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國(guó)產(chǎn)高壓變頻器的應(yīng)用

求免費(fèi)版國(guó)產(chǎn)高壓變頻器在文登熱電廠熱網(wǎng)泵上的應(yīng)用: 問提問者：網(wǎng)友 | 2017-10-18

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引自《變頻器世界》2006年第2期國(guó)產(chǎn)高壓變頻器在文登熱電廠熱網(wǎng)泵上的應(yīng)用 The Application of Domestic High Voltage Inverter in Hot Nets Pump in the Wendeng Thermal Power Plant 山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司張丙建郭培彬 Zhang Bingjian Guo Peibin 摘要：本文著重介紹了國(guó)產(chǎn)高壓變頻器在文登熱電廠#2熱網(wǎng)泵上的應(yīng)用情況，應(yīng)用結(jié)果表明，采用國(guó)產(chǎn)高壓變頻器對(duì)電廠的水泵設(shè)備進(jìn)行調(diào)速節(jié)能改造，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。關(guān)鍵詞：高壓變頻器水泵 Abstract: This article emphatically introduces the application of the domestic high voltage inverter in #2 Hot Nets Pump in the Wendeng thermal power plant. The application result indicates that, using the domestic high voltage inverter to carry on the velocity modulation energy conservation transformation to the power plant water pump equipment, has a higher economic and the social efficiency. Key words: High voltage inverter Pump 1引言文登熱電廠始建于 1996年，其裝機(jī)容量規(guī)模為3×170t/h高溫高壓煤粉爐配2×35MW抽凝式汽輪發(fā)電機(jī)組,是我國(guó)第一臺(tái)投運(yùn)的同類型非標(biāo)機(jī)組。由于熱電廠嚴(yán)格管理，機(jī)組至今運(yùn)行穩(wěn)定，同時(shí)文登熱電廠也成為全國(guó)熱電廠參觀和學(xué)習(xí)的基地。為了充分利用文登熱電廠汽輪發(fā)電機(jī)循環(huán)水的蓄能，提高能源的利用率，改善文登市城區(qū)東部的投資環(huán)境，文登市于 2003年設(shè)計(jì)了第一條循環(huán)水供熱管網(wǎng)。該條循環(huán)水供熱管網(wǎng)由文登市電業(yè)總公司承建，管線雙程全長(zhǎng)6公里，一期工程總投資2300萬元，可解決文登市新城區(qū)約100萬平方米的供熱面積。該工程竣工投入運(yùn)行后，據(jù)有關(guān)專家鑒定后認(rèn)為：該管網(wǎng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)完全達(dá)到了國(guó)內(nèi)同類管網(wǎng)的領(lǐng)先水平。熱電廠在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，#2熱網(wǎng)泵工頻運(yùn)行，蒸氣通過冷凝塔后進(jìn)供暖管道，管道壓力變化很大。管道很不安全，時(shí)常出現(xiàn)爆管現(xiàn)象，不得已采用閥門開度調(diào)節(jié)。造成大量電能白白浪費(fèi)在閥門上。熱電廠領(lǐng)導(dǎo)經(jīng)多方考察，認(rèn)為采用變頻器對(duì)該熱網(wǎng)泵進(jìn)行控制，可以達(dá)到以下目的：通過變頻器實(shí)現(xiàn)管道壓力閉環(huán)控制，保持管網(wǎng)壓力的恒定，可以有效防止爆管現(xiàn)象發(fā)生。同時(shí)可節(jié)約原來通過改變閥門開度調(diào)節(jié)時(shí)浪費(fèi)在閥門上的能源。隨即對(duì)該熱網(wǎng)泵進(jìn)行變頻改造。改造結(jié)果證明達(dá)到了預(yù)期目的。現(xiàn)對(duì)該改造情況作一下介紹。 2現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備情況文登熱電廠領(lǐng)導(dǎo)經(jīng)多方調(diào)研考察，比較性價(jià)比，最終決定選用我山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的風(fēng)光牌 JD-BP37型高壓變頻器對(duì)#2熱網(wǎng)泵機(jī)組進(jìn)行調(diào)速改造。針對(duì)文登熱電廠#2熱網(wǎng)泵355KW/6KV高壓變頻器項(xiàng)目，雙方通過對(duì)生產(chǎn)工藝流程、現(xiàn)場(chǎng)使用條件的充分了解、分析和對(duì)可實(shí)現(xiàn)方案的論證，共同制定了#2熱網(wǎng)泵高壓變頻器改造方案?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備圖如下所示。#2熱網(wǎng)泵機(jī)組電機(jī)和水泵的主要參數(shù)如下： 1) 水泵離心式清水泵型號(hào) 14SH-9 額定流量 1260m 3 /h 額定揚(yáng)程 75m 額定軸功率 322KW 額定效率 80% 額定轉(zhuǎn)速 1470rpm 2) 電機(jī) 三相異步電機(jī) 型號(hào) YKK400-4 額定功率 355KW 額定電壓 6KV 額定電流 42 .5 A 額定功率因數(shù) 0.8 額定轉(zhuǎn)速 1480rpm 圖 1現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備圖 3 風(fēng)光牌 JD-BP37-400F 高壓變頻器文登熱電廠決定選用我公司生產(chǎn)的風(fēng)光牌 JD-BP37-400F高壓變頻器控制系統(tǒng)對(duì) #2 熱網(wǎng)泵作調(diào)速改造。以下是對(duì)風(fēng)光牌 JD-BP37-400F 高壓變頻器的一些介紹。 3.1JD-BP37-400F高壓變頻器的主要性能指標(biāo) : 變頻器額定功率 400KW 額定輸出電流 48A 輸入頻率 45Hz到55Hz 額定輸入電壓 6KV 允許電壓波動(dòng) ±20% 輸入功率因數(shù) ≥0.96（額定負(fù)載時(shí)）輸出電壓范圍 0～6KV 變頻器效率 ≥96%（額定負(fù)載時(shí)）輸出頻率范圍 0～50Hz 整流方式 36脈沖二極管全波整流輸出方式每相6單元疊波正弦波脈寬調(diào)制輸出，直接輸出6KV。頻率分辨率 0.01Hz 過載能力 120%連續(xù)1min 150%5S 200%立即保護(hù) 控制電源 220VAC 10KVA 操作鍵盤中文彩色液晶觸摸屏界面語言簡(jiǎn)體中文冷卻方式強(qiáng)制風(fēng)冷防護(hù)等級(jí) IP20 模擬量輸入四路，0～10v/4～20mA,任意設(shè)定模擬量輸出兩路，0～10V/4～20mA可選開關(guān)量輸入輸出 4入/16出（可按用戶要求擴(kuò)展）通訊接口 RS232、RS485接口。運(yùn)行參數(shù)自動(dòng)記錄和輸出、自動(dòng)故障記錄、限流功能、輸出電壓自動(dòng)調(diào)整功能、單元旁路功能等。可根據(jù)用戶要求作特殊設(shè)計(jì)。 3.2 變頻器設(shè)計(jì)要求風(fēng)光牌 JD-BP37-400F 為我公司生產(chǎn)的全數(shù)字交流高壓變頻器控制裝置，采用先進(jìn)的功率單元串聯(lián)載波移相技術(shù)、正弦波 PWM 調(diào)制方法，全中文操作友好界面，具有可靠性高，性能優(yōu)越，操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，具體設(shè)計(jì)要求如下所述：（ 1）高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)采用直接“高-高”變換方式，為單元串聯(lián)多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，主體結(jié)構(gòu)由多組功率模塊串并聯(lián)而成。（ 2）變頻器控制系統(tǒng)采用LED鍵盤控制和人機(jī)界面控制兩種控制方式,兩種方式互為備用。兩種方式從就地界面上可以進(jìn)行增減負(fù)荷、開停機(jī)等操作。裝置保留至少一年的故障記錄。免費(fèi)提供軟件的升級(jí)。人機(jī)界面如下圖2示：圖 2人機(jī)界面圖（ 3）在就地變頻器柜上有明顯的帶電、運(yùn)行、停機(jī)指示。（ 4）變頻器提供兩種通訊功能：標(biāo)準(zhǔn)的RS485和有觸摸屏處理器擴(kuò)展的通訊接口。（ 5）變頻裝置采用電壓源型。（ 6）變頻裝置應(yīng)能在下列環(huán)境溫度下正常工作：最大濕度不超過95%（20℃，相對(duì)濕度變化率每小時(shí)不超過5%，且不結(jié)露，運(yùn)行環(huán)境溫度0℃～40℃，海拔1000米以下）。（ 7）在20～40%的調(diào)速范圍內(nèi)，變頻系統(tǒng)在不加任何功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)那闆r下,輸入端功率因數(shù)達(dá)到0.95。（ 8）變頻裝置I/O根據(jù)用戶的要求可參數(shù)化。（ 9）變頻裝置對(duì)輸出電纜的長(zhǎng)度沒有要求，變頻裝置保證電機(jī)不受共模電壓及dv/dt應(yīng)力的影響。（ 10）變頻裝置的功率單元為模塊化設(shè)計(jì)，方便從機(jī)架上抽出、移動(dòng)和變換，所有單元可以互換。變頻器具備內(nèi)部單元旁路和外部工頻旁路功能，保證整個(gè)系統(tǒng)在變頻器故障中仍正常運(yùn)行，提供模塊單元旁路后系統(tǒng)降額的實(shí)際值。（ 11）變頻裝置輸出電流諧波不大于2%，符合IEEE519 1992及國(guó)家供電部門對(duì)電壓失真最嚴(yán)格的要求，高于國(guó)標(biāo)GB14549-93對(duì)諧波失真的要求。（ 12）變頻裝置對(duì)電網(wǎng)反饋的電流諧波不大于4%，符合IEEE519 1992及國(guó)家供電部門對(duì)電壓失真最嚴(yán)格的要求，高于國(guó)標(biāo)GB14549-93對(duì)諧波失真的要求。（ 13）變頻裝置輸出波形不會(huì)引起電機(jī)的諧振，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小于0.1%。（ 14）變頻裝置對(duì)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，在-10%～+10%電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)滿載輸出，可以承受30%的電網(wǎng)電壓下降而降額繼續(xù)運(yùn)行。（ 15）變頻裝置可遠(yuǎn)距離操作，并可以對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程/本地控制的切換。（ 16）在整個(gè)頻率調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，被控電機(jī)均可以正常運(yùn)行。在最低輸出頻率時(shí)，可以持續(xù)地輸出額定電流。在最高輸出頻率時(shí)，可以輸出額定電流或額定功率。（ 17）變頻裝置具有以下保護(hù)：過電流、過電流、欠電壓、缺相保護(hù)、短路保護(hù)、超頻保護(hù)、失速保護(hù)、變頻器過載、電動(dòng)機(jī)過載、半導(dǎo)體器件的過熱保護(hù)、瞬間停電保護(hù)等，并能聯(lián)跳輸入側(cè)6KV開關(guān)。保護(hù)的性能符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。（ 18）變頻裝置有交流輸出電壓、輸出電流、輸出頻率等參數(shù)的數(shù)據(jù)顯示。（ 19）變頻器包含以下幾種開關(guān)量信號(hào)和模擬量信號(hào)：開關(guān)量輸入：起動(dòng)、停止、手動(dòng) /自動(dòng)轉(zhuǎn)換等信號(hào)。開關(guān)量輸出：變頻器高壓就緒、變頻器運(yùn)行、變頻器故障、變頻器停止等信號(hào)。模擬量輸入：頻率調(diào)節(jié)（例如轉(zhuǎn)速給定）等。模擬量輸出：輸出頻率、輸出電流等。（ 20）變頻裝置帶故障自診斷功能，對(duì)所發(fā)生的故障類型及故障位置提供中文指示，在就地顯示并遠(yuǎn)方報(bào)警，便于運(yùn)行人員和檢修人員辨別和解決所出現(xiàn)的問題。變頻器裝置有對(duì)環(huán)境溫度的監(jiān)控，當(dāng)溫度超過變頻器允許的環(huán)境溫度時(shí)，變頻器提供報(bào)警。（ 21）系統(tǒng)在電子噪聲、射頻干擾及振動(dòng)的環(huán)境中可以連續(xù)運(yùn)行，變頻裝置滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電磁兼容的規(guī)定。 4 系統(tǒng)改造方案 2005年9月15日，文登熱電廠與山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司雙方鑒定了購(gòu)貨合同。 2005年11月，高壓變頻器調(diào)試一次成功，并通過驗(yàn)收。文登熱電廠 #2 熱網(wǎng)泵變頻改造方案主回路如下圖 3 所示：圖 3 改造方案主回路接線圖 K0 用戶原高壓開關(guān) K1 、 K2 和 K3 變頻器旁路開關(guān)柜高壓隔離開關(guān) BPQ JD-BP37-400F 高壓變頻器 M 高壓電動(dòng)機(jī) 變頻器控制熱網(wǎng)泵為一拖一控制，旁路開關(guān)柜用于工 /變頻切換。K1，K2和K3為三個(gè)高壓隔離開關(guān)，要求K2和K3不能同時(shí)閉合，在機(jī)械上實(shí)現(xiàn)互鎖。K3斷開，K1和K2閉合，熱網(wǎng)泵變頻運(yùn)行；K1和K2斷開，K3閉合，熱網(wǎng)泵工頻運(yùn)行。 5變頻器運(yùn)行情況從變頻器投入運(yùn)行的應(yīng)用效果來看，完全達(dá)到了用戶進(jìn)行熱網(wǎng)泵變頻改造的目的，較改造前其優(yōu)越性體現(xiàn)于： (1) 操作簡(jiǎn)便,易于觀察。變頻器運(yùn)行時(shí)的所有數(shù)據(jù)及運(yùn)行狀態(tài)在人機(jī)界面都可顯示 ,如運(yùn)行頻率,輸入電壓,輸入電流,輸出電壓,輸出電流,開閉環(huán),壓力值等。人機(jī)界面操作簡(jiǎn)單明了，觀察方便。 (2)變頻器運(yùn)行穩(wěn)定,性能良好。風(fēng)光牌 JD-BP37-400F高壓變頻器投入運(yùn)行以來,運(yùn)行穩(wěn)定,轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)平滑可靠,電壓和電流正常,沒有出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。 (3)減輕了值班人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。值班人員在值班時(shí)通過微機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行操作 ,不再需要頻繁地操作閥門,工作量大大減小。 (4)恒壓控制。采用壓力恒壓控制 ,用戶只需根據(jù)實(shí)際管網(wǎng)需要設(shè)定所需壓力，變頻器自動(dòng)恒壓運(yùn)行，壓力設(shè)定方便，精確穩(wěn)定，保證管網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，爆管現(xiàn)象再?zèng)]有發(fā)生,提高了供汽質(zhì)量。 (5)降低了維護(hù)費(fèi)用。由于變頻器對(duì)電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，啟動(dòng)電流小，對(duì)熱網(wǎng)泵機(jī)組沒有任何機(jī)械沖擊，相應(yīng)地延長(zhǎng)了水泵、電機(jī)及閥門的使用壽命，大大降低了維護(hù)工作量和維護(hù)成本。 (6)節(jié)電效果明顯。為了對(duì)比熱網(wǎng)泵改造前后的節(jié)能情況 ,現(xiàn)將熱網(wǎng)泵變頻運(yùn)行一周的數(shù)據(jù)與工頻運(yùn)行一周的數(shù)據(jù)分別記錄如下表1、表2示: 變頻運(yùn)行一周的數(shù)據(jù)表 1 日期電機(jī)電流 (A) 變頻器輸入電流（ A ）變頻器運(yùn)行頻率（ Hz ）供水母管壓力 (MPa) 回水母管壓力 (MPa) 回水母管流量 (m 3 /h) 12.3 39.1 20.1 40.22 0.51 0.44 1002 12.4 39.2 20.2 40.43 0.51 0.44 1004 12.5 39.4 20.3 40.62 0.51 0.44 1005 12.6 39.0 20.0 40.12 0.51 0.44 1001 12.7 39.5 20.5 40.78 0.51 0.44 1007 12.8 39.4 20.4 40.62 0.51 0.44 1005 12.9 39.8 21.0 41.89 0.51 0.44 1009 工頻運(yùn)行一周的數(shù)據(jù)表 2 日期電機(jī)電流 (A) 供水母管壓力 (MPa) 回水母管壓力 (MPa) 回水母管流量 (m 3 /h) 12.10 42.1 0.68 0.58 1120 12.11 42.1 0.68 0.57 1230 12.12 42.2 0.68 0.58 1100 12.13 42.0 0.68 0.56 1115 12.14 42.5 0.68 0.58 1250 12.15 42.4 0.68 0.58 1210 12.16 42.2 0.68 0.58 1160 變頻運(yùn)行一周時(shí) :輸入電壓:6KV,平均輸入電流:20.3A,功率因數(shù):0.98,水泵進(jìn)口壓力:0.44MPa,水泵出口壓力:0.51MPa，平均運(yùn)行頻率:40.67Hz。 P 變 =1.732×6KV×20.3A×0.98=206.7KW 工頻運(yùn)行一周時(shí) :電壓:6KV,電機(jī)電流:42.2A,功率因數(shù):0.8。 P 工 =1.732 × 6KV × 42.2A × 0.8=350.8KW 節(jié)電率 =( P 工 - P 變 )/ P 工 ×100%=(350.8KW-206.7KW)/ 350.8KW×100%=41.1%。節(jié)電率高達(dá) 41.1%,節(jié)能效果非常顯著。一天節(jié)省電量 :(350.8KW-206.7KW) ×24h=3458.4KW?h 一年按 200天運(yùn)行計(jì)算,每度電按0.45元/ KW?h計(jì)算,一年節(jié)省電費(fèi)為: 3458.4KW?h×0.45×200天=311256元。 6結(jié)束語經(jīng)過變頻器的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行，證明山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的 JD-BP37-400F高壓變頻器性能好，可靠性高。熱電廠#2熱網(wǎng)泵采用變頻器改造后，提高了機(jī)組的穩(wěn)定性，保持管網(wǎng)壓力穩(wěn)定，并且節(jié)能效果顯著。機(jī)組可靠穩(wěn)定運(yùn)行，滿足了文登市城區(qū)的供暖需求，改善了文登市的投資環(huán)境，受到了文登市社會(huì)各界的高度贊揚(yáng)。在電廠大功率風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備上實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速，是理想的節(jié)能項(xiàng)目，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。參考文獻(xiàn) [1]山東新風(fēng)光電子使用手冊(cè)[Z]. 山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司。 [2]山東新風(fēng)光電子JD-BP37-400F高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)文登熱電廠熱網(wǎng)泵調(diào)試大綱。 [3]山東新風(fēng)光電子JD-BP37-400F高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)文登熱電廠熱網(wǎng)泵驗(yàn)收?qǐng)?bào)告。 [4]杜賢國(guó)，郭培彬，韓文昭。高壓變頻器在冷卻水循環(huán)泵上的應(yīng)用。變頻器世界，2005（7） [5]劉海鵬, 郭培彬, 孫亞斌。高壓變頻器在大冶特鋼水廠給水泵上的應(yīng)用。變頻器世界，2005（11）: 回答者：網(wǎng)友

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