高压变频调速装置在转炉烟气净化及煤气回收系统的应用及发展前景

时间:2023-09-24 03:41:26 作者:我思故我在 综合材料 收藏本文 下载本文

【导语】“我思故我在”通过精心收集,向本站投稿了6篇高压变频调速装置在转炉烟气净化及煤气回收系统的应用及发展前景,下面就是小编整理后的高压变频调速装置在转炉烟气净化及煤气回收系统的应用及发展前景,希望大家喜欢。

篇1:高压变频调速装置在转炉烟气净化及煤气回收系统的应用及发展前景

高压变频调速装置在转炉烟气净化及煤气回收系统的应用及发展前景

摘要:在此介绍了昆明钢铁公司第二炼钢厂3×30t转炉烟气净化及煤气回收系统上采用的高压变频调速装置的技术参数和设计方案,对各类调速装置的`选型进行了分析对比,对应用效果和使用经济性进行了分析,并介绍了高压变频调速装置在转炉炼钢厂的应用前景.作 者:马世立    杨文喜    殷卫民    Ma Shili    Yang Wenxi    Yin Weimin  作者单位:马世立,Ma Shili(中冶赛迪工程技术股份有限公司,重庆,400013)

杨文喜,殷卫民,Yang Wenxi,Yin Weimin(昆明钢铁公司第二炼钢厂,云南昆明,650302)

期 刊:环境工程  ISTICPKU  Journal:ENVIRONMENTAL ENGINEERING 年,卷(期):2007, (z1) 分类号:X7 关键词:高压变频调速装置    转炉    烟气净化    煤气回收    应用   

篇2:高压变频调速装置在电厂的应用

摘要:根据山东十里泉电厂供水泵应用高压变频调速装置的实效,说明国产高压变频调速装置的技术已日趋成熟,大力推广应用它所带来的经济效益和社会效益是十分可观的。

关键词:高压变频调速;水泵流量调节;节能

引言

山东十里泉电厂是一个具有5台125MW,2台300MW及一台140MW机组的中型电厂。

十里泉发电厂目前由30km外的水源地供水,水源地共装有5台水泵,均由560kW/6kV高压电动机拖动,多数情况下启动1~2台泵就可满足发电要求,采用手动节流调节方法控制水流量。如果节流阀开度不大、并且水流量足够,则停一台水泵;如果节流阀全开仍不满足水流量要求,则再开启一台水泵,由于管道长达30km,且节流阀始终处于调节状态,如选择一台水泵进行变频调速改造,节流阀全开,实现恒水压控制,不但具有良好的节能效果,泵站的控制特性也大为改善。

篇3:高压变频调速装置在电厂的应用

对于6kV等级,目前主要有3种方式的高压变频装置:单元串联多电平型、三电平型和电流源型。由于单元串联多电平方式容易实现冗余运行,在单元故障时能进行旁路而不影响电动机连续运行,并且具有谐波小、dv/dt低、技术成熟等显著优点,因此,决定采用这种方式的高压变频器。

在对国内外各厂家的单元串联多电平高压变频装置,进行性能价格比较和运行可靠性评估后,选用了上海发电设备成套设计研究所和上海科达机电控制有限公司生产的MAXF700-6000/750型高压变频调速装置,该类型产品具有如下6个特点:

1)功率单元冗余运行、故障时自动快速旁路,确保电机正常运行;

2)可在线更换功率单元,不须停机;

3)采用无极性电力电容代替电解电容,提高了装置寿命和整体可靠性,内不须更换电容;

4)采用特制散热器,使功率单元温升低,装置体积减小(宽3800,深1200,高2200);

5)输出dv/dt低(在500V以下),电动机绝缘不受损害;

6)电网自动重合闸后继续运行。

2变频运行的其它优点

该泵站经高压变频改造后,除了节能外,水流量控制特性以及电动机和泵的'运行特性明显改善,主要有以下6项优点。

1)实现恒母管水压控制操作人员只须改变母管压力设定值,不再调整节流阀,运行自动化程度大为提高,运行和维护工作量降低。

2)管道压力降低原来节流调节时,流量变小时,管道压力反而升高,容易爆管,不利于管道安全运行,而采用变频调节后,流量变小时,管道压力亦变低。

3)电动机软启动避免水泵频繁启停经测量,变频运行时起动电流<5A,而工频直接起动电流>300A,因此,变频运行完全消除了因直接启动造成的对电动机和电网的冲击,降低了电动机故障率(电厂电动机因直接启动造成故障已屡见不鲜)。

4)功率因素提高从电网侧看,工频运行时功率因数为0.85左右,变频运行时功率因数达到0.95,因此,即使同样是满负荷运行,变频运行时,高压输入电流明显比工频运行时小,这也有利于节能和设备安全运行。

5)电机和泵运行寿命延长设备转速降低后,运行噪声降低,磨损减少,设备寿命延长。

6)控制响应速度增快改变水压设定值后,装置迅速改变运行转速,使母管水压迅速跟踪设定值。

3 现场实际操作

交流会上来自山东黄台,德州,石横,白杨河,里彦,聊城,凯赛,皱县,莱城,临沂,威海,危房,滕州,辛店,章丘,青岛等17个电厂及上海宝钢电厂等50余名代表,在现场进行了实地操作,并重点观察了以下4项试验。

1)单元切换和自动平衡试验在额定负荷时,切换1~15中任意功率单元,电动机始终保持连续运行,且单元投切后三相电压电流保持平衡。

2)自动手动切换试验在自动恒水压控制和手动恒频率控制之间切换,装置运行频率和水压波动不超过规定值。

3)自动运行时阶跃响应试验由于变频泵在运行时,要承受工频泵的开停冲击,这相当于约20%的阶跃信号,因此,试验时,在自动运行状态下对设定值施加20%阶跃变化,超调量和振荡次数不超过规定值。

4)变频泵运行时,工频泵投切试验系统自动运行时,当升高设定值到装置给出“压力过低”报警信号时,投入一台工频泵,此时变频泵自动降低转速并将母管压力调节到设定值,超调量和振荡次数不超过规定值,报警信号自动消失。当降低设定值到装置给出“压力过高”报警信号时,切除一台工频泵,此时变频泵自动降低转速并将母管压力调节到位,超调量和振荡次数不超过规定值,报警信号自动消失。

4 节能效果

高压变频调速装置投入运行后,节流阀全开,采用远方自动恒水压控制方式,平时操作值班人员只须改变压力设定值(在操作室用按钮进行升降设定),多数情况下,变频器运行在40Hz左右,功率270kW左右,高压输入电流不到30A,而50Hz定速运行时功率约530kW,高压输入电流60A左右。

运行平均负荷按0.95×560kW计算,每年运行300天,即7200h,节电1340MWh。按上网电价计算,两年不到便可收回投资,如按电的售价算,因为该装置投资不到73万元,则一年就可以收回全部投资。

5 结语

国产高压变频调速装置用于拖动发电厂大型风机和泵电动机,不仅节能,而且大大改善了控制特性和运行特性。目前,高压变频技术日趋成熟,其运行可靠性已达到发电厂要求,建议大力推广使用。

篇4:高压变频调速装置在电厂的应用

高压变频调速装置在电厂的应用

摘要:根据山东十里泉电厂供水泵应用高压变频调速装置的实效,说明国产高压变频调速装置的技术已日趋成熟,大力推广应用它所带来的经济效益和社会效益是十分可观的。

关键词:高压变频调速;水泵流量调节;节能

引言

山东十里泉电厂是一个具有5台125MW,2台300MW及一台140MW机组的中型电厂。

十里泉发电厂目前由30km外的水源地供水,水源地共装有5台水泵,均由560kW/6kV高压电动机拖动,多数情况下启动1~2台泵就可满足发电要求,采用手动节流调节方法控制水流量。如果节流阀开度不大、并且水流量足够,则停一台水泵;如果节流阀全开仍不满足水流量要求,则再开启一台水泵,由于管道长达30km,且节流阀始终处于调节状态,如选择一台水泵进行变频调速改造,节流阀全开,实现恒水压控制,不但具有良好的节能效果,泵站的控制特性也大为改善。

1 高压变频调速装置选型依据

对于6kV等级,目前主要有3种方式的高压变频装置:单元串联多电平型、三电平型和电流源型。由于单元串联多电平方式容易实现冗余运行,在单元故障时能进行旁路而不影响电动机连续运行,并且具有谐波小、dv/dt低、技术成熟等显著优点,因此,决定采用这种方式的'高压变频器。

在对国内外各厂家的单元串联多电平高压变频装置,进行性能价格比较和运行可靠性评估后,选用了上海发电设备成套设计研究所和上海科达机电控制有限公司生产的MAXF700-6000/750型高压变频调速装置,该类型产品具有如下6个特点:

1)功率单元冗余运行、故障时自动快速旁路,确保电机正常运行;

2)可在线更换功率单元,不须停机;

3)采用无极性电力电容代替电解电容,提高了装置寿命和整体可靠性,20年内不须更换电容;

4)采用特制散热器,使功率单元温升低,装置体积减小(宽3800,深1200,高2200);

5)输出dv/dt低(在500V以下),电动机绝缘不受损害;

6)电网自动重合闸后继续运行。

2变频运行的其它优点

该泵站经高压变频改造后,除了节能外,水流量控制特性以及电动机和泵的运行特性明显改善,主要有以下6项优点。

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篇5:变频调速装置在煤气鼓风机系统中的应用

变频调速装置在煤气鼓风机系统中的应用

烟台市管道煤气公司  刘岳成

摘要:通过对煤气鼓风运行工况的分析,为解决“大马拉小车” 的问题,应用变频调速装置和PLC构成风压闭环控制系统,实现对煤气鼓风机风量的自动控制,解决了“大马拉小车” 的问题,达到了节能降耗的目的。

叙词:可遍程序控制器  变频调速  节能  鼓风系统

1   引言

在电气拖动设备的运行过程中,经常遇到这样的问题,即拖动设备的负荷变化较大,而动力源电机的转速却不变,也就是说输出功率的变化不能随负荷的变化而变化。在实际中这种“大马拉小车”的现象较为普遍,浪费能源。在许多生产过程中采用变频调速实现电动机的变速运行,不仅可以满足生产的需要,而且还能降低电能消耗,延长设备的使用寿命。这里介绍的煤气鼓风机系统采用变频调,并应用PLC构成风压闭环自动控系统,实现了电机负荷的变化变速运行自动调节风量,即满足了生产需要,又达到了节能降耗的目的。

2   工况分析

鼓风机系统构成如下。

(1)风机型号:9-26,风量:8588 ~ 10735m3/h,风压:10020~9630Pa。

(2)电机型号:Y225M-2,功率:45kW,电压:380V,电流:83.9A,频率:50Hz,功率因数:0.89,效率:2970 r/min。

鼓风机的特性曲线如图1所示。

@gas_1.jpg

通过对鼓风机几年来的恒速运动实际情况的记录分析,鼓风机系统运行规律如下:最大负荷时的风量为1600 m3/h,电机的电流为38A,运行时间1个月;一般负荷的风量为950 m3/h,电机的电流为36A,运行时间9个月;最低负荷时的风量为500 m3/h,电机的电流为18A,运行时间2个月。由此可以看出,对于该鼓风机来说,最大负荷也不到额定负荷的一半,当风量下降时,用调节管道风门的方法来改变风道阻力,使功率下降不多,耗能仍很大,这由图1可以看出。

图1中曲线1为风机在恒速下调节风门时的`风压-风量(H-Q)特性,曲线2为恒速下调节风门时的功率-风量(P-Q)特性,曲线3为管网风阻(R-Q)特性。假设风机在设计时工作在A点效率最高,输出风量Q1100%。此时,轴功率P1与Q1、H1的乘积面积AH1OQ1成正比(AH1OQ1为耗能),根据生产工艺要求,当风量需从Q1减少到Q2(例如50%风量)时,如采用调节风门的方法调整风量,相当于增加了管网阻力,使管网阻力特性由曲线3变到曲线4,系统由原来的工况点A变到新的工况点B运行,尽管此时风量由Q1减小到Q2,但风压反而由H1增加到H2,轴功率P2与Q2、H2的乘积面积BH2OQ2成正比,功率的减少并不多,可见耗能仍然很大。

采用电气传动调速装置来调节风机电动机的转速是实现经济地调节风量、有效节能的最佳方法。我们选用变频调速装置对原煤气鼓风机系统进行了改造,将电机恒速运行改为按负荷变化的变速运行,得到风机合适的功率输出,达到了节能降耗的目的。

3   风机变频调速节能原理

交流异步电动机的转速公式为

n = 60f / p (1- s )    (1)

由式(1)可以看出,电源频率f与转速n成正比。即改变频率可改变电机的转速。当改变风机的转速,由额定转速n1调整到某一转速n2时,理论上风量、风压及轴功率变化的关系如下:Q2 = Q1 (n2 / n1),H2 = H1 (n2 / n1)2,P2 = P1 (n2 / n1)3。可见,风量与转速的一次方成正比,风压与转速的平方成正比,轴功率与转速的三次方成正比。由图1可以看出当风机转速由n1降到n2,根据风机参数的比例定律,在转速n2下的风压-风量特性如曲线5所示。 可见,在满足同样风量Q2的情况下,风压H3大幅度降低,功率P3(相当于面积CH3OQ2)明显减小,节省的功率损耗 DP = P1-P2与面积BH2H3C成正比,节能效果十分明显。所以,采用改变风机转速的方法对风量和风压进行控制是最合理和经济的。

4   系统构成

对原有煤气鼓风机加装变频调速装置,并且在鼓风机系统出口的管道上安装压力变送器,测定管道的风量变化,通过PLC对管道压力信号的变换和处理,为变频调速装置提供参变量,实现对频率的自动调整,也就是说对电机的转速进行调整,以达到根据负荷变化调整输出功率,节能降耗的目的。

经过比较,我们选用日本富士变频器FRN45P9S-4,德国西门子公司可编程序控制器S7-200,组成风压变频调速自动控制装置,对原鼓风机系统进行改造。

4.1  硬件组成

系统构成框图如图2 所示。

@gas_2.jpg

各部分主要功能分述如下

(1)操作台。实现系统操作控制及参数的设定与显示。

(2)可编程序控制器。选用S7-200可编程序控制器及EM235模拟量I/O模块,完成风压信号和操作信号可输入以及PLC的控制输出。

(3)变频器。选用FRN45P9S-4变频器,具有手动和自动调速功能。

(4)切换装置。由继电器、接触器,开关等组成,实现1台变频器控制3台鼓风机的切换,以及在变频器故障时鼓风机的旁路工频运行。

(5)压力变送器。选用CECY型电容器式变送器,测定管道的风量变化。

4.2  软件框图

PLC软件采用梯形图语言,实现各种逻辑顺序控制,风压闭环控制等,程序框图如图3所示。

@g

as_3.jpg

在软件设计中利用PLC定时中断功能完成数据采样,数字滤波,PID运算及控制输出。

5   运行结果

变频调速装置安装投入运行后,风门全部打开,在压力为2200 Pa,风量为600 m3/h,即可满足生产要求。此时测得的系统参数如下:变频器输出频率为25 Hz,电压为189 V,电流为20 V;电机转速为1485 r/min。实际运行工况在以下几个方面有了明显改善:?噪声由80 dB降为40 dB左右;?风量(压力)控制自动化,降低劳动强度,故障率降低;?运行参数观测直观,可同时显示压力、频率、转速、电压、电流、转矩等运行参数;?管道阀门全部打开,节门损失大大降低。

6   节约电能计算

采用变频调速前全年总耗能为1.511×105kW・h,变频调速后全年总耗能为4.53×104kW・h。采用变频调速后全年节约电能为10.58×104kW・h。

另外在投运变频调速装置后,根据运行工况测算,可延长修周期1~2年,每年可节约大修费用约2万元。

7   结论

实践证明,在煤气鼓风机系统中采用变频调速运行方式,可以根据负荷的变化自动调节风机的转速,解决了“大马拉小车”的问题,为降低生产成本,延长设备使用寿命,节能降耗,减轻劳动强度,改善工作环境开创了新的途径。

篇6:变频调速装置在煤气鼓风机系统中的应用

变频调速装置在煤气鼓风机系统中的应用

烟台市管道煤气公司  刘岳成

摘要:通过对煤气鼓风运行工况的分析,为解决“大马拉小车” 的问题,应用变频调速装置和PLC构成风压闭环控制系统,实现对煤气鼓风机风量的自动控制,解决了“大马拉小车” 的问题,达到了节能降耗的目的。

叙词:可遍程序控制器  变频调速  节能  鼓风系统

1   引言

在电气拖动设备的运行过程中,经常遇到这样的问题,即拖动设备的负荷变化较大,而动力源电机的转速却不变,也就是说输出功率的变化不能随负荷的变化而变化。在实际中这种“大马拉小车”的现象较为普遍,浪费能源。在许多生产过程中采用变频调速实现电动机的变速运行,不仅可以满足生产的需要,而且还能降低电能消耗,延长设备的使用寿命。这里介绍的煤气鼓风机系统采用变频调,并应用PLC构成风压闭环自动控系统,实现了电机负荷的变化变速运行自动调节风量,即满足了生产需要,又达到了节能降耗的目的。

2   工况分析

鼓风机系统构成如下。

(1)风机型号:9-26,风量:8588 ~ 10735m3/h,风压:10020~9630Pa。

(2)电机型号:Y225M-2,功率:45kW,电压:380V,电流:83.9A,频率:50Hz,功率因数:0.89,效率:2970 r/min。

鼓风机的特性曲线如图1所示。

@gas_1.jpg

通过对鼓风机几年来的恒速运动实际情况的记录分析,鼓风机系统运行规律如下:最大负荷时的风量为1600 m3/h,电机的电流为38A,运行时间1个月;一般负荷的风量为950 m3/h,电机的电流为36A,运行时间9个月;最低负荷时的风量为500 m3/h,电机的电流为18A,运行时间2个月。由此可以看出,对于该鼓风机来说,最大负荷也不到额定负荷的一半,当风量下降时,用调节管道风门的方法来改变风道阻力,使功率下降不多,耗能仍很大,这由图1可以看出。

图1中曲线1为风机在恒速下调节风门时的风压-风量(H-Q)特性,曲线2为恒速下调节风门时的功率-风量(P-Q)特性,曲线3为管网风阻(R-Q)特性。假设风机在设计时工作在A点效率最高,输出风量Q1100%。此时,轴功率P1与Q1、H1的'乘积面积AH1OQ1成正比(AH1OQ1为耗能),根据生产工艺要求,当风量需从Q1减少到Q2(例如50%风量)时,如采用调节风门的方法调整风量,相当于增加了管网阻力,使管网阻力特性由曲线3变到曲线4,系统由原来的工况点A变到新的工况点B运行,尽管此时风量由Q1减小到Q2,但风压反而由H1增加到H2,轴功率P2与Q2、H2的乘积面积BH2OQ2成正比,功率的减少并不多,可见耗能仍然很大。

采用电气传动调速装置来调节风机电动机的转速是实现经济地调节风量、有效节能的最佳方法。我们选用变频调速装置对原煤气鼓风机系统进行了改造,将电机恒速运行改为按负荷变化的变速运行,得到风机合适的功率输出,达到了节能降耗的目的。

3   风机变频调速节能原理

交流异步电动机的转速公式为

n = 60f / p (1- s )    (1)

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