锋速达通风降温系统
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瓦厂房散热处理方法_锅炉吸、送风机主要事故有哪些？电力百科国
简介：阐述了电厂离心通风机的应用现状，并根据流量调节用的几种调速装置的特点，对它们进行了经济性分析，进一步指出了其节能的措施和最佳节能方法。 1 引言 我国能源 发展的战略方针是：开发与节能并重。而近期则要把节能放在首位。这就要求发电厂在生产二次能源的过程中，要积极采取一切有效的措施，以降低自身的电力消 耗。风机是电厂运行的主要设备，其耗电量约占电厂用电量的30%.随着用电量的不断增长和能源问题的出现，电厂风机运行的经济性越来越为人们所重视。因 此，世界各国都在研究降低风机电耗的方法。 降低风机电耗，主要是研究设计高效率的风机和采用最佳的流量调节方式。根据我国风机产品的实际情况和电厂风机的运行特点，风机节能应重点放在采用最佳的流量调节方式上。 2 电厂离心通风机应用现状 目前我国电厂所使用的风机，特别是近年来新投产的大机组中的风机，大多数采用了高效离心通风机，其最高效率均在 80%以上。但实际运行效率并不高，原因有二：首先，我国现行火力设计规程SDJ-79规定，燃煤锅炉送、引风机的风量富裕度分别为5%和5%～10%， 风压富裕度为10%和10%～15%.由于在设计过程中很难准确地计算出管网阻力，并考虑到长期运行过程中可能发生的各种问题，通常把系统的最大风量和风 压附加一部分作为风机选型的设计值。但可供选择的风机型号和系列是有限的，如果选不到合适的风机，也只好往大机号上靠。实际上，电厂锅炉送、引风机风量的 富裕度达20%～30%是比较常见的，甚至更大。例如，闵行电厂8号炉，其送、引风机的风量富裕度分别为31%和7.3%，风压富裕度分别为67.8%和 48.4%；华东电网（苏、皖、沪）10家电厂12.5万kW以上机组共用离心通风机76台（进行了叶轮切割和改型的有36台），设计点的效率都在81% ～85%之间（带进气室），其中已测试了41台，效率大于70%的只有15台，低于70%的有26台，占被测风机的60%以上。这些风机的导向挡板开度大 都在35%～60%；其次，随着电网容量的不断增大，大机组面临参加调峰的问题，对于参加调峰的机组来说，与锅炉配套的送、引风机还需周期性地在较长时间 内处于更低的负荷下运行，造成大量节流损失。例如：北京石景山发电总厂京西电厂20万kW机组有近1/3的时间带10万kW的负荷。 电厂锅炉用风机风量与风压的富裕量以及机组调峰运行导致风机的运行工况点与设计工况点相偏离，致使电厂锅炉用风机的使用效率低于其最高效率。即使采用了 高效风机，运行状况调查表明，风机运行效率低于 70%的占50%，即高效风机低效运行。通常情况下，风机采用自带调节门调节，但采用调节门调节时，风机的效率会下降。为了降低电厂风机的电耗，主要应提 高风机在低负荷时的运行效率，采用最佳的风机调节方式，以达到节能的目的。 3、经济性分析 鉴于我国电厂风机的应用现状，研究设计高效率的风机，再大幅度地提高风机本身的效率已不大可能。目前，研究和应用最佳的风机调节方式才是降低风机电耗的最有效途径。 风机的耗电量与转速的立方成正比。一旦风机的转速降低，其耗电量将以其立方的比例降低。例如：根据工艺要求,屋顶风机，风机的风量下降到 80% 则风机的转速也下降到80% ，其风机轴功率则下降到额定功率的51% ；若风机的风量下降到50%，则风机的转速也下降到50% ，其风机轴功率则下降到额定功率的l3% ，节电87% ；从节能角度看，以风机调速最为有利，调节范围最大，其经济性能也最佳。同时，采用变转速调节后，可以降低风机的噪声，减轻引风机叶轮的磨损，延长叶轮的 使用寿命。所以，电厂风机的节能重点应放在风机的变转速调节上。风机变转速调节，需要通过变速装置来实现。这里简单介绍离心通风机的变速调节方式并粗略的 进行技术经济分析与比较。 3.1 经济性评价方法 采用“将来费用折算现值”的方法，对电厂离心通风机调节方案进行 经济性评价。所谓“将来费用折算现值”是指购买附加设备费、安装费以及维持风机和附加设备在全部使用寿命期间运行所需的运行费、维修费的折算现值。总现值 最低的方案为最优方案。“将来费用折算现值”法，能比较全面而准确地反映各方案经济性的优劣，在电厂风机改造时可作为主要的参考依据。将来费用折算现值的 计算公式为 F = T ? T E + T ?（ H D × D F + W X ）? Y式中 F ——将来费用现值，万元T ——风机台数T E ——风机和附加装置的总投资，万元H D ——系统年耗电量，万kW?h/a D F ——电费，元/kW?h W X ——风机和附加设备的年维修费，万元/a Y ——使用寿命，a 3.2 离心通风机几种调速装置的特点 离心通风机调速装置有：液力耦合器、电磁滑差调速电机、双速电机、晶闸管串级调速装置及变频调速装置。 液力耦合器是利用液体的动能来传递功率的一种动力式传动设备。安装在电动机和风机之间，可以在电动机转速不变的情况下，实现无级变速来改变风机的特性曲 线和电动机的空载启动。但液力耦合器在调速的过程中，存在着固有的滑差功率损失，所以传动效率较低。液力耦合器装置技术上比较成熟，在电厂风机中应用也较 多，并取得了一定的节电效果，但不能盲目使用。经过调查得出，若风机的富裕量不是太大，那么节电效果就不明显；若在锅炉带额定负荷时采用液力耦合器，不但 不能省电，甚至还多耗电。 电磁滑差调速电机能实现无级变速，速度调节平滑，无失控区能空载调速，转速变化率小；其控制设备也简单，初投资低，维护方便，节电效果明显。但在调速时其转差功率会以发热形式损耗掉，所以经济效益较低。 双速电机是采用单绕组变极方法实现速度变换的，初投资低，使用时能使整机结构紧凑，可降低噪声和节约能源，维护也简单。但低速时的启动力矩小，往往需先在高速下启动，然后再切换到低速运行。运行人员不敢在运行中进行变速操作，开关的可靠性也差,湿帘空调。 晶闸管串级调速就是在转子绕组回路中串接一个反电势，通过改变转差率来调节绕线式异步电动机转速的一种调节方法，该装置不仅可以对电机进行无级变速，而且 在调速时还可将转差功率转化为机械能加到负载，或转化为电能返回电网，因而系统效率较高。该装置的初投资较高，调速装置需进行维护，还得采用绕线式电机， 增加了维修工作量。 变频调速是交流电动机调速的最新技术，是通过改变定子的供电电源频率来改变旋转磁场的同步转速，从而改变转子的转速。对于交流电动机，转速n与频率f成 正比，所以，连续调节电动机的频率能改变电动机的转速，鼠笼式三相异步电动机采用变频方法可以实现无级变速。调节效率高、调速范围大（电机可在0% ～100%频率转速下运行），与其他调节装置相比，性能最佳。当调速范围在同步转速的30%以上时，装置本身的效率不低于90%.变频调速不存在励磁滑差 损耗和挡板、阀门节流功率损耗，不存在转差损耗，因此节能效果良好。 3.3几种变速调节的经济性分析比较 在对某电厂一台锅炉引风机进行改造设计时，采用“将来费用 折算现值”法，对几种调节方式的经济性进行了比较分析，结果见表 1. 表 1 几种调节方式的经济性比较 注 ： 效率值即风机的系统效率=风机效率×电动机效率×变速调节装置效率。 表中的节电量是年安全运行 7000h，风机风量富裕量为10%计算的，负荷分别为100%、90%、80%和70%负荷的各为1/6时间，其余的时间为60%的负荷，电价按0.5元/kW?h计算。将来费用折算现值的计算公式： F = T ? T E + T ?（ H D × D F + W X ）? Y .表中风机和附加设备的年维修费按投资的 1.4%来计算，使用寿命为20年。 由表1可见，3种交流变速装置均可取得显著的节电效果，其中变频调速效果最佳，但变频调速装置费用较高，其综合经济指标——将来费用折算现值不及双速电 机和串级调速的低，将来费用折算现值越低就越说明该方案比较可行。研究降低变频调速装置费用的方法，使变频调速在风机调节中得以推广使用，从而节约更多的 电力资源。 变频调速装置还可以实现交流电机的“软启动”，降低了启动电流，避免了大启动电流对电网的冲击和大启动力矩对电动机的机 械冲击。电厂锅炉引风机、一次风机长期在热态下工作，其工作介质温度200℃左右，往往在冷态下启动，这样启动时的功率要比运行时大得多。一般情况下，在 设计风机时选用电机容量大于或等于热态参数选择电机容量的1.3倍。如北京石景山电厂20万kW机组配有5台相同的一次风机，热态下的驱动功率仅需 380kW，原选用驱动电机500kW，现场启动时间30～40s，后把驱动电机改为850kW.采用 变频调速装置，利用该装置的特点，只需按风机热态参数选择驱动电机容量就可以了，体现了明显的节能效果。 4 结论 （1） 常年带负荷具有一定出力余量的电厂锅炉离心通风机，特别是调峰机组的风机，采用变速调节经济效益是值得肯定的。以选用效率高、性能好和节电效果好的变频调 速装置最好；变频调速技术用于风机控制能获得良好的运行性能和显著的节能效果。随着电力电子技术、计算机控制技术的提高，变频调速技术将会得到广泛的应 用。 （2）采用何种变速调节方式才能最大程度的节能，这需要具体问题具体分析来解决。电厂生产的重要性和特殊性要求风机的调速装置不仅 要有良好的经济效益，而且要有足够的安全可靠性。要进一步深入开展电厂离心通风机变速调节研究，先要通过实验室的试验研究，选出适合不同负荷类型的最佳调 节方案，再通过工业性试验，考察其安全可靠性和经济性，进而完善调节系统，解决其对整体系统带来的附加问题，使之能在电厂中广泛采用，达到节电节能的目 的。 参 考 文 献 [1] 汤蕴缪，史乃，沈文豹.电机理论与运行 （上册）.水利电力出版社，1983. [2] 郑文忠，张良斗.离心式风机采用变速调节试验分析报告.华东电力试验研究所，1984. [3] 续魁昌.风机手册.机械工业出版社，1999. [4] 刘家钰.电站风机改造与可靠性分析.中国电力出版社，2002. [5] 王贺芩，邹文华，等.风机变频改造节能技术在火电厂的应用.中国电力，2002
| 锅炉风机泵类负载变频技术改造 |
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| 机泵类负载变频技术改造的优点 1、在风机泵类负载运行中，其输入的能量，约15~20%被电机和风机(或电机和泵)本身所消耗，约35~50%被挡板或风门节流所消耗。前者可通过采用高效电机及高效风要来降低，后者则可通过采用变频调速调节流量来取消。因为对风机水泵来说，其轴功率与转速的三次方成正比，流量与转速的一次方成正比。所以,水帘风机，如果通过调速将流量降到满载时的80%，则所需轴功率可减少一半(理论上)。实践及理论均已证明，采用变频调速调节流量节电可达20%到60%。|MechNet|更多知识，请登陆中国机械专家网，.cn/ 2、多台10吨或多台20吨的锅炉房，可安装一套引风机鼓风机变频驱动装置。此装置包括两台变频器，一台驱动引风机，一台驱动鼓风机。这套变频驱动装置，可根据需要驱动任一台锅炉的引风机和鼓风机，而同时每台锅炉的引风机和鼓风机仍保留原有的工频运行功能。一台变频驱动装置可驱动锅炉的台数不超过三台。 3、对于40吨以上的锅炉，一般情况下一套变频驱动装置只驱动一台锅炉，且可保持原有的工频运行功能。 4、锅炉房的补水泵，可采用一般生活供水系统的变频驱动装置，一带一或一带多台补水泵。与一般生活供水系统不同的是反馈量是上锅筒的水位。 |
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收录时间:2011年01月07日 17:32:40 来源:ccen 作者: |
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| 利德华福高压变频技术在锦西石化4#炉风机节能改造中的应用 |
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| 摘要： 本文通过对中国石油锦西炼油化工总厂热电公司4#炉引、送、二次风机的高压变频节能改造的先容，具体叙述了改造的目的、技术方案、改造过程和原理特性。具体分析了改造效果，特别是经济效果。最后阐明节能改造的意义，是企业由粗放型的治理向资源节约型治理转变的有效途径，是企业增效的新亮点。 关键词：变频 改造 节能 增效 1.前言 中国石油锦西炼油化工总厂热电公司有75吨锅炉3台，220吨锅炉3台。其中1、2、3#炉是75吨锅炉，4、5、6#炉是220吨锅炉。6台锅炉全部采用了引风、送风和二次风机，这些风机的驱动电机是按照最大额定负荷设计的，而锅炉一年中能在最大额定负荷段状态下运行的时间却很少，大部分时间运行在三分之二负荷段上。这样，锅炉对实际风的需要量却不是所设计的最大风量，而应该是随着负荷改变而改变的变化风量。为了满足锅炉对变化风量的要求，我们传统工艺一直采用调整风道档板开度的办法，这种办法能够改变和调整风量，却无法调整驱动电机的转速和按比例节能，造成了产业生产中能源的大量浪费和生产本钱的上升。 2.改造目的 为了降低生产本钱，降低能耗，适应我国关于能源节约与资源综合利用“十五”规划的要求，采用低消耗、低排放、高效率的持续发展理念的经济增长模式，应用变频节能技术来改造传统工艺的技术缺憾。我公司经过对低压变频技术的广泛成熟的应用，获取了较大的节能效果和维护经验。随着高压变频器技术产品的成熟与稳定应用，我们把这一节能成果又进一步扩大到了高压电机上，并于2006年5月份对4#炉三台风机的驱动电动机进行了高压变频器改造。 3、4#炉风机工作额定参数
3.1 变频器的选型方案 由于高压变频改造所实施的具体方案与变频器的选型有直接的关系,所以我公司首先进行了变频器的选型考察，经过仔细认真地比较和公然招标，最后国产产品??北京利德华福HARSVERT-A高压变频器以其优良的质量，齐全的技术性能和周到的售后服务一举中标。 3.2 主回路方案 根据我公司风机负荷的重要性，我们决定采用的变频控制为一拖一方案，就是一台变频器带一台风机电机。为了增加运行的可靠性和安全性，又增设了工频旁路回路。具体的设计方案如图1所示：
上述方案为手动旁路的典型方案，要求QS2和QS3不能同时闭合，并在机械上实现安全互锁。 为了实现对故障变频器的保护，变频器故障状态下发出跳闸指令，对现场的高压真空断路器QF进行连锁跳闸，以使变频器断开电源。同时三把刀闸都与断路器QF电气互锁，只有在断路器分离时才能操纵刀闸，保证了安全操纵。 3.3 控制方案 根据我公司的实际情况，我们对变频器采用三种控制方案，分别是远程DCS闭环自动控制、远程DCS开环手动控制和就地手动控制。 3.4 冷却方案 变频器的工作过程是将交流电整流成直流电，再将直流逆变成交流的过程。在这一过程中，电子功率器件自身要发出一定的热量（2%），这些热量会使设备的温度不断上升，并烧损设备本身。为了使变频器正常稳定工作，就必须将变频器发出的热量及时排散掉。因此变频器冷却题目对变频器运行的稳定十分重要。经过认真的研究，我们采用了最简单、最有效、最稳定的冷却方案??自然风冷方案。就是在变频器顶部安装一个总风道，用这个风道将变频器自身顶部的冷却风机从室内吸进的自然空气所带的变频器内部热量不断地排放到室外。这种方案只做一个风道，不增加任何转动设备，因此简单可靠，故障因素少。经过在40℃室温条件下做满载散热能力试验，结果变频器的温度最高到68℃，与设计的最高温升140度相比，结果是非常理想的。 4.变频器的工作原理与特性 4.1 系统结构 HARSVERT-A系列6kV高压变频调速系统的结构见图2，由移相变压器、功率单元和控制器组成。每台变频器有21个功率单元，每7个功率单元串联构成一相。 4.2 功率单元结构 每个功率单元结构上完全一致，可以互换，其电路结构见下图3，为基本的交-直-交单相逆变电路，整流侧为二极管三相全桥，通过对IGBT逆变桥进行正弦PWM控制，可得如图4所示的波形。 4.3 输进侧结构 输进侧由移相变压器给每个单元供电，移相变压器的副边绕组分为三组，构成42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络的电流波形，使其负载下网侧功率因数接近1。 另外，由于变压器副边绕组的独立性，使每个功率单元的主回路相对独立，类似常规低压变压器，便于采用现有的成熟技术。 4.4 输出侧结构 参见图2和图3。输出侧由每个单元的U、V输出端子相互串接而成星型接法给电机供电，通过对每个单元的PWM波形进行重组，可以得到如图5所示的门路PWM波形。这种波形正弦度好，dv/dt小，可减少对电缆和电机的尽缘损坏，无须输出滤波器就可以使输出电缆长度很长，电机不需要降额使用，可直接用于旧设备的改造。同时，电机的谐波损耗大大减少，消除了由此引起的机械振动，减小了轴承和叶片的机械应力。 当某一个单元出现故障时，通过使图3中的继电器K闭合，可以将此单元旁路出系统而不影响其它单元的运行，变频器可持续降额运行，如此可减少很多场合下停机造成的损失。
控制器核心由高速单片机来实现，精心设计的算法可以保证电机达到最优的运行性能。控制器还包括一台内置的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。 控制器结构上采用VME标准箱体结构，各控制单元板采用FPGA、CPLD等大规模集成电路和表面焊接技术，系统具有极高的可靠性。 另外，控制器与功率单元之间采用光纤通讯技术，低压部分和高压部分完全可靠隔离，系统具有极高的安全性，同时具有很好的抗电磁干扰性能。 5.改造效果 5.1 改造后的工艺效果 4#炉引、送、二次风机高压变频改造后，将原风道中用开度大小来调整风道风量的档板开到了100%。这样大大减小了风的阻力损耗。另外完全改变了风在管道中的振动频率，由于风机的驱动电机在变频状态下工作，工作频率在不断的变化中，使风道的固有共振频率很难与工作频率一致，从而避免了共振现象的产生，解决了风道在工频状态下振动大的题目。这样风道时常被振开裂的困难被自然解决了，也是我们此次改造的意外收获。 5.2 改造后对电网的冲击效果 当电机通过工频直接启动时，它将会产生7-8倍的电机额定电流。这个电流值将大大增加电机绕组的电应力并产生热量，从而降低电机的寿命。而采用变频后，电机实现了软启动，可以在零速零电压启动（当然可以适当加转矩提升），直到达到工作电流为止。一旦频率和电压的关系建立，变频器就可以按照V/f或矢量控制方式带动负载进行工作，对电网几乎没有冲击。 5.3 改造后的维护强度效果 采用变频调速后，驱动电动机基本工作在30Hz到40Hz的频率范围内，与工频50Hz相比，降低了风机的转速。另外启动时的缓慢升速过程也使整套风机机械设备的零部件、密封和轴承等的使用寿命大大延长。不用档板调风，调风档板的使用寿命大大延长，使检验维护工作量减少，更降低了检验工作强度和用度。 5.4 改造后的节能效果 我公司4#炉3台风机进行变频调速改造后，在收到上述诸多改造工艺效果的同时，更获得了重大的节能效果。详见下列改造前后生产参数对照表，此表数据来源于改造前后的生产报表：
注：改造前功率因数为0.85；改造后功率因数为0.97。 从上表中数据可知，220吨锅炉在从140吨到200吨运行过程中，三台风机的节电效果随锅炉负荷的增加而下降，随锅炉负荷的减小而上升。而我公司锅炉每年中运行在140吨到150吨大约有8个月，运行在200吨大约有2个月，运行在180吨大约有1个月，检验时间大约有1个月。改造前4#炉每年三台风机用总电量约为1863.13387万度（kW?h），改造后每年三台风机总用电量约为941.15169万度（kW?h），故4#炉变频改造后比改造前每年可节约电能约921.98219万度（kW?h），节电率约为49.5%。也就是说，我们只用改造前50.5%的用电量就能完成改造前的生产任务。假如每度电销售价格以0.45元计，那么我公司4#炉三台风机变频改造后每年可节约的9219821.9度(kW?h)厂用电，相当于节支414.89198万元。在当年逾额收回了投资本钱，之后可每年为我厂节支414.9万元。 6.结束语 4#炉三台风机的高压变频节能改造，是我们总厂2006年的一项重要改造项目。是我们企业领导经济治理意识的前瞻性体现，是企业由粗放型治理向资源节约型治理过渡的具体举措，是我厂在高压变频节能改造方面迈出的又一具有实质性意义的一步。其改造后的工艺效果和节能效果极大地鼓舞了公司全体职工的工作积极性，有效激发了职工对节能工作重要性的熟悉。其经济效果之明显，已经成为我们企业增效的新亮点。同时说明我们企业生产节能的潜力是巨大的，我们在变频节能改造的道路上还有很长的路要走，还有很多的工作要做。 参考文献： 北京利德华福电气技术有限公司 高压变频调速系统HARSVERT-A系列技术手册 作者简介： 张文鸿，男，1966年10月出生，1990年毕业于沈阳高等电力专科学校。在中国石油锦西炼油化工总厂热电公司电气车间用风机工作，电气工程师。技术成果有高压静电除尘器顶部振打监控系统的开发与应用等。负责4#炉高压变频器的整套控制和现场安装设计，施工安装及调试的全部工作。 中国石油锦西炼油化工总厂热电公司 张文鸿 |
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