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新科瑞变频器在某钢铁集团余热发电系统中的应用
日期: 2018-11-16
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  引言

  新科瑞变频器在河北某钢铁集团的余热发电项目变频改造,主要应用在锅炉的引风机,应用5.5—220kw不同功率段的变频器改造。引风机是热电厂重要的辅助设备之一,锅炉引风机是锅炉助燃的主要部分,它是将锅炉燃烧产生的高温烟气经水磨除尘、静电除尘器,再经烟囱排出的动力设备。锅炉燃烧时,负荷发生变化,为保证炉堂负压,烟气含氧量及相应气温、气压的相对稳定,需要及时的调整引风机的吸风量,并靠挡板的开度来调节风量的大小。

新科瑞变频器在某钢铁集团余热发电系统中的应用

  1、锅炉引风机现状分析

  早期热电厂在选择锅炉配套风机时,通常要考虑短期的超负荷能力,并加以适当裕量来确定机型。而在选定锅炉时,又要根据工艺最大负荷和适当裕量来确定锅炉容量。因此,在选定引风机时又受到产品规格分档的限制,最后采用引风机容量往往偏大,加之对锅炉引风机的调节是靠调节挡板来完成的,所以当风量变化时,引风机系统会浪费大量的电能。而采用挡板进行风量控制存在许多问题:

  采用挡板控制风的流量时,大量的能量损耗在挡板的节流过程中,浪费了大量的能源。

  烟气中的灰尘等对挡板的冲击比较大,易出现故障。由于烟气中的灰尘经常在挡板上结垢,造成挡板卡死,增加了对挡板的检修维护最,故障率较高。

  因挡板动作迟缓,执行机构长时间运行会出现越来越大的空行程。挡板阀门的执行机构力矩大,易出现问题,而且不能长期频繁调节,其线性度不好,动态性也不好,构成闭环自动控制较难。锅炉调节挡板开度的执行机构由于挡板卡死经常将其拐臂或底座拉断,以及开关不能到位等一系列问题,加大了对执行器的维护量。余热厂为了避免以上的问题,在锅炉引风机上采用了变频调速。

  2、引风机变频器调速的节能原理

  变频器主要由整流器、滤波系统和逆变器三部分组成,工作时首先将三相交流电经桥式整流装置变为直流电,脉动的直流电压经平滑滤波后在微处理器的调控下,用逆变器将直流电再逆变为电压和频率可调的三相交流电源,输出到需要调速的电动机上。由电机学的原理:电机转速公式为n=60/p(1-S),式中n、f、d、p分别表示电机转速、输入频率、电机转差率、电机磁机对数。

  档风机的转速从n1变为n2时,Q、H、P大致变化关系为:

  Q2=Q1(n2/n1)

  H2=H2(n2/n1)2

  P2=P1(n2/n1)3

  式中:Q-风量;H-风压;P-风机功率。

  由上式可知风机流量与转速的一次方成正比,压力与转速的二次方成正比,而轴功率与转速的三次方成正比,理想情况如下关系:

  由上表可见:当需要流量下降时,调节转速可以节约大量能源,如:流量需求减少一半时,如通过变频调速,则理论上讲,反需额定功率的12.5%,即可节约87.5的能源。如采用传统的挡板方式调节风量,虽然也可能相应降低能源消耗,但节约效果与变频相比,则天壤之别。

  3、变频器的优点

  (1)调节方便。对于非常需要频繁调节的锅炉来说,使用变频器调速非常方便。

  (2)节能效益。通过对流量变化与功率变化的比较,可以看出变频调速节能效益非常明显。

  (3)对电气设备及电网的益处。

  1由于变频器卓越的软启动/停止功能(可能零转速启动),启动电流可限制在额定电流以内,实现电机软启动,大大减小了启动冲击电流对电动机和电网的冲击;使风机的转速平稳,由此减少了电机故障,从而大大延长了电机的检修周期和使用寿命。2使用变频器可提高功率因素,减少无功损耗。

  (4)对机械设备及管网的益处。1由于风门的全开,杜绝了喘振、紊流及风门故障的可能。2由于变频器特有的平滑调节,从而大大减少了风机的机械磨损,降低了轴承、轴瓦的温度,有效减少了检修费用。延长了风机使用寿命。3使用变频调节后,负压调节变得快速、灵敏,进一步提高了设备运行控制和系统运行管理的自动化水平。

  4、结束语

  通过对锅炉引风机节能控制系统的改造,可以解决挡板卡死及执行器拐臂拉断的问题,但更为主要的是节能效果明显。虽然改造前期投入比较大,但从长远来看,其节约下来的电力成本远远大于投入。锅炉引风机系统运行也得到有效合理控制。新科瑞变频器在改造后运行稳定,性能优越,得到客户的高度认可。

新科瑞变频器在某钢铁集团余热发电系统中的应用


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