工艺流程示意图
变频器内具有PLC和中文的人机界面,将给给现场调试工作带来很大便利,调试周期很短。各种参数设置十分方便,根据现场烟气的多少,可以及时调整各速度段点的风量,除尘改造后,现场条件将会大为改善。
速度点
调速比例
风量
运行情况
A-B
25%
105000m3/h
1个除尘点除尘
B-D
40%
168000m3/h
2个除尘点除尘
D-F
65%
273000m3/h
3个除尘点除尘
F-H
90%
378000m3/h
4个除尘点除尘
H-J
100
420000m3/h
5个除尘点除尘
风机实际运行时的电流在53A-60A之间,风机的额定轴功率为596KW,按照电流比试运行时的电机输入功率为:PSZ=IS/Ie×Pez=(53~60/85.5)×728.58=452kW~511kW。取平均值482KW.
根据统计,风机在一天中各速度段的运行时间数据如下表:
序号
名 称
1个除尘点除尘
2个除尘点除尘
3个除尘点除尘
4个除尘点除尘
5个除尘点除尘
备 注
1
每天除尘运行时间
2
除尘点编号
A
B
C
D
E
3
除尘周期时段
A-B
B-D
D-F
F-H
H-J
4
运行时间h
5
5
5
5
4
5
风量Q3/h
105000
168000
273000
378000
420000
6
风量比K
0.25
0.4
0.65
0.9
1
7
输入功率PS
平均值为482KW
调速之后
8
耗电kW
48.2
82
216.9
409.7
482
9
节电率(%)
90
83
55
15
0
10
节电PSZ(kW)
433.8
400
265.1
72.3
0
11
节电量kWh
2169
2000
1325.5
361.5
0
12
每天节电费(元)
1127.88
1040
689.26
187.98
0
13
年节电费(元)
序号12:(A+B+C+D+E)×T
3045.12×300=913536元
年运行T=300天
第三部分、技术方案
一、JZHICON-1A系列高压变频调速装置的特点:
1、变频调速装置是通过改变电机电源的频率,使电机在不同的频率下运行,从而使电机的转速改变。
(1) 调速范围宽,可以从零转速到工频转速的范围内进行平滑调节。
(2) 能实现软启动,启动时间和启动的方式可以根椐现场工况进行调整。
(3) 频率的调整是根据电机在低频下的压频比系数进行电压和频率的输出,在低转速下,电机不仅是发热量低,而且输入电压低,将使电机绝缘老化速度降低。
二、技术特点
串联多重化叠加技术的应用实现了真正意义的高-高电力变换,无需降压升压变换,降低了装置的损耗,提高了可靠性,解决了高压电力变换的困难。串联多重化叠加技术的应用还为实现纯正弦波、消除电网谐波污染开辟了崭新的途径。
三、性能指标高
(1)高功率因数,达0.95以上,无需另加功率因数补偿装置,避免了因无功带来的罚款。
(2)效率高,高达96%以上,远远高于可控硅大功率调速装置。
(3)符合IEEE519-1992标准的严格要求,不对电网产生谐波污染,完全无需任何滤波装置。
(4)对电机不产生谐波污染,有效降低了电机的发热量,噪声与采用工频供电时相近。
(5)转矩脉冲很低,不会导致电机等机械设备的共振,同时也减少了传动机构的磨损。
(6)输出波形完美,失真度小于1% 。
(7)电动机的电应力强度与采用工频供电时相近,无需配备特殊电动机。
(8)与电机的连接不受电缆长度的限制。
四、科技含量高
(1)采用大规模门阵列CPLD电路,实现了PWM控制的高度实时性、快速性和准确性。
(2)两光纤实时传送技术,获得了国家发明专利,使得控制单元与功率单元之间的通讯更加迅速、可靠。
(3)特别设计的H桥逆变电路,已获得了国家专利,为系统运行的可靠性提供了保障。
(4)完善的功率单元旁通技术,已获得了国家专利,进一步提高了系统运行的可靠性。
(5)控制部分采用高性能的DSP和FPGA芯片,使得控制系统的性能大大提高,实现恒定V/F和恒转矩控制,提升特性可任意设定,满足各种机械启动及运行的要求。
(6)优秀的DSP软件数学模型,使得系统运行的实时性和效率大大提高。
五、高压变频系统的设备组成
整套高压传动变频系统由变压器柜、功率柜、控制柜以及可以选配的旁路开关柜组成。
1、压器柜内装一台输入变压器,干式,付边多绕组。输出电压有18个付边三相绕组。这些付边三相绕组分为三组,分别供给功率柜中三个相的功率单元。变压器配有测量装置,在绕组温度超过警戒线时能报出变压器过热警告信号和变压器过热故障信号,由主控器接收、处理。变压器柜顶装有通风机以排走变压器在工作时产生的热量。
2、功率柜内装有18个功率单元,分属三个相,即每相6个功率单元串联。功率单元为一单相桥式变频器,由输入变压器的付边绕组供电,整流、滤波后由4个IGBT以PWM方法进行控制,输出可变频、变压的交流电,串联叠加后可输出0~50HZ、0~6KV的三相交流电,以驱动交流电动机。柜内装有输出电压和电流的检测装置,检测到的信号送主控器处理。功率单元配有集中通风风机,冷却IGBT等半导体器件。来自主控器的控制信号和送往主控器的应答信号都经过光缆传送,既有高的电隔离能力,又有高的抗电磁干扰性能。
3、控制柜内装有一台主控器,它是双DSP(数字信号处理器)微机控制系统,可以与彩色液晶触摸屏、功率单元实现通讯。将来自功率单元的应答信息经光/电转换器转换成电信号,予处理后送主控器集中处理。主控器根据控制命令、给定信号及运行信息、应答信息进行运行控制、状态分析、故障诊断等运算,检测出故障后按故障性质进行故障处理,如封锁系统、高压跳闸等,并给出相应故障信号,还提供故障音响信号。从I/O接口可输出运行状态(开关量)及运行参数(模拟量),用户可根据需要选择输出量。CPU单元上备有PC机接口,通过在PC机运行调试程序,可以以画面形式进行调试和诊断,并可同时显示系统中五个变量的时间波形和数字量,是系统调试和诊断的良好工具。CPU单元上还备有通信接口(RS232),可以以通信方式从上位机取得控制命令和给定信号,控制变频器的运行,并返回运行状态和运行参数的有关信息,以供集中监控。
4、旁路开关柜装有三只高压断路器、高压带电显示器和按钮等,变频运行方式时, KM1断开,KM2和KM3闭合;工频运行方式时, KM1闭合, KM2及KM3断开。变频故障时可自动旁路至工频运行。
柜体尺寸:从左至右依次为:变压器柜、功率柜、控制柜,深度为1200mm。可选配的旁路柜宽度为900mm,高度及深度均和变频装置一致。
六、系统方案
1、改造前,采用高压设备直接带动电机进行运行,通过调节风门的开度来改变流量及出口压力。方案图为
2、改造后,采用变频装置对电机转速进行调节,从而进行调节流量及风门出口压力。同时带有旁路系统,当变频器故障是可以打到旁路运行。方案图为
改造后,原有电机不降额使用,原有高压电缆可继续使用。
第四部分:应用高压变频调速之后将会产生的其它效果
提高输入功率因数:功率因数提高之后,避免由于功率因数过低造成的电网电压降过大,可以降低电网的无功损耗和无功经济当量。
改善工艺:除尘风机变频调速之后,风机可以非常平滑稳定的调整风量,运行人员可以自如的调控,除尘风机运行参数得到改善,提高运行效率。
延长电机和风机的使用寿命:由于除尘风机为离心式风机,启动时间长,启动电流大(约6~8倍额定电流),对电机和风机的机械冲击力很大,严重影响其使用寿命。而采用变频调速后,可以实现软起动和软制动,对电机几乎不产生冲击,可大大延长机械的使用寿命。
减少风门机械和风机叶轮的磨损:安装变频调速后,风机将会经常工作在比原来定速时低很多的转速下运行,因此,将会大大减少风机叶轮的磨损,减少风机振动。延长风机的大修周期,节省检修费用和时间。