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森蘭變頻器在電廠鍋爐輔機上的應用

1、工程簡介

項目所屬為某豐生物科技有限公司自備電廠一期項目,包含兩套15MW機組的鍋爐系統輔機機組,包含一次風機、二次風機、引風機,給水泵等高壓輔機共計9臺設備。每臺鍋爐產氣量為120t,同時供給3臺汽輪機進行工作,三臺汽輪機拖動1#、2#發電機發電,另一臺拖動壓縮鼓風機運行,傳統使用擋板閥門調節壓流損失嚴重,浪費大,已不能滿足目前節能增效的要求,而使用變頻調速優點日益凸顯,實現電機轉速連續無級調速,調速范圍寬,調節精度高,效率高,實現了電機的軟啟動,減少了啟動沖擊及設備磨損,并大大節約了廠自用電電量。針對機組配備的實際情況,選用森蘭SBH系列高壓變頻器,對高壓電機進行變頻調速改造。

2、項目實施遇到的主要問題和解決方案

由于項目設計為兩套鍋爐系統,系統的輔機均無備用,即一次風機、二次風機、引風機每臺鍋爐均只配備一臺,這就造成了風機一旦故障停機,就會對鍋爐生產甚至鍋爐的安全造成威脅,這就對變頻器的性能以及安全性是個嚴峻的考驗。經過現場的考察以及公司的研究,決定采用一拖一自動工變頻的方案來解決這一問題,方案主回路見下圖:


QF:用戶側高壓真空斷路器;

QS1、QS2手動刀閘開關;

KM1、KM2、KM3真空接觸器,互鎖及要求:

1:QS1KM1、QS2KM2相互聯鎖,即隔離開關合上后,相對應的真空接觸器才能合上,真空接觸器斷開后,與真空接觸相對應的隔離開關才能分合。

2:KM2KM3互鎖,即其中一個合上后,互鎖回路的另外一個不能合閘。

QS1、QS2、、KM1、KM2KM3、為變頻控制模式。電機可有變頻器控制調速運行。

KM3、分KM1、KM2、為工頻模式。電機可由QF直接啟停并進行保護,變頻器可完全和電網脫離。

變頻改造后,保留風機水泵的閥門操作系統,變頻運行時保證閥門全開,一旦變頻器出現故障,短時間內即可由變頻自動切換至工頻運行,改由閥門控制,來保證鍋爐的正常生產。

3、輔機配備以及變頻器選型

名稱

功率

電壓等級

電流

選用變頻器型號

一次風機

710kw

10KV

53A

SBH-100-710

二次風機

355kw

10KV

27A

SBH-100-355

引風機

630kw

10KV

47A

SBH-100-900

給水泵

630kw

10KV

47A

SBH-100-630

根據電機的功率等級選用適合型號的高壓變頻器,可達到最佳的調速節能效果。

變頻器現場布置圖如下圖:


4、控制方式

采用本地/遠程切換的方式對電機運行進行控制,除在變頻器就地操作啟停調速方式外,正常運行狀態下主要通過DCS遠程控制對變頻器和電機狀態進行監控操作,采用DCS集中控制的方式,將高壓開關柜、變頻器、電機狀態均送至DCS進行集中協調邏輯控制,變頻器除提供相應的運行狀態外,同時提供對電機的系列保護,并將狀態送至DCS,實現實時監控安全生產。

5、應用森蘭高壓變頻調速系統產生的效果

1)顯著的節能成效,投運后所有的電機運行頻率都保持在25-40HZ范圍內,而輸入電流大部分保持在額定電流的一半以下,相比工頻狀態,產生了顯著的節能效果。

2)改善了工藝。實現了流量壓力的自動化控制,對工藝要求實現了更加精準的控制,同時調節工況時只需調節變頻轉速即可,減少了閥門的使用頻率,從而延長閥門壽命降低閥門的故障率;變頻啟動轉速可以從零開始逐漸升高實現軟啟動,減小啟動電機給電網帶來的沖擊。

3)減少了設備的維護量,變頻系統的應用主要為調節轉速,可以實現電機的軟啟動及軟停車,降低機械部件的沖擊,相應的延長了許多零部件特別是軸承以及密封的壽命。

4)自動工變頻的切換保證了設備運行的安全性,同時為電機的運行狀態提供實時的監控。操作也由手動改為遠程控制,減少了勞動強度的同時也提高了生產效率,為生產的優化提供了保障。

5)變頻器自身保護功能完善,同原來繼電保護比較,保護功能更多且更靈敏,大大加強了對電動機的保護。

6、結束語

該項目9臺設備的投運,是對我公司高壓變頻器性能的肯定和認可,所有設備均一次性投運,無故障發生,在安全可靠性上做到了絕對的保障,同時在設備通訊、控制、工變頻自動切換等多個方面都表現出了優越的性能,設備運行至今狀態良好,節能效果明顯。


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