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森蘭變頻器在山西華鑫電廠空冷系統的應用

一、前言

火電廠是利用煤、石油、天然氣作為燃料生產電能的工廠,燃料在鍋爐中燃燒加熱水使成蒸汽,將燃料的化學能轉變成熱能,蒸汽壓力推動汽輪機旋轉,熱能轉換成機械能,然后汽輪機帶動發電機旋轉,將機械能轉變成電能。蒸汽在汽輪機內膨脹做功后,進入凝汽器凝結成水。用于火力發電廠機組末端冷卻的方式主要有濕冷系統和空冷系統兩種,常規發電廠的濕冷系統是冷卻塔(涼水塔)是把塔內的循環水以“淋雨”方式與空氣直接接觸靠蒸發和對流冷卻,其整個過程處于“濕”的狀態。而空冷系統是指汽輪機的排汽或凝結排汽的冷卻水被送入由翅片管束組成的冷卻器管內,由橫掠翅片管外側的空氣進行凝結或冷卻,整個過程處于“干”的狀態??绽湎到y可節省濕式冷卻系統的蒸發、風吹和排污損失的水量,達到節約水資源的目的,是我國富煤缺水的北方發展電力工業的必然選擇和發展趨勢。

空冷系統分為直接空冷系統和間接空冷系統。直接空冷系統根據通風方式分為機械通風和自然通風。間接空冷系統根據配用的凝汽器分為表面式凝汽器和混合式凝汽器。綜合比較而言,直接空冷系統具有冷卻效率高、占地面積小、投資較省、系統調節靈活、冬季運行防凍性能好等特點,目前國內正在進行的空冷電廠大多采用機械通風直接空冷系統。

直接空冷機組系統圖

二、空冷變頻控制系統構成

一個空冷凝汽器系統包括:放置在室外并適合于自然環境的帶有齒輪箱的軸流風機電機及其變頻器相關附屬的潤滑油泵、潤滑油加熱器、軸承冷卻風扇等電機。

變頻器及其他所有附屬控制電機所需電氣元器件和控制設備(包括:潤滑油泵、潤滑油加熱器、軸承冷卻風扇等電機的控制回路及元件)安置在變頻裝置控制柜內, 包括控制裝置連接的用戶接線端, 輸入輸出電抗器, 保險絲, 電流接觸器, 控制電路變壓器及所有提供必要功能的設備。交貨包括變頻器及所有安裝在變頻裝置控制柜內所需的設備。

變頻裝置控制柜的設計要考慮由電氣元件發熱引起的冷卻和散熱要求。氣流不得被內置的裝置阻隔。在控制柜的上部要另外安裝風扇。變頻器區域的空氣入口必須滿足這些要求。

電機數據:

?  電壓:380V

?  頻率:50Hz

?  轉速:1485rpm

?  電機額定功率:75kW

?  電機額定電流:140A

根據電機參數,配置森蘭公司的SB61Z變頻器。變頻器的保護功能:缺相保護、過流保護、過壓保護、欠壓保護、過熱保護、過載保護等。

三、變頻控制柜技術參數

變頻器的 LED 操作面板安裝在變頻裝置柜體的前門上, 方便通過變頻器實現對風機的操作。變頻器的 LED 操作面板顯示變頻器的狀態參數、功能碼參數、故障告警碼等,在控制風機運行狀態下能夠查看風機的頻率、電流和轉速等參數。

變頻控制柜具備以下操作員專用操作設備:  

?手動-切斷-自動選擇開關

?手動速度給定電位器

?變頻器運行指示燈

?變頻器停止指示燈

?變頻器故障指示燈

?自動或手動運行指示燈

?冷卻風扇運行指示燈

?啟動按鈕

?停止按鈕

?故障復位按鈕

?潤滑油泵、潤滑油加熱器、軸承冷卻風扇等電機就地啟停按鈕。

四、DCS 控制系統的功能接口

風機在自動模式下通過中央控制系統(DCS)控制。在自動運行模式下無需任何局部操作。

啟動、停車以及風機轉速調節等所有功能都由中央控制室(DCS)操縱。為滿足這些要求,要求變頻裝置控制柜與中央控制室(DCS)交換相關的指令和信號。

1、空冷風機電機及其變頻器的控制指令和信號

1)電動機的三相動力回路配:空氣開關和交流接觸器等電氣控制元件,完成動力回路的通斷,交流接觸器由引自三相動力回路其中的一路~220V 控制回路完成通斷控制,通斷控制指令來自 DCS 系統和就地通斷控制按鈕(在控制柜面上設置),即:所提供控制柜的每臺空冷風機強電控制回路應能接受如下輸入指令:

接通電動機動力回路(短脈沖、無源繼電器接點)指令

1個

斷開電動機動力回路(短脈沖、無源繼電器接點)指令

1個

空冷保護要求快速斷開電動機動力回路(長脈沖、無源繼電器接點)指令

1個

2)風機電動機及變頻器應能輸入和輸出如下指令或信號:

(1)輸入指令:

DCS來的轉速控制指令(4~20MA)

1個

DCS來的啟動/停止變頻器指令(短脈沖、無源繼電器接點)

1~2個

DCS來的變頻器故障復位指令(短脈沖、無源繼電器接點)

1個

DCS來的反轉指令(短脈沖、無源繼電器接點)(2#風機有)

1個

(2)輸出信號:

送給DCS:電機電流(4~20MA)

1個

送給DCS:電機轉速(4~20MA)

1個

送給DCS:電動機已運行、已停止(長脈沖、無源繼電器接點)

2個

送給DCS:電動機變頻器已運行、已停止(長脈沖、無源繼電器接點)

2個

送給DCS:電動機或變頻器故障(長脈沖、無源繼電器接點)

1~2個

送給DCS:電動機已反轉信號(長脈沖、無源繼電器接點)(2#風機有)

1個

附屬電動機(包括:潤滑油泵、潤滑油加熱器、軸承冷卻風扇等):

2、電機加熱器應有以下指令和信號

(1)輸入指令:

DCS來的啟動指令(短脈沖、無源繼電器接點)

1個

DCS來的停止指令(短脈沖、無源繼電器接點)

1個

(2)輸出反饋信號:

送給DCS:電動機已運行(長脈沖、無源繼電器接點)

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