI=1625448kWh因变极调速电机要兼顾两种不同的定子接法以产生两个转速，所以其力能指42 万方数据青岛理工大学T程坝上学位论文标较低，而变频调速电机的力能指标较高，可达到0．8，因此：每台引风机电机采用变频调速后在机组发电量为320MW的运行时间段每年可节约电量为Q2：P1×(0．8-0．67)×T2=60377lkWh综上：每台引风机电机采用变频调速与原变极调速相比，每年可节约电量Q3=Q1+Q2=2229219kWh总之，如果每两个锅炉引风机电机为变频电机进行节能改造，与原变极速度相比，每个每年可节省2229219kWh。按同期成本电价0．351元／千瓦时，2年可节约1564912元。投资回报期：4号机组引风机电机变频改造总投资525万元，设备投资回收期为T=156分之525=3．4年，即三年以上可以通过节能所有回收的设备投资效益。装置运行的经济在不同程度上提高了引风机变频调速，设备的可靠性。4．4风机变频改造后说明及其优点在实际使用中，高压变频器运行稳定。其优势包括以下几个方面：第一，电机可以使用软启动变频调速来实现，可以实现软起动电机。当工频启动，启动电流电流一般为4—7倍的额定电流：可变频率开始，根据初始启动时的频率设置，启动电流不超过额定电流的1。5倍。当高电流脉冲电动机的起动，消除了电机，轴承及该装置启动时的冲击力，则装置起动，以减少异常振动时，延长电机寿命的设备和维护成本的基本解决。第二，功率因数提高，电机的工作频率，额定功率因数，中远低于该值的实际操作。后运行，大大提高了逆变电源的功率因数，实际测试可以达到0．95。提高系统的功率因数提高利润，降低了投资成本，降低了能量损失，提高了能量的质量，负载电压更稳定。第三，减少了干扰时，该设备启动电动机逆变器启动时，大大减少了对电网．的冲击时，输入谐波控制在较低的范围内，附近的通信设备上没有效果，避免了自动控制装置故障。第四，系统条件被大大由于变频改善，该系统的设备，其中的影响开始是小，系统压力和流量波动不，调整缓慢增加或减少时，系统将不产生大的干扰，风机，泵激增的水锤效应的几率大大降低。在正常运行范围内，平稳和可靠的设备操作，损耗大大降低。43 万方数据青岛理工人学工程坝士学位论文第五后，噪声被大大降低电机的频率变换，由于较低的启动和关闭的速度，从而消除了滑动及尖啸声。最正常的操作是小于额定转速，噪音也大为减少：频率调节的时候，强烈的震动更是由于较小的管道和阀门的线性系统。4．5其它风机变频改造情况神头第二发电厂属于国家电网的重点改造项目，2012年神头第二发电厂1号机组进行了引风机变频改造，变频器采用“一拖一自动旁路柜”配置方案口2|。节能效果如表4．7所示。表4．7神二电厂引风机变频改造节能效果图#1送风机变频改造节电效果负荷Mw500450400350改前耗电率％0。550．580．62O．68改后耗电率％0．420．430．450。46耗电率下降％0．13O．15O．17O．22节电率％23．6426．2l27．4232．59#1引风机变频改造节电效果负荷Mw500450400350改前耗电率％0．520．55O．58O．66改后耗电率％0．500．520．53O．49耗电率下降％0．02O．030．05O．17节电率％3．855．458．6225．76#l炉一次风机变频改造节电效果负荷Mw500450400350改前耗电率％1．041．201．391．6改后耗电率％O．88O．931．051．1耗电率下降％0．16O．270．34O．5节电率％15．3822．5024．4631．25综上，神头第二发电厂高压电机变频运行，同种状态下单台风机节电率达20％左右，引风机变频改造也同样取得了较好成效。 万方数据青岛理T人学工程硕士学位论文结论莱芜电厂4号机组引风机采取变频装置多点平串联技术改造，使机组引风机功率单元串联，通过对逆变桥进行正弦控制，得到矩形波，波形正弦度趋好，实现了变频调速，节约能耗，减少了对电缆和电机的绝缘损坏，提高了生产效率，降低了生产成本，达到了节能降耗、安全可靠、利于环保的目的。由于莱芜发电厂引风机变频调速改造降低了能耗，提高了效益，并且安全可靠，所带来的经济效益和社会效益十分显著。企业的另外机组引风机也势必进行变频调速节能改造。建议在火电厂引风机节能改造过程中，要注意考虑各机组实际情况，综合考虑引风机系统设备各项性能指标，改造现场的环境，改造资金投入等各个方面。考虑到电厂引风机变频改造的具体情况，建议应该遵循以下原则：一是安全第一的原则。引风机作为电厂机组的辅助电机，可靠、稳定的运行是最重要的，安全性是一个先决条件。二是节能降耗的原则。在变频改造过程中，变频设备配置上，要做到合理优化，争取节电率最优效果。三是综合改造的原则。引风机改造只是发电厂辅助电机之一，可考虑与其他辅助电机一并进行改造，并充分利用现有机械设备，统筹兼顾，节约成本。四是提高效益的原则。引风机变频改造，投资回收期约为3年。要考虑政策支持和金融扶持，争取国家立项，努力缩短改造期限，提高改造项目投资回报率。45 万方数据青岛理T人学工程坝{‘学位论义参考文献【l】刘风袖。高压变频器在J。‘州发电厂给水系统改造中的应用[D】。华南理工大学2012【2】薛原。变频技术在重庆发电厂烟风系统节能改造中的研究与应用[D】。重庆大学2012【3]罗国平。燃气一蒸汽联合循环机组凝泵变频节能改造的控制研究【D】。华南理工大学2012[4]何赛。燃机电厂凝结水泵变频改造研究【D]。华南理上大学2012【5]刘俊峰。变频调速技术在火电厂引风机上的应用研究【D】。华北电力大学2012[6]相玲。变频调速技术在风机、水泵节能改造中的应用[D】。华北电力大学2012[7】赵鑫。变频技术在锅炉引风机上的应用【D]。吉林大学2013[8]陈灏。准大发电厂一次风机与凝结水泵高压变频改造的研究及应用【D】。天津大学2010[9]唐修波。火力发电厂锅炉风机变频器改造及其自动化控制设计【D]。南京理工大学2010【10】KeithCorzine，YakovFamiliant．AnewcascadedmultilevelH-bridgedrive。IEEETransactionsonPowerElectronics．2012[11】SuhBum·Seok，HyunDong-Seok．ANewN-LevelHiIghVoltageInversionSystem．IEEETransactionsonIndustrialElectronics．2010[12】Mwinyiwiwaeta1．MultilevelSTATCOMwithThirdHarmonicEliminationontheDCLinkCapacitorVoltages．IEEEProc．ofPESC‘97．201l【13】RCSpencer，KCCoRon．amethodforpredictingtheperformanceofsteamturbinegenerators16500kWandlarger．ASMEpaperNo．62一心一209．2010【14】FZ．Peng．AMultilevelVoltageSourceInverterwithSeparateDCSourceforStaticVarGeneration．Proc．ofIEEE1AS‘95．2010【15】T．Meynard，M．Fadel，N．Aouda．ModelingofMultilevelConverterS．IEEETrans．onlnd．Electron．2012[16】WenhuaLiu，QiangSong，XiaorongXie，eta1．6kV／1800kVAMediumVoltageDrivewithThree。levelNPCInverterUsingIGCTs．ProcOfIEEEAPECEighteenthAnnual．20l3【17】P．K．Steimer,，J．K．Steinke，，H．E．GrQning—SConner．”Areliable，interface-friendlyMediumVoltageDrivebasedontherobust1GCTandDTCtechnologies．”．ConfRec．IEEE-IASAnnu．Meeting．2013【18】H．Stemmel．"ConfigurationsofHighPowerVoltageSourceInverterDrives”．Proc．5-(th)Eur．ConfiPowerElectron．2013fl91KaufholdM．BornerG,EberhardtM，eta1．FailuremechanismoftheintertuminsulationoflowVOltageelectricmachinesfedbypulsecontrolledinverters．IEEEElectricalInsulationMagazine．2011f201XiaomingYuan，lvoBarbi．FundamentalsofaNewDiodeClampingMultilevelInverter．IEEETransactionsonPowerElectronics．2012『21]W@unYin．Failuremechanismofwindinginsulationsinverterfedmotors．IEEEElectricalInsulationMagazine．2010[22]SteffenBemet．Recentdevelopmentsofhighpowerconvertersforindustryandtractionapplication．IEEETransactionsonPowerElectronics．20l[23]MeynardTA，FochH．Multilevelconversion：highvoltagechoppersandvoltage—sourceinverters．IEEETransactionsonPowerElectronics．2012[24】SozerY’TorreyDA，RevaS．NewinverteroutputfiltertopologyforPWMmotordrives．IEEETransactionsonPowerElectronics．2010f251SubjakJS，McquikinJS．Harmonics—causes，effects，measurements，andanalysis：anupdate．1EEETransactionsonIndustryApplications．201 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