变频新风机组范文

变频新风机组范文（精选8篇）

变频新风机组 第1篇

关键词：家用变频多联机,新风引入方式,工程应用

一、家用变频多联机的特点及引入新风的必要性

家用变频多联机即应用在居民住宅中的小型VRV系统。随着我国国民经济的发展, 居民住宅面积和对舒适度的要求也不断提高, 近年来家用变频多联机系统在居民住宅中的应用也越来越广泛, 目前已经成为家用空调市场的热点之一。

家用变频多联机成为家用空调市场的热点, 并不是偶然的。家用变频多联机与家用分体空调器相比, 制冷制热更快速、冬季制热效果更好, 同时也提高了空调房间的气流组织效果, 满足了居民更好的空调舒适性的要求;家用变频多联机与户式中央空调中的水管机、风管机相比, 更节能、安装更简单, 控制更灵活, 同时避免了水管机的漏水问题以及风管机的占用住宅层高等问题, 因此家用变频多联机从技术上说是一种比较理想的户式中央空调形式。

目前在居民住宅家用变频多联机系统的工程应用中, 一个比较显著的技术问题就是家用变频多联机难以用比较简单、技术可靠以及低成本的工程方案引入新风, 因此在目前相当一部分家用变频多联机系统工程中无新风系统。这就使居民住宅家用变频多联机系统和普通分体空调一样无新风供给, 导致长时间使用时室内空气质量下降, 容易形成“空调病”, 而难以引入室外新鲜空气, 也是居民住宅家用变频多联机系统被用户最为诟病的缺点之一。

由于家用变频多联机系统大规模进入居民住宅空调市场时间不长, 家用变频多联机系统在是否引入新风、引入新风方式等方面仍缺乏统一认识, 国家相关部门对其的设计、安装、维护还缺乏统一的强制性规范, 因此对家用变频多联机新风引入方式, 尤其是低成本的简易新风引入方式进行深入研究很有必要。

二、家用变频多联机引入新风的主要方式及其优缺点

目前在家用变频多联机系统的工程应用中, 常用的新风引入方式主要有以下几种:

(一) 用自然方式引入新风。这种方式就是利用住宅窗户的自然开启或者卫生间排风扇以及厨房的油烟机排风在房间形成负压, 进行无组织新风引入。这种方式的优点是成本最低, 对空调系统施工无任何影响, 但缺点就是新风引入量难以控制, 且引入的新风未经任何处理, 洁净程度不佳, 房间空气品质无法得到根本改善。

(二) 用普通室内机来引入新风。这种方式就是利用有高静压风管型室内机带有的新风接口来连接新风管, 利用室内机风机的吸入负压来引入新风。这种新风引入方式的优点是除了增加一点风管和风管连接器外, 不需要增加其他设备, 工程成本增加很小, 风管施工容易实现, 如果室内机放在靠近外墙的安装位置, 通过做局部吊顶, 对普通层高的住宅也适用。它的缺陷是家用变频多联机的普通室内机是按照处理回风的工况进行设计, 而单位新风负荷比回风负荷要大, 尤其在夏季高温和冬季低温很恶劣的室外工况下, 普通室内机承担的负荷过大, 工况恶化, 在室内机容量超配较大的情况下比较容易使室内机甚至是室外机超载损毁。

(三) 用新风换气机来引入新风。这种方式在工程中应用较多, 他的优点是利用新风换气机的全热或显热交换器在新风和室内排风之间进行热交换, 用室内排风中的冷量和热量来冷却和加热室外新风, 可起到明显的节能作用, 热回收效率可大60%～70%, 同时对于主机的工作负荷压力较小, 对于层高较高, 面积较大的别墅型住宅, 这种方式尤其适用。但这种方式的缺点是要增加新风换气机的投资和维护成本, 同时还要设计新风送风管道和排风管道, 这也增加了投资和施工难度, 对于层高较低的住宅, 难以在现场布置风管也是限制这种新风引入方式的重要原因。

(四) 利用专用新风机来引入新风。很多家用变频多联机厂家可提供专用新风机来处理新风, 这种专用新风机增加了换热气的管排数, 提高了空气处理时的焓差, 这种方式的优点是可以把室外新风直接处理到送风状态, 对其他室内机的负荷无影响。这种方式的缺点和使用新风换气机一样要在室内布置风管, 在普通住宅中受到很多限制;由于普通住宅变频多联机系统一般不选用模块式组合, 因此新风机与其他室内机共用一台主机, 当家用变频多联机主机的压缩机为定频与变频机的组合时, 而新风负荷较大时, 由于主机中的定频压缩机工作时间较长, 容易疲劳甚至超载损毁。同时这种新风引入方式也明显增加了专用新风机的成本以及风管施工工程成本, 经济性没有优势。

三、家用变频多联机简易新风引入方式分析

普通家庭住宅的空调系统应用的特点主要有:普通住宅层高一般较低, 只能使用局部吊顶来安装空调末端设备;用户对室内温湿度精度、新风量等舒适性的要求不高, 但一般对经济性等要求较高;家庭内一般有卫生间排风扇、厨房油烟机等排风设备;过度季节一般不使用空调系统而自然通风, 即使在夏季和冬季空调系统使用时间大大增强, 一般也不会24小时使用, 空调系统仍有较长间歇时间。

基于以上普通家庭住宅的家用变频多联机系统应用的特点, 笔者认为用自然方式引入新风结合普通高静压风管型室内机引入新风这种简易方案来为家用变频多联机系统引入新风是一种合理的、能满足普通住宅用户使用要求的且经济性最佳的方式。

不论是自然方式引入新风方式还是普通高静压风管型室内机引入新风方式, 它们的空气处理过程都可用图一来表示, 它们的空气处理方案都可用图二来表示。

在过度季节, 不需要空调系统工作时, 普通住宅室内可使用开窗自然换气、卫生间排风扇、厨房油烟机等强制换气、室内电风扇开启促使室内外空气流通等方式满足室内通风需求。在室外环境恶劣时也可使用家用变频多联机室内机的通风模式在不打开窗户的情况下, 通过加装过滤器或过滤网的新风口吸入室外空气进行室内外换气, 满足室内空气品质的要求。

在夏季需要家用变频多联机制冷或冬季制热时, 关闭门窗, 主要由家用变频多联机的高静压风管型室内机从新风管引入新风, 新风通过新风口附近的静压箱、新风风管被吸入各个室内机的回风箱, 经各室内机进行热湿处理后随送风进入各个房间。在这种方案中, 不设置单独的排风管, 利用门窗自然渗风和卫生间排风扇、厨房油烟机等排风设备进行排风。

至于新风负荷所导致的家用变频多联机室内机与室外机负荷过大, 运行工况恶化等问题, 如图1所示, 新风增加的夏季工况下的冷负荷为△Q=G× (hC- hN) =m× (hw- hN) , 公式中 △Q增加的冷负荷、G为室内机送风量、hw、hC、hN分别为是室外空气焓值、新会风混合状态点焓值和室内空气状态点焓值。

从该公式中可以看出, 新风增加的夏季工况下的冷负荷在室内外空气状态不变的情况下与新风量成正比, 也就是说, 控制新风量就可以控制因新风负荷给家用变频多联机系统所带来的额外负荷。而目前市场上的大部分家用变频多联机系统都可以进行容量超配实际, 有的机型甚至允许超配150%, 而且家用变频多联机使用变频压缩机, 室内机都配有电子膨胀阀, 能量输出可在相当大的范围内调节, 另考虑到家庭用户的同时使用系数较低等因素, 一般认为在新风比不大于10%的情况下, 新风负荷不会对家用变频多联机系统的安全与正常使用造成破坏性的影响。

四、家用变频多联机简易新风引入方式的改进思路

(一) 卫生间排风扇、厨房油烟机风量的选择。

为了节省成本和简化风管的设置, 自然方式引入新风结合普通高静压风管型室内机引入新风这种简易方案不单独设置排风管, 需要门窗自然排风和卫生间排风扇、厨房油烟机强制排风相配合, 因此在房间装潢时, 卫生间门和厨房门的下部最好有换气格栅, 以促进室内空气定向流动。卫生间排风扇、厨房油烟机风量的选择也应考虑与空调系统新风量相配合, 应比新风量适当小些, 已形成室内正压。

(二) 新风口静压箱。

自然方式引入新风结合普通高静压风管型室内机引入新风这种简易方案实施的一个难点是新风口的设置。如果有室外安装位置可以在住宅两侧设置新风风机箱, 分别向南北两侧的室内机提供新风。如果没有室外安装位置可以在住宅两侧室内的局部吊顶内设置回风静压箱, 把新风用风管直接接入室内机回风静压箱, 在通过出口风管送至同侧各室内回风箱, 设置回风静压箱, 一方面是便于各个室内机分配新风, 同时也是对室外新风进行一定的预冷预热。但这种新风接入方式, 由于各室内机风机功率、吸入压力不同, 应进行风管阻力计算, 以避免管道中气流的紊乱, 必要时可以在静压箱各室内机新风管接口处设置一些风阀, 新风引入口应使用可调式风口, 系统调试时进行阻力平衡, 调节各室内机新风量。

(三) 新风量的均匀分配。

为了避免室内机与室外机的超载, 用普通高静压风管型室内机引入新风方式应该限制新风量, 并按各个室内机的容量大小, 均匀分配新风量和新风负荷。应在新风管道设计计算时, 考虑各室内机的允许新风量以及选择合适的新风管管径。

(四) 新风量与家用变频多联机超配的设计配合。

考虑到增加的新风负荷对家用变频多联机主机和室内机的影响, 在室内机总容量计算时应考虑新风负荷, 家用变频多联机设计时应适当减少超配系数。

(五) 室内机的保温与防冻。

考虑到我国南方地区对家用变频多联机系统的应用更广泛, 由于南方地区气候的特点, 所有新风风管应做好保温, 防止滴水。家用变频多联机可在-15℃的低温环境中制热运行, 在局部寒冷地区, 为了增加运行可靠性, 可在新风风机箱或回风静压箱设置电加热器, 冬季预热新风, 电加热器和新风引入口风阀可与主机中的定频压缩机或全部使用变频压缩机的主机中的基础压缩机电源连锁。

五、结语

考虑到普通住宅空调用户和家用变频多联机系统的特点, 用自然方式引入新风结合普通高静压风管型室内机引入新风这种简易方案来为家用变频多联机系统引入新风是一种比较适合的简易方式。在这种新风引入方式的工程应用中, 应根据住宅的特点和项目所在地区气候特点在新风系统设计、施工中灵活应用、不断改进。

参考文献

[1].付小平.空调技术[M].北京:机械工业出版社, 2007, 7

[2].本书编写组.中央空调选型、调试、控制和维修[M].北京:人民邮电出版社, 2002, 10

[3].邵双全, 石文星, 李先庭, 彦启森.多元变频VRV空调系统原理[J].全国暖通空调制冷2002年学术年会论文集, 2002, 10

[4].三菱重工 (上海) 有限公司KX6系列技术手册, 2008

变频新风机组 第2篇

【关键词】离心式冷水机组；变频调速；节能效果；变频改造

一、前言

离心式冷水机组运用于中央空调系统中具有明显的优势，在功能上，离心式冷水机组的单机制冷量大；在体积方面，离心式冷水机组结构紧凑，不仅重量轻，而且占地面积较小；在运行方面，离心式冷水机组运行平稳，工作可靠，且其运行产生的振动幅度小，噪音小。但是，由于我国部分地区的中央空调负荷会随着季节的温度变化、昼夜温度的变化而变化，而当前的离心式冷水机组运行调节对机组的节能效果不明显，常常导致中央空调常年运行的费用居高不下的情况。本文通过选用型号为YKCECEQ75COF的约克离心机进行变频节能效果分析，以得出离心式冷水机组变频调速后节能效果的结论。

二、离心式冷水机组变频调速装置运行原理

离心式冷水机组变频调速装置也可被称为VSD，其主要运用独特的控制逻辑，通过将导流叶片开关度和电机转速进行同步调节，最终实现变频调速的目的。导流叶片能够让叶轮进口的制冷剂的绝对速度有预旋，因此可以调节能量头，并且能通过让流量改变以实现调节制冷量的作用[1]。在对导流叶片进行调节后，能够使压缩机可以在最大压头下的任何一个点上运行。若离心式冷水机组负荷降低，则导流叶片就会关闭，进而使离心式冷水机组的负载减轻。通过进口导叶调节，能够让喘振点在极小的制冷量情况下才得以发生。当室外温度和中央空调负荷降低时，可以运用变速控制使压缩机转速降低，一方面能够使离心式冷水机组在部分负荷中平稳、有效的运行，另一方面能够极大的降低离心式冷水机组的功耗，实现变频调速节能效果。

三、离心式冷水机组变频调速节能原理分析

对于大型建筑而言，离心式冷水机组运用于中央空调系统中具有明显的优势，是空调冷源的首选产品，其工作点主要受到离心式制冷机的特性以及换热器的特性的共同影响。在离心式制冷机和特定的换热器匹配后，离心式制冷机的自身特性会对实际制冷量产生影响，同时，冷凝器和蒸发器的运转也会对制冷量产生影响[2]。

（一）部分负荷状态下运行的节能 离心式冷水机组几乎有九成的运行时间都在部分负荷工况状态下运行的。一般而言，在部分负荷状态下，离心式冷水机组可以运用调节导流叶片开度的方式，调节离心式冷水机组的制冷量。在70-90%部分负荷的时候，其可以达到最高的制冷效率，当负荷降低，则单位制冷量的能耗将大幅度上升[3]。通过使用变频调速装置，能优化电机转速和导流叶片的开度，让离心式冷水机组的运行转速尽可能降低，而使节能效率达到最高，减小能耗。

（二）低温冷却水状态下运行的节能 离心式冷水机组在昼夜温度变化和季节温度变化等条件下运行时，其冷却水的温度通常相对较低，需要有足够的蒸发压力和冷凝压力才能满足离心式压缩机的运行条件，而通过调节进口导叶或降低输气量来满足离心式压缩机的工作，则或从一定程度上降低离心式冷水机组的节能效率。因此，需要通过使用变频调速装置调节压缩机的转速，从而使离心式冷水机组适应冷凝温度的变化，充分发挥低温冷却水的节能优势，实现离心式冷水机组变频节能[4]。

四、离心式冷水机组变频调速的节能效果分析

本文的节能效果分析主要选用约克离心机，其机组型号为YKCECEQ75COF，满负荷制冷量为2109kW（600TR），冷冻水温度为7-12℃，冷却水温度为32-37℃，其中蒸发器污垢系数为0.0176m2·℃/kW，冷凝器污垢系数为0.044m2·℃/kW[5]。

（一）变水温工况

当室外温度降低时，冷却水的温度也会随之降低，离心式冷水机组负荷也会相应的降低，在变水温工况下，变频的离心式冷水机组和定频的离心式冷水机组的节能效率有很大差别，具体数值参照表一。

通过表一数据可以看出，当负荷占比100%时，定频离心式冷水机组比变频离心式冷水机组的节能效率高，而在负荷占比低于100%的情况下时，变频离心式冷水机组的节能效果更为显著。

（二）恒水温工况

在冷却水温度不发生变化的情况下，离心式冷水机组的负荷会降低，恒水温下工况效率的具体数值可参照表二。

通过将表二的恒水温工况与表一的变水温工况进行对比，可以发现在40-80%的负荷比内，变频离心式冷水机组在恒水温下节能效果降低，并且其节能范围也大幅度减小，而在其他负荷比内电能的消耗却在增高。

（三）机组负荷占比不变，冷却水温度变化

当使离心式冷水机组负荷占比保持不变，冷却水温度发生变化的情况下，离心式冷水机组节能效果如表三所示。

通过对表三进行分析可知，当使离心式冷水机组负荷占比保持不变，冷却水温度发生变化的情况下，变频离心式冷水机组在25℃以下的范围内可以达到节能效果，并与冷却水温度降低成反比，即冷却水温度越低，变频离心式冷水机组的节能效果更加显著。

五、结束语

综上所述，通过对离心式冷水机组进行变频调速，可以在一定程度上提高离心式冷水机组的节能效果。随着我国工业的发展和人民生活水平的提高，离心式冷水机组特别适合采用变频调速装置进行变频改造，其在改造后具有高效節能的效果，值得被广泛运用于各个领域中。然而，在对离心式冷水机组进行变频改造时，必须要在计算精确的情况下进行，科学合理的确定定频离心式冷水机组和变频离心式冷水机组的数量，并且，在实际运行时，需要根据不同的工况配置相应的运行负荷，才能最大程度的实现节能效果。

参考文献

[1]何己有.离心式冷水机组变频拖动的节能改造[J].聚酯工业，2011，08（01）：182-183.

[2]詹彦敏，万斌.空调冷水机组合并优化节能改造[J].中国科技信息，2011，01（09）：23-24.

[3]闫唯嘉，任庆昌，闫秀英.基于遗传算法的冷水机组负荷分配与出水温度的优化[J].制冷与空调，2011，12（02）：235-236.

[4]林晓丽.全热回收型冷水机组的应用[J].暖通空调，2011，19（05）：94-95.

300mW机组凝结水泵的变频改造 第3篇

关键词：变频,节能,振动,改造,连锁

1 凝结水系统概况

内蒙古北方联合电力有限公司包头第三热电厂属于热点联产企业。安装有2台300mW机组。每台机组配有3台型50%容量的凝结水泵号, 2台运行1台备用。凝结水系统图如图1所示。

2 改造原因

1) 机组在300mW时, 凝结水压力也不低于2.7MPa, 除氧器上水调门开度在70%左右。低负荷时, 除氧器上水调门开度更小, 造成凝结水管道压力更高, 只有通过凝结水再循环门调节压力。这就造成了上水调门大量节流, 凝结泵的能耗一直在额定水平, 大量凝结水通过再循环又回到凝汽器, 经济性低;

2) 凝结水为中压系统, 低负荷时凝结水压力过高, 造成启停时管道振动过大。除氧器上水调门开度过小, 凝结水再循环调整门调整流浪过大, 造成振动, 已经造成凝结水再循环调整门多次损坏。夏季运行时, 凝结泵电机绕组线圈温度一直在95℃~105℃之间, 危害机组安全运行;

3) 电厂机组为调峰机组, 一般负荷率为60%~80%之间, 凝结水泵基本上一直处于非经济区运行, 为此对机组凝结泵进行变频改造。

3 改造方法

3.1 变频电气一次接线图

改造A、B凝结泵共用一台变频器, QS3、QS5、QS2在合闸位置, QS1、QS4、QS6分闸位置时, A凝结泵为变频运行, C凝结泵为工频备用泵。反之为C凝结泵变频运行, B凝结泵工频备用。两台凝结泵共用一个变频器电气一次接线图2所示。

3.2 连锁投运方法

为保证除氧器水位正常, 机组安全运行, 凝结泵连锁为 (A泵变频、C工频备用、B投连锁备用) :当运行的A凝结泵跳闸, 投连锁的B凝结水泵备用连起。检查变频器, 如变频器正常, 停变频器, 把变频器开关QS1、QS2、QS3、QS5拉到分闸位置, QS4、QS5合闸位置, QS3、QS5, 启动C凝结水泵, 停B凝结水泵, 投连锁备用。当机组1台变频泵、1台工频泵运行时, 跳任1台运行泵, 连起备用泵。

3.3 避免振动过大

由于设计、安装和设备等原因。变频器在运行到某段频率时可能会产生电机震动过大, 影响安全运行。为避免发生振动过大造成的事故, 应在变频装置控制系统内设置闭锁掉这段频率。表1为变频泵试运时测得的运行数据。表1数据显示, 凝结泵在40Hz到43Hz时震动明显过大, 超过或接近允许最大值, 所以将改区域闭锁优化。

3.4 报警设置

由于凝结泵连锁投入取点为凝结泵高压开关, 运行变频器故障跳闸 (凝结泵高压开关QF1、QF2不断开) , 备用连锁泵不连起。为增加机组安全、运行稳定性, 特别加入“变频器故障跳闸”光字报警, 以保证运行工人及时发现并处理事故。

3.5 运行措施

低负荷单台变频泵运行时, 为保证低旁减温水不闭锁, 保证凝结水压力不低于1.2MPa, 上水调门控制在70%以上开度, 利用变频器调整凝结泵出力。负荷大于220mW时, 1台变频、1台工频运行, 除氧器上水调门全开, 保证压力不低于1.3MPa, 利用变频器调整凝结泵出力。

4 改造后效果分析

1) 变频泵电动机启动电流为零, 只有随着变频器频率的增加才平滑增加, 而工频启动时, 启动电流为额定电流的3~5倍。变频启动消除了过大电流对电动机、6kV母线的冲击;

2) 机组满负荷时, 当采用变频运行时, 50Hz满载时, 功率因数接近1, 工作电流比额定电流要低3A~5A, 这使得变频泵额定频率时比工频泵节电10%左右。变频运行时功率因数比工频时要大, 启动时谐波也较低, 避免了继电保护的误动作;

3) 根据凝结泵改造前后运行数据记录, 凝结水泵改造前后的电流情况如表2所示。

由结果可以算出节电效果:由表2可以计算出电流平均节电率为32.4%左右。每日节电P1= (500×2×0.91×0.324) ×24=294.84×24=7 076.16kW·h。以上网电价0.25元/kW·h计算, 每月节省42 456元人民币。按年平均工作6 000小时计算, 节约177万kW·h, 创造经济价值442 500元人民币;

4) 启动时压力平稳, 运行时凝结水管道压力较低, 流量减小, 凝结水再循环门可以在全关位置, 减小了振动引起的阀门损坏, 同时减少了凝结水泵水锤效应;

5) 改造后凝结水泵电流降低, 转速降低, 使电机振动减小, 同时电机绕组线圈温度降低, 夏天最高为75℃左右。增加了电机的使用寿命。

5 结论

凝结泵变频改造减少了凝结水管道振动, 降低了夏季凝结水泵电机绕组线圈温度。除氧器上水调门开度在70%以上, 上水压力维持在较低水平, 大量较少了节流损失。变频维持在较低位置, 使凝结泵电流明显降低, 取得了较好的节电效果。运行人员应加强变频室巡检力度, 保证变频室温度在合适温度, 根据负荷及时调整变频器出力, 以保证机组安全、经济运行。

参考文献

[1]汽轮机本体检修.中国电力出版社.

[2]汽轮机设备检修技术问答.中国电力出版社.

[3]东方汽轮机厂原厂附带图纸及说明书.

300MW机组引风机变频控制改造 第4篇

大唐石门发电有限责任公司现有2台300 MW机组, 锅炉为哈尔滨锅炉厂生产的HG-1021/18.2-MW10型自然循环煤粉锅炉, 配2台引风机, 炉膛压力采用负压控制, 通过调节2台引风机入口静叶挡板来控制炉膛压力。2010年的机组小修对1号、2号炉共4台引风机进行了变频改造, 采用“一拖一”的方式, 在电机上加装了4套广东明阳龙源电力电子公司设计生产的MLVERT-D系列高压变频器。

1 存在问题

锅炉的炉膛压力调节通常采用调节引风机风门挡板开度的方法, 该方法主要存在以下问题: (1) 引风机入口静叶挡板卡涩严重; (2) 驱动入口静叶挡板的电动执行器故障频繁; (3) 电动执行机构的减速箱蜗轮蜗杆损坏现象时有发生。对于煤粉炉来说, 炉膛压力是一个波动十分频繁的控制量, 这就导致执行机构因频繁的调节而发生损坏, 严重影响机组正常运行, 因此需要对引风机控制系统进行改造。

2 改造的技术方案

针对存在的问题, 为了提高炉膛压力调节系统的可靠性, 目前比较好的办法是将炉膛压力控制由静叶挡板控制改为引风机电机变转速控制, 也即引风机电机变频控制。采用引风变频调速技术具有以下优点: (1) 延长电动机和风机的使用寿命; (2) 实现引风机风门挡板全开, 减少了挡板节流损失, 且能均匀调速, 节约大量的电能; (3) 减少机械部分的磨损和振动, 延长了风机大修周期, 可节省检修费用; (4) 具有控制精度高、谐波含量小、抗干扰能力强的特点, 可实现零转速平稳启动, 有利于电动机和风机的安全运行。

3 改造方案的实施

3.1 系统方案设计

3.1.1 电气一次系统设计

设计方案是对A、B引风机作“一拖一”的变频改造, 采用MLVERT-D系列高压变频器, 电气一次系统设计方案如图1所示。

3.1.2 DCS系统与变频器的接口方案设计

变频器自身控制逻辑由变频器内的可编程逻辑控制器 (PLC) 控制, 具有较好的与分散控制系统 (DCS) 接口的能力。根据引风机的运行特性及变频器控制的具体要求, 确定采用如下DCS与变频调速系统的接口控制方案。

DCS系统与变频器之间连接的信号共有15个:其中开关量信号10个, 模拟量信号5个。每台引风机变频器开关量信号包括: (1) DI:引风机变频器高压合闸允许、引风机变频器请求运行、引风机变频器变频运行、引风机变频器工频运行、引风机变频器在远方控制位置、引风机变频器重故障信号、引风机变频器轻故障信号、引风机变频器变频方式; (2) DO:引风机变频器启动指令、引风机变频器停止指令。模拟量信号包括: (1) AI:引风机变频器输出电流、引风机变频器运行频率、引风机变频器模块柜温度1、引风机变频器模块柜温度2; (2) AO:引风机变频器频率给定。

通过对上述信号在DCS中的定义逻辑组态, 实现变频控制。

3.2 DCS系统软件设计

3.2.1 信号处理

A、B引风机现分别有工频、变频2种控制方式, 以下几个信号为逻辑判断的合成信号。 (1) 工频运行信号:引风机6 k V高压开关合闸、变频器旁路开关QS1合闸, 2信号依次产生; (2) 变频运行信号:引风机6 k V高压开关合闸、变频器输入开关QS2合闸、变频器输出开关QS3合闸, 3个信号依次产生; (3) 引风机运行信号:在引风机6 k V高压开关合闸的情况下, 引风机处于变频或工频运行方式时, 视为该引风机运行; (4) 引风机停止信号:引风机6 k V高压开关分闸, 或者引风机处于非工频及非变频运行时的2种情况下视为该引风机停运。

3.2.2 操作方式

DCS系统中增加A、B引风机变频控制、工频控制的软操作器, 在各逻辑中按设备运行要求相应增加了对变频器的操作。

在“引风机控制系统”操作画面上增加了A、B引风机变频控制操作器, 操作器由2部分组成, 左半部分是自动和手动调节, 右半部分是变频器的启停和状态显示。操作器上可以实现A、B引风机变频启动、变频停止、变频调节自动投入、变频调速指令手动设定、设定值手动设定, 提供了变频器运行状态、远控位置、变频状态、工频状态、轻故障、重故障、炉膛压力测量值、炉膛压力设定值、频率给定值、变频器转速反馈的显示。变频器控制的操作器画面如图2所示。

由于高压变频器启动的前提为引风机6 k V高压开关必须合闸, 在原有的风机启动条件中另外增加了“引风机变频器高压合闸允许”的条件作为引风机6 k V高压开关的合闸允许。当以下3个条件都满足时, “启允许”的黄色灯将会显示, 允许启动高压变频器: (1) 引风机6 k V高压开关已合闸; (2) 引风机变频器请求运行; (3) 引风机变频器处于变频方式。

3.2.3 自动控制

引风机变频器有变频和工频运行方式, 根据不同的情况, 炉膛负压控制有以下3种:2台变频运行方式、1台变频1台工频运行方式、2台工频运行方式。正常情况为变频控制, 在变频控制故障情况下, 由运行人员手动切至工频控制。所有操作都由相应变频软手操、静叶执行机构软手操控制。

炉膛负压控制有引风静叶控制和变频控制2种方式, 正常情况下炉膛负压改由引风机转速控制。在引风机处于变频控制并投自动运行时, 相应的引风机静叶执行机构开至100%, 此时该静叶执行机构处于手动操作状态。另外, 每台引风机变频控制和引风静叶控制自动相互闭锁, 即同一时刻只能有一种方式处于自动状态。2种控制方式分别由独立的PID调节器进行控制, 不产生相互耦合。炉膛压力变频控制系统是一个前馈加反馈的单回路调节系统, 将送风机动叶的控制指令平均值作为前馈信号, 使送风量改变时引风机变频器快速响应, 从而保证炉膛压力动态偏差较小, 最后经反馈调节器, 使炉膛压力控制在设定值, 设定值由运行人员在软操作器上手动给定。由于调节对象的动态特性是经常变化的, 特别是工况变化和负荷变化较大时, 所以系统采用自适应调节系统, 将炉膛压力测量值和给定值的偏差经过f (x) 函数变换后, 作为调节器的参数, 根据偏差的大小来改变调节器参数的值, 以适应各种不同的工况。在出现以下情况时, 引风机变频调节自动切为手动方式: (1) 引风机处于非变频方式; (2) 炉膛压力测量信号坏; (3) 炉膛压力超出调节范围; (4) 炉膛压力设定值与测量值偏差大; (5) 引风机变频电流高; (6) 引风静叶控制为自动方式。引风机变频控制在投入自动的情况下各参数的趋势如图3所示。

3.2.4 保护控制

通过在DCS中进行逻辑组态, 实现引风机跳闸快速切负荷 (RB) 的功能。负荷在200 MW以上, 引风机快速切负荷产生条件:2台引风变频运行时, 1台运行中跳闸, RB发生;2台工频运行时, 1台运行中跳闸, RB发生;1台工频1台变频运行时, 1台运行中跳闸, RB发生。RB发生以后将进行以下操作: (1) 程控投入油枪运行; (2) 切除部分给粉机运行; (3) 以150 MW/min的速率快速降负荷至180 MW; (4) 关闭下列阀门:过热器一级减温水闭锁阀、过热器左侧二级减温水闭锁阀、过热器右侧二级减温水闭锁阀、再热器左侧减温水电动阀、再热器右侧减温水电动阀; (5) 停运对侧的送风机, 并且关闭其送风机出口挡板和动叶; (6) 停运所有磨煤机。

如果引风机变频运行时变频器输出电流超过240 A, 将闭锁增加引风机变频指令, 直到电流恢复到240 A以下, 闭锁增信号才会消失。在变频运行时变频器输出电流超过250 A, 或工频运行时电机电流超过237 A, 则由DCS强制关小该引风机静叶至70%开度。

4 结语

通过静态、动态调试, 该项技术改造的可靠性得到确认, 随之投入了正式运行。采用变频控制后, 炉膛压力调节系统响应速度显著变快, 基本消除了以前使用静叶调节时执行器固有的死区大的弊病, 炉膛压力波动幅度也显著减小, 整个系统维护量大大降低。另外, 由于变速调节没有了入口静叶挡板, 节流损失明显减小, 获得了显著的节能效果, 特别是在低负荷运行情况下, 节电效果十分显著。该改造为300 MW机组的安全、经济运行提供了可靠的技术保障, 同时减少了发电成本, 提高了机组运行的经济性。

参考文献

[1]广东明阳龙源电力电子有限公司MLVERT-D系列变频器用户手册

百万机组凝结水泵变频器配置方案 第5篇

凝结水泵属于火力发电厂中的高耗能设备, 其输出功率不能随机组负荷变化而变化, 只有通过改变挡板或阀门来调节压力和流量, 将造成很大能量损耗。所以, 针对上述的能源浪费现象, 在电厂中采用高压变频技术, 是电厂节能降耗、提高竞价上网竞争能力的有效途径之一。

常规百万机组工程每台机组设置三台50%凝结水泵, 两运一备, 本文针对该方案的变频器配置方案技术经济比较。

2 凝结水泵传统运行方式

常规凝结水泵属于定速运行方式, 出口流量只能由控制阀门调节, 节流损失大, 系统效率低, 且经常发生泄漏。因此, 机组负荷降低时, 减少水泵的出力, 是降低能量损耗, 提高水泵运行效率的重要举措。

3 变频器调速节能原理

异步感应电动机的转速n与电源频率f、转差率s、电机极对数P间有如下关系:

变频器是通过改变频率的方式来改变转速的。电动机的转速与频率之间近似为线性关系, 从理论上分析调速范围在0~100%内, 线性度都很好, 因此变频调速是调速应用的理想技术。

对于水泵, 流量与转速的一次方成正比, 扭矩与转速二次方成正比, 而水泵的功率则与转速的三次方成正比。当流量由100%降到70%, 则转速相应降到70%, 而电机的功耗降到34.3%, 也就是节约电能65.7%。扣除阀门调节时的功耗与额定功耗的差、转速下降引起电机的效率下降等因素, 节电效果也是非常显著的。

4 高压变频器技术简介

4.1 高-低-高型高压变频器

高-低-高型高压变频器, 由输入、输出变压器和低压变频器组成。由于经历两次电压变换, 增加了电能损耗, 影响了节能效果, 并且占地面积大。由于这种技术难度相对较小, 投资相对较低, 故适用于功率小于200k W的高压电动机。

4.2 高-高型高压变频器

高-高型直接输出高压, 变频器输出没有升压变压器。由于高-低-高变频器存在中间环节, 存在结构复杂、效率低、可靠性差等缺点, 在工程中应用较少。高-高方式没有变压器这个中间环节, 具有结构简单、效率和可靠性较高等优点, 应用比较广泛。

高-高型高压变频器按逆变器电路结构型式又分为以下三种:

4.2.1 三电平 (中心点钳位) 型

三电平型系统具有制造成本较低, 柜体尺寸较小的特点;但输出谐波较高, 不能直接应用与普通电机, 输入侧需加滤波器。

4.2.2 GTO/SGCT电流源型逆变器

GTO/SGCT电流源型逆变器系统具有系统结构简单, 可靠性高, 输出谐波低的特点;但低频运行特性较差, 功率因数低。

4.2.3 功率单元电压串联结构

单元串联多电平变频器具有功率因数高, 输出谐波最低, 消除了谐波引起的转矩脉动, 电动机的发热及噪音大大减少, 可直接应用于普通电机, 但结构复杂, 成本高。

5 方案研究

假设每台机组设置3台50%凝结水泵, 功率1600k W, 两运一备, 当机组负荷大于50%时, 运行2台水泵;当机组负荷低于50%时, 退出1台水泵, 仅运行1台水泵。为节省投资, 接线采用一拖二方式。接线有两种方案, 见图1~2。

5.1 方案一

两台断路器断路器方案, 一台变频器到两台电动机的切换通过隔离开关的投切实现。

为保证系统安全可靠运行, 隔离开关连锁如下:

QS2和QS3机械互锁, QS5和QS6机械互锁。QS1和QS4电气互锁;QS2和QS5电气互锁。

5.1.1 机组负荷大于50%时

正常运行方式:QS3断开, QF1、QS1、QS2闭合, M1泵变频运行;QF2、QS4、QS5断开, QS6闭合, M2泵工频备用;QF3闭合, M3泵工频运行;

M1泵或变频装置故障:QF2闭合, M2泵工频运行;断开QF1、QS1、QS2, M1泵检修或工频备用;M3泵工频运行。

5.1.2 机组负荷小于50%时

正常运行方式:QS3断开, QF1、QS1、QS2闭合, M1泵变频运行;QF2、QS4、QS5断开, QS6闭合, M2泵工频备用;QF3断开, M3泵工频备用;

M1泵故障:QF3闭合, M3泵工频运行;断开QF1、QS1、QS2, M1泵检修;QS6断开, QF2、QS4、QS5闭合, M2泵变频运行, 待M2泵转速上升至能接纳机组运行全部负荷后, QF3断开, M3泵工频备用;

变频装置故障:QF2、QS6闭合, M2泵工频运行;或QF3闭合, M3泵工频运行;断开QF1、QS1、QS2, M1泵工频备用。

正常运行时, M1、M2泵应做定期切换。当M1泵切换为M2泵时, 切换顺序为:QS6、QF2闭合, M2泵工频运行;断开QF1、QS1、QS2, 然后再闭合QS3、QF1, M1泵工频运行;断开QF2、QS6, 然后再闭合QS4、QS5、QF2, M2泵变频运行;待M2泵转速上升能接纳机组运行全部负荷后, 断开QF1, M1泵工频备用。

图1方案具有以下优点:

(1) 在检修变频器时, 有明显断电点, 能够保证人身安全;

(2) 相比图2方案, 节省了断路器的投资, 节约了占地面积。

5.2 方案二

该方案具有瞬时停电再启动功能和飞车启动功能, 能够实现工频变频自动互相切换和手动切换。具体步骤:

5.2.1 变频切工频, 变频启动备用泵

(1) #1泵变频运行, #2泵工频备用。

(2) 断#1泵变频运行开关4QF, 合#1泵工频开关断路器1QF, 将#1泵由变频运行切换到工频运行。

(3) 合#2泵变频开关5QF, 变频启动#2备用泵。

(4) #2泵运行正常后, 断开#1泵断路器1QF, 停止#1泵。

5.2.2 工频启动备用泵, 变频切换备用泵

(1) #1泵变频运行, #2泵工频备用。

(2) 合#2泵工频开关断路器2QF, 启动#2泵运行正常后。

(3) 断开#1泵变频运行开关4QF, 合#1泵工频开关断路器1QF, 将#1泵由变频运行切换到工频运行。

(4) 断开#2泵工频开关断路器2QF, 合#2泵变频开关5QF正常后, 将#2泵由工频运行切换到变频运行。

(5) 断#1泵工频开关1QF, 停止#1泵运行。

6 技术经济分析

图1接线方案具有很高的可靠性。变频器故障时, 任何一台泵都可在工频状态下运行, 工艺系统可靠性不会降低;能实现各泵之间的自由切换, 从而保证各泵随时都处于良好的状态。

投资上, 图1接线也是最节省的。在可靠性基本相当的情况下, 还可节省一套变频装置, 节约接近一半的费用;和图2的方案相比, 节省了断路器的投资。

凝结水泵还需要满足辅机密封水压的要求, 其扬程均不能小于330mh20左右。因此, 凝结水泵采用变频控制后的转速不能过低, 表2~3是凝结水泵采用传统机械控制和变频控制的大致电机功率。

根据以上三个表可以分别算出凝结水泵采用工频运行和变频运行每年需消耗的电能。

凝结水泵工频运行, 全年耗电量:

凝结水泵1台工频1台变频运行, 全年耗电量:

采用变频调速控制后, 全年节省电能:

成本电价按0.30元/度考虑:

全年节省成本:61×104×0.3=18.3×104 (元)

可见, 采用变频装置后每台机组每年可节约用电61万度, 节省成本近20万元, 效果非常显著。

7 结论

长久以来, 火电厂内凝泵等辅机采用调节门方式控制流量, 存在着巨大地电能损失, 电厂为此每年需支付昂贵的成本。百万机组凝结水泵采用变频调速控制, 从技术上看, 采用一拖二接线方式, 可靠性高、技术方案可行, 从经济上看, 每台机组每年可节省接近20万的成本, 节能降耗的成果显著, 随着电力电子功率元件工艺水平的提高、单位造价的下降, 变频器成本将越来越低, 采用变频控制将成为百万机组凝结水泵控制方式的首选。

摘要：长久以来, 火电厂内凝泵等辅机采用调节门方式控制流量, 存在着巨大地电能损失, 电厂为此每年需支付昂贵的成本。高压变频调速技术的出现为降低此类辅机的能耗提供了极好的解决方案, 此项技术能够通过改变电机的输入电源频率达到控制电机转速以及运行功率的目的, 使电机的功率随着出力的降低而降低, 因此有效的减少了电能损失。

关键词：变频,百万机组

参考文献

[1]叶东, 电机学[M].天津:天津科学技术出版社, 1995:135~361.

[2]黄德华.变频器在火电厂辅机的应用与经济性评价[J].华北电力技术, 2006 (10) :34~45.

变频新风机组 第6篇

一、变频器安装问题与解决

1. 安装应注意的问题

(1) 工作温度和环境温度

变频器内部是大功率的电子元件, 极易受到工作温度的影响, 要求0～55℃。安装变频器时的环境温度最好控制在40℃以下, 并应防止发热元件或易发热元件紧靠变频器的底部安装, 以防变频器内部出现结露现象, 这样会使其绝缘性能大大降低, 甚至可能引发短路事故。

(2) 振动和冲击

变频器受到机械振动和冲击时, 会引起电路接触不良。安装变频器应使用防振橡胶垫固定, 运行一段时间后, 应对防振橡胶垫进行检查和更换。

(3) 腐蚀性气体

工作环境如果腐蚀性气体浓度大, 不仅会腐蚀元器件的引线、印刷电路板等, 而且还会加速塑料器件的老化, 降低绝缘性能。因此, 变频器应安装在换气、通风较好的环境下。

2. 接地

变频器正确接地是提高控制系统灵敏度、抑制噪声能力的重要手段, 变频器接地端子E (G) 接地电阻越小越好, 接地导线截面积应大于2mm2, 长度应控制在20m以内。变频器的接地必须与动力设备接地点分开, 不能共地。信号输入线的屏蔽层, 应接至E (G) 上, 其另一端不能接于地端, 否则会引起信号变化波动、系统振荡。

3. 防雷

在变频器中, 一般都设有雷电吸收网络, 主要防止瞬间的雷电侵入而损坏变频器。在实际工作中, 单靠变频器的吸收网络不能满足防雷要求。应在进线处装设变频专用避雷器或在离变频器20m远处预埋钢管做专用接地保护。如果电源是电缆引入, 应做好控制室的防雷系统。

二、变频器谐波干扰问题及解决办法

变频器电路中设有整流电路和逆变电路, 因非线性将产生谐波, 使输入谐波电流失真超标5%, 并对周围产生很强的干扰电磁波。当变频器产生的谐波电流流入电源电网, 导致配电系统电感与电容发生谐振而呈现最小阻抗, 配电系统电流将增大。同时产生的高次电磁波对附近使用的仪表、仪器有一定的干扰, 这些高次谐波通过供电线路进入供电网络, 电网受到谐波污染, 从而影响其他仪表和周围设备的用电安全。当变频器功率占整个系统功率25%以上时, 考虑控制电源的抗干扰问题。

1. 变频器对周围并联电气设备的干扰

谐波使电网中的电器元件产生附加的谐波损耗, 降低输变电及用电设备的效率。谐波通过电网传导到其他用电设备, 影响许多电气设备的正常运行。谐波还会干扰电器内部软件或硬件的正常运转。对于电力电容器, 由于谐波引起并联谐振, 则有异常电流流入电容器, 往往导致电容器过热、绝缘破坏。对于电动机、变压器, 电流谐波将增加铜损, 电压谐波将增加铁损。当电动机、变压器温度上升时, 影响绝缘能力。谐波引起变压器绕组及线间电容之间的共振, 及引起铁芯磁通饱和或歪斜, 而产生噪声。对于PLC控制系统, 将会影响PLC的正常运行。谐波会引起电网中的串联或并联谐振, 从而使谐波放大。

为了防范谐波产生的干扰, 应在变频器发生源抑制高次谐波, 技术措施有:第一, 在变频器输入侧串联接入交流电抗器ACL, 电动机功率较大时, 增设直流电抗器DCL, 使整流阻抗增大, 可以抑制高次谐波 (图1) ;第二, 在变频器输入侧接入交流滤波器, 电力回路中使用的交流滤波器有调谐滤波器和二次型滤波器 (图2) 。调谐滤波器适用于单一高次谐波的吸收, 而高次滤波器则适用于多个高次谐波的吸收。一般把两者组合起来作为一个设备使用。

2. 变频器对输出侧设备的干扰

(1) 对电动机的干扰

(1) 变频器的输出波引起电动机附加发热, 导致电动机的额外温升。由于变频器输出波形失真, 增加电动机的重复峰值电压, 影响电动机的绝缘; (2) 电动机用变频器与用工频电源相比, 由于变频器输出波形中含有谐波, 电动机的功率因数、效率将降低; (3) 用变频器进行电动机调速, 电动机会产生电磁噪声和电磁振动。

(2) 对开关设备的干扰

由于谐波电流的存在, 开关设备在启动瞬间产生很高的电流变化率, 致使增加暂态恢复电压的峰值, 以致破坏绝缘。

(3) 对保护电器的干扰

电流中含有谐波, 必产生额外的转矩, 改变电器的动作特性, 以致引起误动作。防止变频器输出侧干扰的对策: (1) 采用高频率开关的电力电子器件, 如IGBT (绝缘栅双极晶体管) 等; (2) 在变频器输出端后加装滤波器, 使送到电力设备前的电源波形为正弦波; (3) 改善PWM调制方法, 降低谐波含量等。

三、变频器常见参数的设定

变频器功能参数很多, 一般都有数十甚至上百个参数供用户选择。实际应用中, 没必要对每一个参数都进行设置和调试, 多数只要采用出厂设定值即可。但有些参数由于和实际使用情况有很大关系, 且有的还相互关联, 因此要根据实际进行设定和调试。

1. 基底频率设定

基底频率设定一定要按照电机铭牌标注来正确设定, 变频器则可以计算出符合要求的V/F曲线, 充分实现高效率的功率输出以及省电效果。变频器输出频率越高, 电机运转速度越高, 但是频率超过基底频率后, 电机转矩会随频率的升高而下降。如果电机带动过大的负载将会造成电机转速升不上去、转矩不够、电机温度上升的现象。电机需高速运转时, 应该减少负载。

2. 启动频率设定

对加速启动有利, 尤以轻载时更适用。对重载负荷启动频率值大, 造成启动电流加大, 在低频段更易跳过电流 (报OC) , 一般启动频率从零开始合适。

3. 加速、减速时间设定

由于电机的启动电流较大, 如果加速时间过短, 则电机容易出现过电流, 使得变频器过载保护, 应该根据负载的惯性合理调节此参数, 避免对电机、负载以及变频器的冲击。根据电机负载的惯性大小, 在停机时有一个渐停过程, 应该根据惯性特性调节减速时间。

4. 低频补偿设定

电机在低转速运转时, 为了改善其运转以及启动特性, 需要进行一定的低频补偿, 补偿频率点以及补偿数值应根据实际使用场合来确定。原则是低频补偿达到具体使用要求即可, 如果补偿数值太大, 则容易造成对电机的冲击和温升, 以及变频器过载保护。

5. 制动时间设定

由于变频器不能根据再生电压的高低自动调节, 设置制动开始频率, 制动时间及制动电压的大小均由人工设定。减速时因负载的GD2 (飞轮转矩) 过大而产生过电压, 必须采取延长减速时间的方法来解决, 即宜长不宜短, 短时易产生过压跳闸 (报OE) 。但是制动时间和电压也不能设的过长, 防止电机过热。如对水泵、风机以自由制动为宜, 实行快速强力制动易产生严重“水锤”效应。制动时过电压是由于制动时间短, 制动电阻值过小所引起的, 通过适当延长时间、增加电阻值就可避免。

6. V/F曲线选择

变频器可以适合多种类型电机的负载, 正确选择合适的V/F曲线可以实现高效率的功率输出以及省电效果。内置两种V/F曲线分别是恒定力矩、二次递减转矩特性。

7. 最大输出功率设定

限制最大输出功率, 对于变频器控制小功率电机时, 可以保护电机。限制功率特性是对于设定的最大输出功率过载200%超过1s, 进行停机保护;对于设定的最大输出功率过载100%超过10s, 进行停机保护。

8. 电机参数的输入

电机基本参数是输入到变频器中的重要参数, 它将直接影响变频器中一些保护功能的正常发挥, 一定要根据电机的实际参数正确输入, 以确保变频器的正常使用。如电机功率、额定电压、额定电流、额定转速、极数等参数。

四、故障诊断

变频器拥有较强的故障诊断功能, 对变频器内部整流、逆变部分、CPU及外围通信与电动机等故障进行保护。变频器在保护跳闸后故障复位前, 将一直显示故障代码。根据故障指示代码确定故障原因, 可缩小故障查找范围, 大大减少故障查找时间, 常见故障报警有以下几点。

第一, 变频辊道采用的变频器是FR-A740-45K-CH, 启动变频器跳闸, 跳闸变频器报“E.OCL”, “E.OCL”为加速时过电流。检查输出侧是否短路, 经检查变频电机匝间短路, 更换电机不再报故障。

第二, 飞剪采用的变频器是SV160iH-4U, 启动面板无显示, 开盖检查隔离380V/220V变压器开路、保险管烧断。更换上述元件启动变频器报M/C接触器故障, 检查发现由于接触器吸合线圈烧坏, 接触器为吸合控制单元检测到接触器辅助接点未闭合, 报M/C故障。

第三, 冷剪采用的变频器是SV132iH-4U, 运行剪切时子热量决定了电机过热。此时, 变频器关断它的输出。当驱动的是多极电机或是多个电机时, 变频器不能保护电机。因此, 为每个电机考虑安装热继电器或其他热保护装置。

第四, 变频器报OLT电流限制保护 (过载保护) 。原因是当变频器的输出电流达到变频器额定电流的180%, 超过电流限制时间 (S/W) 时, 变频器关断它的输出。

第五, 变频器报GF接地故障保护。是由于当接地故障出现或接地故障电流大于变频器内部设定值时, 变频器关断它的输出。当接地故障是由于低接地故障电阻引起时, 过电流保护功能保护变频器。

第六, 变频器在调试与使用中经常会出现过电压报警。变频器为了防止内部电路损坏, 过电压保护功能将动作, 使变频器停止输出, 电机无法正常运行。产生过电压的主要原因是电机转速超过同步转速, 电动机处于发电状态。防止措施是采用延长变频器减速时间或自由停车的方法来解决。

五、结束语

安阳钢铁集团公司第一轧钢厂φ300mm棒材机组在各种场合应用的变频器运行均较稳定, 且事故率较低, 充分发挥了变频器的效能。同时实现了交流异步电动机的平滑调速, 减小了大功率电机的启动电流, 抑制了大功率电机启动大电流对电力系统的冲击, 节约了能源。

摘要：分析φ300mm棒材机组变频器应用过程中所产生问题的原因, 并给出了解决问题的方法。

关键词：变频器,安装,干扰,参数调整

参考文献

[1]韩安荣.通用变频器及应用 (第2版) [M].机械工业出版社, 2006.

变频新风机组 第7篇

节能减排是电力行业的一项基本要求, 是大型发电企业的重要考核指标之一。各电厂都在寻找各种节能减排的方式, 凝结水泵作为发电厂中的大型辅机, 一直是一个耗能大户, 因此凝泵变频控制受到更多的电厂重视和推广。解决凝泵的高功耗问题也是每个电厂节能降耗的重点, 如何在现有变频的基础上进一步降低凝泵的功耗, 减少阀门的节流损失, 提高了设备的运行效率。经过分析和试验, 我们发现通过对凝结水泵变频控制对象的改变, 可以满足我们对降低能耗和运行效率的要求。

2 概述

湖北能源鄂州发电有限公司二期2×600MW机组为超临界机组, 每台机组配备两台100%容量的凯士比公司生产的型号为NLT500-570筒袋型立式多级离心泵, 原设计采用了变频控制, 变频器采用“一拖二”的方式如图1所示 (本文主要对控制策略进行讨论, 电气控制回路部分不再赘述) , 控制对象为凝结水母管压力, 正常运行时, 一台运行一台备用, 其作用是将凝汽器热井之中的凝结水吸出, 经升压后送出, 经过凝结水精处理装置、轴封加热器、低压加热器最后送至除氧器除氧后下降至给水泵进入给水系统。

3 凝泵变频控制策略改造

3.1 改造前系统状况分析

原设计中凝泵变频控制对象为凝结水母管压力, 在不同负荷下凝结水母管压力调节变化并不大。凝泵在实际运行过程可以分为以下两种情况: (1) 工频运行时, 通过调节除氧器水位调节阀和旁路调节阀控制除氧器水位。低负荷时采用旁路调节阀控制除氧器水位, 达到一定负荷后采用水位调节阀来控制除氧器水位。 (2) 变频运行时, 除氧器水位依然由除氧器水位调节阀和旁路调节阀来控制, 变频器只用于调节凝结水母管压力。由此可见不管是上面哪种情况, 除氧器水位都是通过除氧器上水调节阀来控制, 除氧器水位控制分为单冲量控制和三冲量控制两种方式, 低负荷时, 当给水流量小于20%时, 除氧器水位控制采用单冲量控制, 采用除氧器水位信号与除氧器水位设定值的偏差作为调节器的输入, PID控制器的输出对两个除氧器水位调节阀进行控制。当给水流量大于25%时, 除氧器水位自动切换为三冲量控制, 用水位信号的偏差作为调节器主控制器的输入, 主控制器的输出与凝结水流量的偏差作为副调节器的输入, 用给水流量信号作为前馈信号, 当给水流量增加时, 快速反应增加调节器的输出, 超前调节保持水位稳定。此种控制方式弊端为, 由于母管压力相对变化幅度不大, 上水调节门节流损失较大等原因, 导致凝结水泵在变频方式运行时电流依然较大, 没有充分发挥出凝泵变频的控制的节能效果。在实际运行过程中除氧器水位控制基本能满足现场要求, 但凝泵出口压力一般都在2.5MPa左右, 凝泵变频控制在低负荷时基本上处于手动方式, 此种运行方式导致凝泵出口压力偏高, 影响机组效率。#3、#4机组自投运以来功耗一直不理想, 表1列出了不同负荷工况所对应的凝泵电流。

通过表1可以看出, 用凝泵变频来控制凝结水母管压力, 用除氧器上水主、旁路调节阀来控制除氧器水位的方法在实际应用中的效果不理想, 没有充分发挥变频在节能增效中的作用。

3.2 改造方案

为满足进一步节能降耗的要求, 决定对控制策略进行优化更新, 保留原除氧器上水调门的控制逻辑, 在凝结水泵变频运行时除氧器上水调节门保持全开, 废除原设计中凝泵变频控制母管压力的控制逻辑回路, 用凝泵变频器来调整除氧器水位, 在确保凝结水母管压力不低于联动值的前提下, 凝结水泵变频器控制输出最小值不低于变频器的最低工作频率即可。

4 凝泵变频改造系统调试

4.1 凝结水泵变频控制逻辑 (见图2)

如图2所示, 新增一套三冲量控制逻辑, 在实际运行中凝结水泵变频控制逻辑中除氧器水位的设定点与除氧器水位调整门的设定点为同一个点, 变频器投自动, 由凝泵变频来控制除氧器水位, 除氧器上水调门全开并投入自动, 变频调节回路采用三冲量与单冲量切换, 测量值为除氧器三选后的水位值, 设定值由运行人员给定到主调节器, 前馈采用给水流量, 保证了增减负荷时快速响应, 凝结水流量为副调节器的过程变量, 副调输出低限值为30%, 以满足变频器的最低频率要求。在给水流量、凝结水流量坏质量时切换到单冲量调节, 在调节偏差大、控制偏差大、除氧器水位测量值坏质量、变频器频率反馈坏质量时切除自动条件, 实践证明此种控制系统效果良好, 除氧器水位控制偏差在正负20mm之间, 完全能满足系统运行要求。

4.2 除氧器上水调门控制

在启动和较低负荷的情况下, 由除氧器上水调门来控制除氧器水位, 此时变频可在手动运行。这是因为凝结水泵在低频率下, 带负荷能力较差。在机组负荷达到320MW左右时可以根据当时的实际运行工况, 把凝泵变频自动投入, 由变频器输出直接控制除氧器水位, 也是采用典型的三冲量控制, 逻辑设计和除氧器上水门逻辑一样。此时, 除氧器上水调门在手动全开位置, 为了保证在其他条件下除氧器水位也能保持稳定运行, 将除氧器上水调门也投入自动, 如果不离开全开位置且没有不出现大的波动, 则变频方式自动投入成功。反之, 则需要进行人工干预, 直到除氧器水位稳定下来, 再将自动投入。为了防止变频器调节时除氧器水位时出现异常情况, 整个凝结水系统能保持除氧器水位在正常范围, 经过运行经验总结发现除氧器上水调节门的设定值应高于凝结水泵变频水位设定值50mm。

4.3 工频泵转变频泵运行

当某一台凝结水泵处于工频运行时, 切换或联启另一台凝结水泵变频运行时, 除氧器上水调门投自动, 变频器切手动, 并按照一定的升速率使变频泵转速升至工频泵转速。当变频器运行且凝结水母管压力低于某值时适当超驰升变频泵转速。待除氧器水位稳定后, 将除氧器上水门切为手动方式, 投入凝结水泵变频自动控制, 缓慢开大除氧器上水调门至全开。

4.4 变频泵转工频泵运行

当某一台凝结水泵处于变频运行时, 切换或联启另一台凝结水泵工频运行时, 在工频泵启动瞬间, 除氧器上水调整门仍处于全开位置, 此时凝结水供水量由此猛增, 为保证除氧器水位不出现大的扰动, 需要将除氧器上水调整门迅速关回到凝结水泵工频方式下机组负荷对应的开度, 这个函数用F (x) 来表示 (如表2所示) , 随后运行人员根据除氧器水位手动调整除氧器上水门开度, 在除氧器水位稳定后, 投入除氧器上水门自动。为实现上述功能, 在原除氧器上水门控制逻辑中增加一个TRANSFER切换块, 用备用泵连锁信号作为切换块的触发条件, 当条件触发时除氧上水调整门指令由预先设定好的曲线给出。

4.5 凝结水母管压力

当凝结水泵变频运行时, 由于我们取消了原设计中由凝结水泵变频器控制凝结水母管压力的逻辑回路, 在凝泵变频仅控制除氧器水位时, 除氧器上水调整门处于全开位置, 理论上泵转速越低越节能, 但随着转速的降低, 凝结水泵出口压力也在降低, 为了防止凝泵不必要的联动而影响设备和系统的正常运行, 将联锁备用泵的开关定值有原来的2.1MPa改为0.9MPa。经过试验后, 整个系统及设备工作正常。

5 节能分析

二期#3机组凝泵变频逻辑修改后, 根据不同的负荷段和#4机组凝泵在相同工况下相比较, 结果如表3所示。

实践证明, 本次凝结水泵变频控制策略改造是成功的, 在机组350MW、450MW、600MW三个负荷工况下, 凝结水泵电流分别减小了42A、51A、60A, 凝结水泵变频器功率分别下降了252k W、306k W、360k W。按一个月30d, 机组日平均负荷450MW, 一度电0.35元来算, 一个月下来可节约306×24×30×0.35=77112元, 一台机组一年下来可节约成本近百万元。

6 结束语

随着电力体制的改革深入, 竞价上网日趋激烈, 节能降耗, 降低发电成本是提高电厂竞争能力的有效途径之一, 也是电厂技术人员的努力的方向。为贯彻节能降耗的目的, 我公司通过对凝泵变频控制策略的不断优化, 既保证了凝结水系统的稳定运行, 又将凝结水泵的能耗在现有变频基础上进一步下降。在降低了发电成本的同时, 提高了机组的运行效率, 为行业内凝泵变频改造提供了一些经验和指导意见。

参考文献

[1]潘笑, 潘维加.热工自动控制系统.中国电力出版社, 2011.

变频改造在调峰机组中的应用及改进 第8篇

随着国家节能减排政策的推进, 发电企业不断降低能源消耗的任务也越来越艰巨, 而对火电厂来说, 通过采用成熟稳定的变频技术, 对泵和风机等设备进行变频改造, 是降低厂用电率的一种有效手段。某电厂一期三台M701F型燃气蒸汽联合循环机组自2006年陆续投产, 在实际运行中, 我们发现6KV凝结水泵和给水泵设备选型偏大, 同时机组作为广东电网的重要调峰电厂, 采取早起晚停的两班制运行方式, 且调峰运行方式造成凝泵和给水泵多在非额定工况下运行, 经过充分分析, 我们认为变频改造对降低厂用电率的意义十分突出, 从2009年开始陆续对三台机组的凝结水泵和给水泵进行了变频改造。

2 变频改造介绍

2.1 凝结水系统

凝结水系统配备有两台100%容量凝结水泵, 正常一运一备。系统主要用途是为余热锅炉低压系统补水, 同时为低压缸排汽、低压冷却蒸汽、中压旁路蒸汽提供减温水, 以及为凝汽器连接阀门提供水封水, 设计额定工况下凝结水母管压力3.3MPa, 改造后最低母管压力1.3MPa。对凝结水泵的变频改造采用“一拖二”方式, 即一台变频器可以通过刀闸切换带动两台凝结水泵, 两台凝泵均设置了旁路刀闸, 可以实现变频器故障情况下的工频运行。其电气一次接线图见图1。

2.2 给水系统

高中给水系统配备有两台100%容量给水泵, 中压给水通过中间抽头实现, 正常一运一备。系统主要用途是为高中压系统补水, 同时为高压主蒸汽和再热主蒸汽、高压旁路蒸汽提供减温水, 设计额定工况下高压给水压力13.9MPa, 中压给水压力5.3MPa, 改造后高中压给水压力分别为6.0MPa和2.0MPa。为了保证改造后运行的可靠性和节能效果, 我们将给水系统调整为分泵运行, 即高压给水系统和中压给水系统分别设置独立的给水泵, 高压给水泵仍采用原给水泵, 对中间抽头进行封堵, 重新配置中压给水泵, 并分别进行变频改造。其中, 高压给水泵的变频改造采用与凝泵相同“一拖二”方式, 中压给水泵的变频改造采用“一拖一”方式, 并设置旁路刀闸。其电气一次接线图见图2。

3 变频改造出现的问题及解决方法

3.1 充分考虑变频改造的可靠性。

近年来, 变频改造在电厂中得到了较为快速的推广, 但变频改造对象往往是机组的主要辅助设备, 对机组安全运行至关重要。因此, 在首次开展变频改造时, 应广泛调研变频器供应商的成功应用案例, 同时可考虑较为保守的改造方案。

我厂首次进行的凝结水泵变频改造, 即只对一台泵进行, 另外一台泵仍保留原接线方式。在经过一段时间运行, 变频器可靠性得到验证后, 再进行二次改造, 实现“一拖二”方式。

另外, 原设计凝结水泵变频装置的控制电源主路取自变频器本身, 这种接线方式对调峰电厂来说并不合理, 在周末停机后的凝结水泵定期切换时需要进行控制电源的切换, 增大了运行人员的操作, 在凝结水泵的二次改造中一并解决了这个问题。

3.2 综合考虑改造系统的用户需求。

我厂的高中压给水分别用作高压主蒸汽和再热主蒸汽的减温水, 而高压主蒸汽和再热主蒸汽温度高会导致机组RUNBACK (快速降负荷) 。高中压给水泵首次变频改造于2012年冬季完成, 在变频改造调试中高压和再热蒸汽温度均能控制在安全范围内, 变频改造的节能效果突出。在随后运行中, 随着气温升高, 逐渐暴露出了减温水流量不足的问题, 为了保证蒸汽温度不超限, 我们对给水泵的频率控制逻辑进行了改进, 当蒸汽温度接近高值时, 给水泵频率自动升至工频运行。这种方法较好的解决了蒸汽温度的控制问题, 尽可能的减少了蒸汽过量喷水减温导致的机组效率下降, 最大限度的保证了给水泵的节能效果, 但由于给水泵频率的快速升高容易导致汽包水位波动较大。

在发电厂的变频改造中, 一般都会涉及多个用户, 每个用户在保证机组安全运行中都起着十分重要的作用。因此, 在变频改造方案设计时, 必须要充分考虑变频改造对系统各个用户的影响, 同时在系统改造后的调试中做好全工况试验, 并认真分析相关参数的变化, 确保改造效果。在对控制参数的优化中, 要在保证安全运行的前提下, 综合各影响参数, 寻求最优效果。

3.3 合理确定备用泵运行方式。

中压给水泵变频改造完成后, 备用泵最初采用变频备用方式。在实际运行中, 曾发生变频器故障引起的中压给水泵跳闸, 备用泵连锁变频启动后, 由于从低转速升速需要一定时间, 造成了水位的较大波动。考虑变频运行可能存在的更大故障可能性, 我们将备用泵的运行方式调整为工频备用, 工频备用方式对机组运行的安全性有更大的保障, 另外, 基于机组本身的两班制运行方式, 给水泵具备夜间停运的机会, 停机后通过切换可以实现隔天的变频运行和工频备用, 这样对变频改造的经济性影响也不大。

3.4 及时解决可能引起的高频干扰。

变频装置在运行中会产生很强的电磁干扰, 特别是对弱电传输的模拟量信号。我厂闭式冷却水泵变频改造后, 就出现了变频装置运行时, 机组控制油系统供油压力偏大且频繁波动的情况。为此, 我们通过在变频器柜内铺设隔离层, 将变频器至电机间电缆按照360°进行屏蔽处理并接地, 彻底解决了该问题。

另外, 变频改造还可能引起水泵汽蚀、共振、平衡盘磨损加快等异常问题, 在变频运行中应加强监视, 及时分析设备运行异常, 避免损失扩大。

4 小结

对于发电厂来说, 机组的安全运行是我们一切工作的前提, 也是最大的经济效益, 所以通过变频改造实现节能降耗也应以保证安全运行为前提。希望通过本文的介绍, 能够为发电厂特别是调峰机组的变频改造提供一定的帮助。

参考文献

[1]赵浩, 万文军.凝结水泵变速改造中常见问题以及应对措施[J].广东电力, 2010 (10) :109-113.

[2]栗海峰, 栗艮, 陈泽华.变频器在给煤系统控制中的应用[J].热力发电, 2005 (08) .