锋速达通风降温系统
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车间降温_高压变频器在垃圾焚烧发电厂锅炉引风机上的应用工业自
3 现场负载情况
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3.2引风机工艺要求
引风机是热电厂的锅炉生产工艺中重要的组成部件。引风机输送的介质是烟气，最高温度一般不得超过250度。锅炉结构复杂，还有烟气的除尘、脱硫设备，烟气阻力较大，利用引风机排烟才能排除烟气，同时引风机也造成锅炉本体的燃烧室的需要的负压。
所以，一方面生产工艺要求变频器必须安全可靠运行稳定，连续不中断正常运行;操纵简单，可以实现远程DCS控制;频率可调度2-50Hz;适应电网电压波动能力强;保护功能完善;要求节能效果明显。另一方面，负载为离心式引风机，要求变频器启动和停止时能适应离心式引风机的较大的转动惯性，减小对电网电压的影响，对电机有必要的保护，有助于延长电机的使用寿命。
1#锅炉的引风机用变频器控制，希看达到节能的目的。经多方调研，终极选用国产变频器中国名牌产品??风光牌高压变频器。
4 风光JD-BP37系列高压变频器结构
风光JD-BP37系列高压变频器输进侧由移相变压器给每个单元供电，每相5个单元组成，每个功率单元都承受电机电流、1/5的相电压、1/15的输出功率。15个单元在变压器上都有自己独立的三相输进绕组。功率单元之间及变压器二次绕组之间相互尽缘。二次绕组采用延边三角形接法，可实现多重化，降低了输进电流的谐波成分。
输进移相变压器的副边绕组分为三组，构成 36脉冲整流方式;这种多级移相叠加的整流方式可以大大改善网侧的电流波形，使其负载下的网侧功率因数接近1， 输进电流谐波成分低。实测输进电流总谐波成分小于4%。
控制器核心由高速 32 位 DSP 芯片和嵌进式工控机协同运算来实现，精心设计的算法可以保证电机达到最优的运行性能。嵌进式工控机提供友好的全中文 WINDOWS 监控和操纵人机界面，同时可以实现远程监控和网络化控制。可编程控制器(PLC)用于柜体内开关信号的逻辑处理，以及与现场各种操纵信号和状态信号的协调，增强了系统的灵活性。其结构如图2所示。
图2 高压变频器系统结构图
功率单元电路采用交?直?交逆变电路,车间降温，整流侧为六支二极管实现三相全波整流，逆变侧由四支IGBT组玉成桥逆变电路，通过SVPWM控制方法，控制两路IGBT 逆变桥实现直流到交流的逆变过程。电路结构如图 3 示。
图3 功率单元主电路结构图
功率单元的结构都如上图所示，完全一样，可以互换。这不但调试、维修方便，而且备份也十分经济。假如一单元发生故障，该单元的输出端能自动通过可控硅旁路而整机可以暂时降额工作，直到缓慢停止运行。
| 风机该怎么选呢? |
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| 正确选择风机，是保证透风系统正常、经济运行的一个首要条件之一，选择的风机要满足系统所需要的风量，同时风机的风压要能克服系统的阻力，而且在效率最高或经济使用范围内工作。 具体选择方法如下： 1．根据被输送气体的性质，选用不同用途的风机。输送腐蚀性气体，要选用防腐风机；输送易燃、易爆气体或含尘气体时，要选用防爆风机或排尘风机。但在选择具体的风机型号和规格时，还必须根据某种类型风机产品样本上的性能表或特性曲线图才能确定。 ,厂房通风降温; 2．考虑到管道系统可能漏风，有些阻力计算不大正确，为了使风机运行可靠，选用风机的风量和风压应大于透风除尘系统的计算风量和风压。 3．根据选用风机的风量L′风压H′，在风机产品样本上选定风机的类型，确定风机的机号、转速和电动机功率。为了便于接管和安装，还要选择合适的风机出口位置和传动方式。所选择风机的工作点应在经济范围内，最好处于最高效率点的右侧。 4．风机样本上给出的是风机在标准状态(大气压力为1．013×105 Pa、温度为20℃、相对湿度为50％)下的性能参数，选择风机时应把实际运行状态下的参数换算为标准状态下的参数。 5．除非选择任何一台风机都不能满足要求，或在使用时要求风机的风压和风量有大幅度变动，否则应尽量避免把两台或数台风机并联或串联使用。因两台或数台风机联合工作时，每台风机所起的作用都要比其单独使用时差。 6．为了节约能源和减小噪声危害，在满足所需风量和风压的条件下，应尽可能选用效率高、噪声低的新型风机。 ,厂房降温; |
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收录时间:2011年01月10日 15:44:08 来源:互联网 作者: |
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?1 引言 ??? 随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的发展，电气传动技术正经历着比较大的革新。工业生产领域大量使用的高压感应异步电动机，已经由传统的改变其它机械环节的控制方法，改造为直接改变供给的交流电源的频率和幅值的变压变频控制方法，进行速度调节和位移控制，从而可以提高生产工艺，降低能源消耗。特别是在当今面临能源危机的条件下，节能降耗不仅有近期的直接经济效益，更有长远的社会效益。 ??? 采用新型高压大功率电力电子器件构造的直接“高-高”式 变频器 ，具有结构简单，工作可靠的特点，有很好的调速和起动与制动性能。由于采用不控整流和全控器件进行开关调制，具有输入侧高功率因数、整装置优良的控制性能和高的运行效率。特别是通过改变送给电动机的电流的频率，在很宽的转速范围内进行高效率的转速调节，可以取得很好的节电效果，在风机和水泵的节能改造上已经得到广泛证实。 ??? 2 高压变频器的系统组成和原理 ??? 该高压变频器为直接高－高结构，不需输出升压 变压器 ，输出为单元串联移相式PWM方式，其主电路结构如图1所示。 ??? 该高压变频器具有运行稳定、调速范围广、输出波形正弦好、输入电流功率因数高、效率高等特点，对电网谐波污染小，总体谐波畸变THD小于4%，直接满足IEEE519-1992的谐波抑制标准，功率因数高，不必采用功率因数补偿装置，输出波形好，不存在谐波引起的电机附加发热和转矩脉动、噪音、输出dv/dt、共模电压等问题，不必加输出滤波器，就可以使用普通的异步电机。??? 2.1功率单元 ??? AMB-HVI系列高压变频器每相由六个的功率单元串联而成。各功率单元具有完全相同的结构，有互换性。每个功率单元为三相输入，单相输出的交直交PWM电压源型逆变器结构，同时还包括驱动、保护、监测、通讯等组件组成的控制电路，其结构如图2所示。通过控制IGBT的工作状态，输出PWM电压波形。每个功率单元额定输出电压为580V，串联后输出相电压3480V，线电压达到6kV。??? 图2变频器功率单元图 ??? AMB-HVI系列高压变频器输出采用多电平移相式PWM技术，同一相的功率单元输出相同幅值和相位的基波电压，但各载波之间互相错开一定电角度，实现多电平PWM，使得输出电压非常接近正弦波。输出电压的每个电平台阶只有单元直流母线电压大小，所以dv/dt很小，功率单元采用较低的开关频率，以降低开关损耗，但输出波形的等效开关频率可以达到单元开关频率的6倍，且输出电平数增加，输出相电压为13电平，线电压为25电平，电平数和等效开关频率的增加有利于改善输出波形，降低输出谐波，其输出波形如图3所示。?? 图3高压变频器的输出电压和电流波形 ?2.2IGBT驱动原理 ??? 在AMB-HVI变频器的功率单元中，使用高性能、智能化的专用IGBT驱动模块对主控系统输出的PWM控制信号进行隔离、缓冲处理后，使弱电信号（TTL电平）能够驱动高压回路中的大功率IGBT器件，输出我们需要的SPWM电压。 ??? 驱动模块辅助功能还包括：对IGBT进行短路、过流、欠压监测和保护。当负载或功率单元一旦出现短路、过流、欠压等方面故障，驱动模块将故障信号上传到主控系统，主控系统的微处理器将根据故障类型进行辨别处理后，发出命令使驱动模块停止工作，禁止该功率单元的输出。与此同时主机中故障处理控制逻辑还会根据故障类型进行更进一步判断，以决定系统是否发生真正的故障，以便系统采取报警停机或继续运行，以保护变频器与配电系统的安全，不至于造成更大的故障和更大的经济损失。 ??? 2.3输入变压器 ??? AMB-HVI系列高压变频器的输入侧变压器采用移相式变压器，其电气原理图如图4所示。变压器原边绕组为6kV，副边共十八个绕组分为三相。每个绕组为延边三角形接法，分别有±5o、±15o、±25o移相角度，每个绕组接一个功率单元，这种移相接法可以有效地消除35次以下的谐波。因此，采用移相变压器进行隔离降压，使得输入侧功率因数在0.96以上，不会对电网造成超过国家标准的谐波干扰。 ? 图4移相变压器电气原理图 ??? 3 改造方案 ??? 考虑到变频器退出运行后，为了不影响生产，确保系统正常工作，配置工频旁路，当变频器出现故障时，将电机投切到工频下运行。整个系统由1台高压变频柜、1台控制柜、1台变压器柜、一台旁路柜、一台电机及一台送风机组成，下图为送风机变频方案示意图。 图5送风机变频方案示意图 ???? 图5中共有3个高压隔离开关，为了确保不向变频器输出端反送电，QS2与QS3采用机械互锁，并采用S7-200PLC控制系统实现电气连锁，避免系统误操作。当QS1、QS2闭合，QS3断开时，电机运行在变频状态；当QS1、QS2断开，QS3闭合时，电机工频运行，此时高压变频器从高压中隔离出来，便于检修、维护和调试。 ??? 在变频改造以前，风机均采用调节风板开度的方式控制锅炉进风量，由于其电机裕量较大，因而电能的浪费特别严重，同时由于频繁的对风板进行操作，导致风板的可靠性下降，影响机组的稳定运行。且电机工频起动特别困难，起动电流大，对电网冲击较大，并造成电机笼条松动、有开焊断条的危险。一般起动后不允许停机。 ??? 进行变频改造后，风机的风板开度保持全开，基本不需要改变，根据实际所需的风压，由DCS系统通过PID调节计算，输出4~20mA模拟电流信号发给变频器，通过调节变频器的输出频率改变电机的转速，达到调节送风量的目的，满足运行工况的要求。 ??? 同时，进行变频改造后电机在启动和调节过程中，转速平稳变化，电流没有任何冲击，解决了电机启动时的大电流冲击问题，消除了大启动电流对电机、传动系统和主机的冲击应力，大大降低日常的维护保养费用。 ?4 天山水泥厂节能效果分析 ??? 天山水泥厂五台风机经过变频改造后提高了运行的自动化程度，降低了大量电能损耗，较大程度地降低了运行成本，取得了较好的经济效益和社会效益，具体节能分析如表1所示。 ??? 6结论 ??? 上述各厂风机经过变频改造后，节约了大量的电能，改善了工艺过程，电机实现了软启动，延长 设备 的使用寿命，减少维修量；电机的振动情况得到了改善，取得了预期的效果。 ??? 中高压变频调速系统是实施有效节能的重要装备，是国家当前社会经济发展的急需，在加快建设节约型社会的历史进程中，我们必将迎来一个高压变频调速技术发展和推广应用的时代
（1）特点及用途 成套型D系列多极离心式鼓风机可用于输送空气、煤气及化工气体，个有噪声低、振动小、效率高、运行平稳，安装、维护保养方便，露天环境下使用等特点。常用于高炉鼓风，电厂及炼油厂脱硫鼓风，选煤跳汰机配套，高炉、焦炉煤气、加压输送，及污水处理的鼓风曝气，化工气体的回收、加压输送等。在同行业中我厂产品具有用户选型范围广，配套齐全的独特特点。 （2）型号 D??单吸入风机进口 XXX??标准状态下进口容积流量（m3/min） X??叶轮级数 X??设计序号 XX??出口绝对压力（kg/cm2） 例：D300-31-1.5释义为：第一次设计的进气为单吸入3级离心式鼓风机，在温度20℃，绝对压力101.325kPa，相对湿度50%的进气状态下流量为300m3/min，出口绝对压力为1.5kg/km2（表压为49kPa） （3）技术规范 我厂可根据用户或设计院要求在下述范围内设计制造各种离心式鼓风机。 进口容积流量：15～500m3/min 出口风压：10-100kPa 环境湿度：-35～40℃ 相对湿度：20%～90% 连续运转：>1年 噪声：≤85dB(A) （4）成套供货范围 1）、主机部分：鼓风机主机，主机与电动机联合公共底座，主机与电动机直联联轴器。 2）、附件部件：弯管，消声器，过滤器，一般用途丝网型过滤器，特殊用途（微孔曝气等）低、中高级过滤器。 3）、配套部分：电动机（一般型、户外型、防爆型），风机进口碟阀（手动型、机动型），电动机控制起动柜，挠性接头。 |
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