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      新科瑞變頻器在某鋼鐵集團余熱發電系統中的應用
      日期: 2018-11-16
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        引言

        新科瑞變頻器在河北某鋼鐵集團的余熱發電項目變頻改造,主要應用在鍋爐的引風機,應用5.5—220kw不同功率段的變頻器改造。引風機是熱電廠重要的輔助設備之一,鍋爐引風機是鍋爐助燃的主要部分,它是將鍋爐燃燒產生的高溫煙氣經水磨除塵、靜電除塵器,再經煙囪排出的動力設備。鍋爐燃燒時,負荷發生變化,為保證爐堂負壓,煙氣含氧量及相應氣溫、氣壓的相對穩定,需要及時的調整引風機的吸風量,并靠擋板的開度來調節風量的大小。

      新科瑞變頻器在某鋼鐵集團余熱發電系統中的應用

        1、鍋爐引風機現狀分析

        早期熱電廠在選擇鍋爐配套風機時,通常要考慮短期的超負荷能力,并加以適當裕量來確定機型。而在選定鍋爐時,又要根據工藝最大負荷和適當裕量來確定鍋爐容量。因此,在選定引風機時又受到產品規格分檔的限制,最后采用引風機容量往往偏大,加之對鍋爐引風機的調節是靠調節擋板來完成的,所以當風量變化時,引風機系統會浪費大量的電能。而采用擋板進行風量控制存在許多問題:

        采用擋板控制風的流量時,大量的能量損耗在擋板的節流過程中,浪費了大量的能源。

        煙氣中的灰塵等對擋板的沖擊比較大,易出現故障。由于煙氣中的灰塵經常在擋板上結垢,造成擋板卡死,增加了對擋板的檢修維護最,故障率較高。

        因擋板動作遲緩,執行機構長時間運行會出現越來越大的空行程。擋板閥門的執行機構力矩大,易出現問題,而且不能長期頻繁調節,其線性度不好,動態性也不好,構成閉環自動控制較難。鍋爐調節擋板開度的執行機構由于擋板卡死經常將其拐臂或底座拉斷,以及開關不能到位等一系列問題,加大了對執行器的維護量。余熱廠為了避免以上的問題,在鍋爐引風機上采用了變頻調速。

        2、引風機變頻器調速的節能原理

        變頻器主要由整流器、濾波系統和逆變器三部分組成,工作時首先將三相交流電經橋式整流裝置變為直流電,脈動的直流電壓經平滑濾波后在微處理器的調控下,用逆變器將直流電再逆變為電壓和頻率可調的三相交流電源,輸出到需要調速的電動機上。由電機學的原理:電機轉速公式為n=60/p(1-S),式中n、f、d、p分別表示電機轉速、輸入頻率、電機轉差率、電機磁機對數。

        檔風機的轉速從n1變為n2時,Q、H、P大致變化關系為:

        Q2=Q1(n2/n1)

        H2=H2(n2/n1)2

        P2=P1(n2/n1)3

        式中:Q-風量;H-風壓;P-風機功率。

        由上式可知風機流量與轉速的一次方成正比,壓力與轉速的二次方成正比,而軸功率與轉速的三次方成正比,理想情況如下關系:

        由上表可見:當需要流量下降時,調節轉速可以節約大量能源,如:流量需求減少一半時,如通過變頻調速,則理論上講,反需額定功率的12.5%,即可節約87.5的能源。如采用傳統的擋板方式調節風量,雖然也可能相應降低能源消耗,但節約效果與變頻相比,則天壤之別。

        3、變頻器的優點

        (1)調節方便。對于非常需要頻繁調節的鍋爐來說,使用變頻器調速非常方便。

        (2)節能效益。通過對流量變化與功率變化的比較,可以看出變頻調速節能效益非常明顯。

        (3)對電氣設備及電網的益處。

        1由于變頻器卓越的軟啟動/停止功能(可能零轉速啟動),啟動電流可限制在額定電流以內,實現電機軟啟動,大大減小了啟動沖擊電流對電動機和電網的沖擊;使風機的轉速平穩,由此減少了電機故障,從而大大延長了電機的檢修周期和使用壽命。2使用變頻器可提高功率因素,減少無功損耗。

        (4)對機械設備及管網的益處。1由于風門的全開,杜絕了喘振、紊流及風門故障的可能。2由于變頻器特有的平滑調節,從而大大減少了風機的機械磨損,降低了軸承、軸瓦的溫度,有效減少了檢修費用。延長了風機使用壽命。3使用變頻調節后,負壓調節變得快速、靈敏,進一步提高了設備運行控制和系統運行管理的自動化水平。

        4、結束語

        通過對鍋爐引風機節能控制系統的改造,可以解決擋板卡死及執行器拐臂拉斷的問題,但更為主要的是節能效果明顯。雖然改造前期投入比較大,但從長遠來看,其節約下來的電力成本遠遠大于投入。鍋爐引風機系統運行也得到有效合理控制。新科瑞變頻器在改造后運行穩定,性能優越,得到客戶的高度認可。

      新科瑞變頻器在某鋼鐵集團余熱發電系統中的應用


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