熱電廠風(fēng)機(jī)節(jié)能改造方案

1、熱電廠風(fēng)機(jī)節(jié)能改造方案作者:不詳 來(lái)源:網(wǎng)上收集 更新日期：2010-1-25 閱讀次數(shù)： 9 一、引言鍋爐選用配套風(fēng)機(jī)容量時(shí)，均是按鍋爐最大蒸發(fā)量予以考慮，且留有20%風(fēng)壓和20%流量裕量。這就是說(shuō)，鍋爐全載運(yùn)行，其風(fēng)門開(kāi)度會(huì)是100%，最多僅能達(dá)到80%左右，鍋爐季節(jié)不同負(fù)荷量也會(huì)相應(yīng)變化。此外，風(fēng)機(jī)選用其配套電動(dòng)機(jī)時(shí)，也留有一定裕量。鍋爐正常運(yùn)行中，其電動(dòng)機(jī)總是處于不全載情況下運(yùn)行。，對(duì)鍋爐風(fēng)機(jī)節(jié)能改造具有十分重要經(jīng)濟(jì)意義。風(fēng)機(jī)系統(tǒng)中流量調(diào)節(jié)常采用改變擋板開(kāi)度方式，擋板上產(chǎn)生了附加壓力損失。浪費(fèi)了大量能源。采用變頻調(diào)速技術(shù)改造風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，可以節(jié)約能源，使系統(tǒng)運(yùn)行更加合理可靠。二、變頻器工作

2、原理及技術(shù)規(guī)范1、變頻器原理介紹變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件通斷作用將工頻電源變換為另一頻率電能控制裝置。低壓變頻器主要采用交直交方式，先把工頻交流電源整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制交流電源以供給電動(dòng)機(jī)。變頻器電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4個(gè)部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為IGBT三相橋式逆變器，且輸出為PWM波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲(chǔ)能和緩沖無(wú)功功率。變頻器可以自由調(diào)節(jié)電機(jī)速度。如圖1為變頻器內(nèi)控制電路框圖。圖1 變頻器內(nèi)控制電路框圖 2、變頻器技術(shù)規(guī)范控制控制方法空間電壓矢量控制方式頻率設(shè)定分辯率數(shù)字 : 0.01 Hz

3、(100 Hz以下), 0.1 Hz ( 100 Hz以上)模擬 : 0.05 Hz / 50 Hz, 輸出頻率范圍:0 300 Hz頻率精度數(shù)字 : 最大輸出頻率0.01 %模擬 : 最大輸出頻率0.1 %V/F 比率線性, 平方根, 任意 V/F過(guò)載能力額定電流150 % -1 分鐘, 額定電流200% - 0.5 秒。(特性與時(shí)間成反比)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償手動(dòng)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償 (0 - 20 %), 自動(dòng)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償運(yùn)行輸入信號(hào)運(yùn)行方式鍵盤/ 端子 /RS485 通訊頻率設(shè)定模擬 : 0 - 10V / 4 - 20 mA /, 子板另外端口(0 - 10V/4 - 20 mA)數(shù)字 : 鍵盤/RS485 通

4、訊啟動(dòng)信號(hào)正轉(zhuǎn),反轉(zhuǎn)多段速度至多可以設(shè)定8個(gè)速度 (使用多功能端子)加減速時(shí)間0-6000秒，加減速時(shí)間可切換加減速方式:線性, S型緊急停止中斷變頻器輸出寸動(dòng)慢速運(yùn)行自動(dòng)運(yùn)行設(shè)定參數(shù)自動(dòng)運(yùn)行(7段速度)故障復(fù)位當(dāng)保護(hù)功能處于有效狀態(tài)時(shí)，可以自動(dòng)復(fù)位故障狀態(tài)。輸出信號(hào)運(yùn)行狀態(tài)頻率檢測(cè)等級(jí)，過(guò)載報(bào)警，過(guò)電壓，欠電壓，變頻器過(guò)熱， 運(yùn)行，停止，恒速，自動(dòng)程序運(yùn)行故障輸出觸點(diǎn)輸出 交流250V 1A, 直流30V 1A模擬輸出從輸出頻率，輸出電流，輸出電壓，直流電壓中選擇(輸出電壓: 0 - 10V)運(yùn)行功能直流制動(dòng)，頻率限制，跳頻，滑差補(bǔ)償，反轉(zhuǎn)保護(hù)，PID 控制等保護(hù)功能變頻器保護(hù)過(guò)電壓，欠電壓

5、， 過(guò)電流， 保險(xiǎn)絲斷，接故障， 變頻器過(guò)熱， 電機(jī)過(guò)熱， 缺相，過(guò)載保護(hù)，外部故障1,2， 通訊錯(cuò)誤，速度指令丟失， 硬件故障， 選件錯(cuò)誤等。變頻器報(bào)警堵轉(zhuǎn)防護(hù)，過(guò)載報(bào)警， 溫度傳感器故障。瞬間掉電小于15 毫秒：連續(xù)運(yùn)行大于15 毫秒：允許自動(dòng)重新啟動(dòng)顯示鍵盤運(yùn)行信息輸出頻率，輸出電流，輸出電壓，設(shè)定頻率，運(yùn)行速度，直流電壓錯(cuò)誤信息當(dāng)故障保護(hù)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)， 保存有3個(gè)故障歷史信息。環(huán)境環(huán)境溫度-10 40 儲(chǔ)存溫度-20 65 環(huán)境濕度最大90 % RH .(不結(jié)露)高度/振動(dòng)1,000 m 以下，5.9m/秒²(=0.6g)以下應(yīng)用點(diǎn)無(wú)腐蝕氣體、易燃?xì)怏w、油霧或粉塵及其它冷卻方式

6、強(qiáng)制風(fēng)冷      三、節(jié)能分析變頻調(diào)速技術(shù)基本原理是電機(jī)轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比關(guān)系： n =60 f（1-s）p，（式中n、f、s、p分別表示轉(zhuǎn)速、輸入頻率、電機(jī)轉(zhuǎn)差率、電機(jī)磁極對(duì)數(shù)）；改變電動(dòng)機(jī)工作電源頻率達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速目。流體力學(xué)基本定律可知：風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備均屬平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，其轉(zhuǎn)速n與流量Q，壓力H以及軸功率P具有如下關(guān)系：Qn ，Hn2，Pn3；即，流量與轉(zhuǎn)速成正比，壓力與轉(zhuǎn)速平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速立方成正比。如下圖示為壓力H-流量Q曲線特性圖:風(fēng)機(jī)、泵類管路特性曲線R1工作時(shí)，工況點(diǎn)為A，其流量壓力分別為Q1、H1

7、，此時(shí)風(fēng)機(jī)、泵類所需功率正比于H1與Q1乘積，即正比于AH1OQ1面積。工藝要求需減小流量到Q2，實(shí)際上增加管網(wǎng)管阻，使風(fēng)機(jī)、泵類工作點(diǎn)移到R2上B點(diǎn)，壓力增大到H2，這時(shí)風(fēng)機(jī)、泵類所需功率正比于H2與Q2乘積，即正比于BH2OQ2面積。顯然風(fēng)機(jī)、泵類所需功率增大了。這種調(diào)節(jié)方式控制簡(jiǎn)單、但功率消耗大，不利于節(jié)能，是以高運(yùn)行成本換取簡(jiǎn)單控制方式。n1-代表電機(jī)額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)特性；n2-代表電機(jī)降速運(yùn)行n2轉(zhuǎn)速時(shí)特性；R1-代表風(fēng)機(jī)、泵類管路阻力最小時(shí)阻力特性；R2-代表風(fēng)機(jī)、泵類管路阻力增大到某一數(shù)組時(shí)阻力特性。若采用變頻調(diào)速，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速由n1下降到n2，這時(shí)工作點(diǎn)由A點(diǎn)移到C點(diǎn)，流量仍是Q2，

8、壓力由H1降到H3，這時(shí)變頻調(diào)速后風(fēng)機(jī)所需功率正比于H3與Q2乘積，即正比于CH3OQ2面積，由圖可見(jiàn)功率減少是明顯。風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備采用變頻調(diào)速后節(jié)能效果，通常采下兩種方式進(jìn)行計(jì)算：若采用變頻調(diào)速，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速由n1下降到n2，這時(shí)工作點(diǎn)由A點(diǎn)移到C點(diǎn)，流量仍是Q2，壓力由H1降到H3，這時(shí)變頻調(diào)速后風(fēng)機(jī)所需功率正比于H3與Q2乘積，即正比于CH3OQ2面積，由圖可見(jiàn)功率減少是明顯。下表為貴公司鍋爐風(fēng)機(jī)具體運(yùn)行參數(shù)情況：設(shè)備名稱電機(jī)功率風(fēng)門開(kāi)度運(yùn)行電流額定電流1#爐一次風(fēng)機(jī)90KW468%100A170A1#爐二次風(fēng)機(jī)75KW515%90A150A2#爐一次風(fēng)機(jī)250KW58%300A480A2#

9、爐二次風(fēng)機(jī)75KW60%100A150A3#爐一次風(fēng)機(jī)90KW473%100A170A3#爐二次風(fēng)機(jī)75KW59%95A150A4#爐一次風(fēng)機(jī)185KW405%230A350A4#爐二次風(fēng)機(jī)110KW30%100A210A節(jié)能效果計(jì)算風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備采用變頻調(diào)速后節(jié)能效果，風(fēng)機(jī)平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載關(guān)系式：P / P0=（n / n0）3計(jì)算（P0額定轉(zhuǎn)速n0時(shí)功率；P為轉(zhuǎn)速n時(shí)功率） 。1#爐一次風(fēng)機(jī)90KW，風(fēng)門開(kāi)度46.8%，運(yùn)行電流100A，則節(jié)電率為1-（0.468）3-(170-100）/ 170=47%，變頻器本身?yè)p耗節(jié)電率保守值可達(dá)到40%，則年節(jié)約電費(fèi)（風(fēng)機(jī)效率以0.8，每年運(yùn)行7000

10、小時(shí)，電費(fèi)0.445元計(jì)算）90*40%*0.8*7000*0.445=89700元。1#爐二次風(fēng)機(jī)75KW，風(fēng)門開(kāi)度51.5%，運(yùn)行電流90A，則節(jié)電率為1-（0.515）3-(150-90）/ 150=46%，變頻器本身?yè)p耗節(jié)電率保守值可達(dá)到40%，則年節(jié)約電費(fèi)（風(fēng)機(jī)效率以0.8，每年運(yùn)行7000小時(shí)，電費(fèi)0.445元計(jì)算）75*40%*0.8*7000*0.445=74760元。同樣計(jì)算方法可2#爐一次風(fēng)機(jī)節(jié)電率為35%，年節(jié)約電費(fèi)218050元。2#爐二次風(fēng)機(jī)節(jié)電率為33%，年節(jié)約電費(fèi)61670元。3#爐一次風(fēng)機(jī)節(jié)電率為40%，年節(jié)約電費(fèi)89700元。3#爐二次風(fēng)機(jī)節(jié)電率為34%，年節(jié)

11、約電費(fèi)63540元。4#爐一次風(fēng)機(jī)節(jié)電率為50%，年節(jié)約電費(fèi)230500元。4#爐二次風(fēng)機(jī)節(jié)電率為45%，年節(jié)約電費(fèi)123300元。總計(jì)：89700+74760+218050+61670+89700+63540+230500+123300=951220四、改造前設(shè)備工況貴公司設(shè)備是調(diào)節(jié)擋風(fēng)板和閥門開(kāi)啟角度機(jī)械調(diào)節(jié)方法來(lái)滿足不同用風(fēng)量，這種操作方式缺點(diǎn)是:（1）電機(jī)及風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速高，負(fù)荷強(qiáng)度重，電能浪費(fèi)嚴(yán)重；（2）調(diào)節(jié)精度差，控制不精確；（3）電氣控制直接起動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)電流對(duì)電網(wǎng)沖擊大，需要電源（電網(wǎng)）容量大，功率因素較低；（4）起動(dòng)時(shí)機(jī)械沖擊大,設(shè)備使用壽命低；（5）電氣保護(hù)特性差，當(dāng)負(fù)載出現(xiàn)機(jī)械故

12、障時(shí)不能瞬間動(dòng)作保護(hù)設(shè)備等。采用變頻器可實(shí)現(xiàn)大電動(dòng)機(jī)軟停、軟起，避免了啟動(dòng)時(shí)電壓沖擊，減少電動(dòng)機(jī)故障率，延長(zhǎng)使用壽命，同時(shí)也降低了對(duì)電網(wǎng)容量要求和無(wú)功損耗。五、變頻改造方案 變頻柜具有工/變頻切換功能，系統(tǒng)各臺(tái)電機(jī)均由相應(yīng)變頻器驅(qū)動(dòng)，變頻器出現(xiàn)故障時(shí)可選擇工頻啟動(dòng)，以保證生產(chǎn)連續(xù)性。變頻可以DCS(4-20mA)信號(hào)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，也可以采用電位器調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，還可以DCS中顯示電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速和電流運(yùn)行電流。變頻柜控制電氣圖如下：圖3 工/變頻切換圖六、變頻柜材料及價(jià)格設(shè)備名稱型號(hào)數(shù)量單價(jià)金額備注變頻器CDI9000-G250T415085050850 變頻器CDI9000-G185T4

13#160;變頻器CDI9000-G110T412048020480 變頻器CDI9000-G90T421710034200 變頻器CDI9000-G75T431508045240 斷路器CDM1-630A27101420 斷路器CDM1-315A34301290 斷路器CDM1-225A3190570 接觸器CJ20-630A412004800 接觸器CJ20-400A25601120 接觸器CJ20-250A105025020 轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)LW5-16D/2830240 按

14、鈕LAY7 GN3215480 指示燈LD11-22 380V3210320 電抗器直流610006000 信號(hào)轉(zhuǎn)換器YDL-DV83002400 電流變送器（0-5A）-（4-20MA）83002400電流表42L6-/5845360 電壓表42L6-450V845360 互感器BH0.66-/5850400 柜體GGD-8006180010800 附件線材，附材，銅排88006400 合計(jì)￥229800.00大寫(xiě)：貳拾貳萬(wàn)玖仟捌佰圓整七、總結(jié)采用變頻器控制將有以下諸多優(yōu)點(diǎn)：(1)、采用變頻器控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，取消擋板調(diào)節(jié)，降低了設(shè)備故障 率，節(jié)電效果顯著；(2)、采用變頻器控制電機(jī)，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)軟啟動(dòng)，延長(zhǎng)了設(shè)備使用