國產高壓變頻器在電廠風機節能改造中的應用

韓佳楠

(哈爾濱電氣國際工程有限責任公司 黑龍江 哈爾濱 150021)

國產高壓變頻器在電廠風機節能改造中的應用

韓佳楠

(哈爾濱電氣國際工程有限責任公司 黑龍江 哈爾濱 150021)

電廠輔助設備當中非常重要的高能耗設備即風機，保障風機運行的效率不僅能夠使供電煤耗得以降低，還能夠降低燃煤機的廠用電量。基于此，本文以實例論述了國產高壓變頻器在電廠風機節能改造中的應用。

國產高壓變頻器；電廠風機；節能改造

當前一般采取調節擋板開度方式來調節風機，而不僅會讓風機始終在低效區運行，還難以保障電能的利用率。而實踐證明，應用變頻調速技術來改造風機系統，除了能夠使電能得以節約，還能夠確保更為可靠的電廠系統運行。

一、利用擋板調節風量存在的問題

第一，應用擋板對風壓和風量進行調節，使大量的能力在擋板阻力上得以消耗，造成非常多的損耗；第二，調節時采用擋板，管網和風機有較大的振動，且有嚴重的磨損和噪聲，使設備壽命得以縮短，需要投入更多的設備維護成本。經過系統的分析，十分有必要針對風機系統實行變頻改造，對以往的擋板控制方式進行改變，只有這樣才能夠有效地減少設備維護量，使電耗得以降低，改善自動化程度[1]。

二、改造方案

針對電機系統設施存在的一些問題，根據電廠系統的特點，對12臺6KV 電機實行變頻節電技術改造，對高壓變頻的調速技術進行采用，并結合工程的需要對電機轉速進行控制，從而對風量變化進行調節，這樣能夠取代以往擋板調節的方式，使電能損耗得以減少[2]。與此同時，可由非現性風量變化改為線性風量變化，從而確保更精確且及時地控制設備的燃燒效能，繼而有效提高自動化程度，實現節能降耗的目標[3]。本次的節電技術改造要建立一座高壓變頻室，并對一定數量的通風系統和變頻調速裝置、配電設施和DCS控制系統進行增設[4]。

(一)變頻器的選型

這幾年較多電廠在節電技術改造時都會采用變頻技術，實踐證明，變頻技術不僅能夠保障明顯的節電效果，還能夠使系統安全性得以提高，降低運行風險。這次節電技術選用的是LOVOL 系列高壓智能節電裝置，這種變頻器的組成有控制器和功率單元以及移相變壓器，其采用的是模塊化設計，有多種優點，包括低噪音和維修簡單、諧波含量小和互換性好等優點，不會造成電機轉矩脈動[5]。

(二)電氣改造的方案

由于是一拖一自動的旁路控制，因此能夠進行自動的工頻和變頻切換。在節電器中，旁路柜增設了隔離刀閘，這樣當節電器脫出且電機在旁路運行時，能夠有效地對節電器進行故障處理以及維護。兩個高壓隔離開關和三個真空接觸器是旁路柜主回路的主要配置[6]。

(三)系統的控制方案

1.本地控制

對電位器旋鈕和控制柜上按鈕以及系統控制器鍵盤進行利用，實現就地控制。

2.遠程控制

DCS連接變頻器，實現數據通訊，這樣相關人員借助DCS系統畫面就能夠實時的監控變頻器的故障信息和運行狀態以及工作電流。

(四)系統的散熱方案

移相隔離變壓器以及大功率的高頻開關元件組成了變頻器，由于設備自身有非常大的發熱量，運行環境的濕度以及溫度能夠對功率元件和設備的使用壽命以及穩定性產生直接的影響，為了確保變頻器可長時間可靠且穩定的運行，可對室內空調的冷卻方式進行采用，使設備對濕度以及溫度的要求得以滿足。

三、分析變頻改造的效果

(一)節電的效果

在節電改造之前，設備正常工況下，二次風機的平均開度在百分之三十五到百分之四十五左右，而引風機擋板在百分之七十到百分之八十左右。由于以往采用的擋板調節控制方式較為落后，因此需要較多的用電量，同時還會對機組經濟運行質量產生一定的影響，而通過對引風機實行節電改造，降低了原本的工頻電流，也有效地提高了功率因數。風機經過變頻改造之后，從運行的實際情況來看，可以使加減風速率和風量以及風量的要求得以滿足。另外，變頻改造之后的風機運行之后的一年，相關數據表明總計節電量達到了280萬KWh，相比于擋板調節的控制方式，其有非常顯著的節能效果以及高的節能率，并且能夠有效地改善電機的控制操作和運行調節以及啟動。

(二)其他的一些效果

第一，利用變頻調速控制之后，不僅使電機效率得以提高，還有效地使生產工藝的要求得以滿足。第二，變頻裝置當中的直流電抗器能夠對功率因數起到很好的改善作用，同時能使有功功率得以提高，線路以及設備的無功損耗得以減少。第三，達到了電機軟啟動的目的，能夠防止沖擊電網，使設備使用壽命得以延長，保障了系統可靠性。第五，能夠避免磨損軸承以及風機葉片，使大修周期得以延長，減少維修的費用，能夠有效防止管網振動噪聲影響到環境。第五，由于變頻器有多種自動的保護功能，因此能夠有效地保障系統的可靠性以及安全性。第六，變頻器能夠實現變頻和工頻的自動切換，當變頻器有故障發生時，其運行時就會自動切換到工頻，而且變頻調速控制系統在對故障進行檢修以及維護時，能夠保障正常的工頻控制系統運行。第七，能夠讓主控室DCS系統連接到高壓的變頻裝置，使實時性要求得以滿足，同時能夠判斷以及分許運行的各種數據，從而有效地提升電廠的工作效率。

四、結束語

在企業當中有非常多的高耗能設備，而通過變頻調速技術實行節能改造能夠起到非常不錯的節能效果，變頻器在實際的運行當中，不僅能夠穩定正常運行，而且不會受到環境過多的影響，可以說這樣的調速控制方式非常有效，并且能夠帶來較多的社會效益以及經濟效益，推動企業的可持續發展。

[1]劉斌,張登山,Stephan Bnsse等.西門子新一代多功能型模塊化多電平高壓變頻器[J].電氣傳動,2016,46(4):22-25.

[2]吳子安,蔣紅斌,宋鵬俊等.高壓變頻器在制氫裝置鼓引風機上的應用[J].化工自動化及儀表,2013,40(8):1050-1052.

[3]張亮,陳國棟.有源前端級聯型多電平高壓變頻器的矢量控制技術[J].電機與控制應用,2013,40(6):57-59.

[4]劉振東,王延生,穆慧靈等.Modbus-Profibus網關在高壓變頻器遠程監控系統中的應用[J].電氣傳動,2013,43(3):58-60.

[5]鄭征,崔燦,張朋等.基于模塊化多電平換流器的新型高壓變頻器拓撲及其控制[J].煤炭學報,2014,39(10):2128-2133.

[6]竺偉,王永紅,陳應敏等.國產化高壓變頻器在天然氣長輸管線高陵壓氣站的應用[J].電氣傳動,2014,44(8):3-6.

韓佳楠(1985.5-)，男，遼寧人，哈爾濱電氣國際工程有限責任公司，機械工程師，大學本科。