熱電廠風機節(jié)能改造方案

1、熱電廠風機節(jié)能改造方案作者:不詳 來源: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機容量時，均是按鍋爐最大蒸發(fā)量予以考慮，且留有20%風壓和20%流量裕量。這就是說，鍋爐全載運行，其風門開度會是100%，最多僅能達到80%左右，鍋爐季節(jié)不同負荷量也會相應(yīng)變化。此外，風機選用其配套電動機時，也留有一定裕量。鍋爐正常運行中，其電動機總是處于不全載情況下運行。，對鍋爐風機節(jié)能改造具有十分重要經(jīng)濟意義。風機系統(tǒng)中流量調(diào)節(jié)常采用改變擋板開度方式，擋板上產(chǎn)生了附加壓力損失。浪費了大量能源。采用變頻調(diào)速技術(shù)改造風機系統(tǒng)，可以節(jié)約能源，使系統(tǒng)運行更加合理可靠。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機。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、直流儲能和緩沖無功功率。變頻器可以自由調(diào)節(jié)電機速度。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過載能力額定電流150 % -1 分鐘, 額定電流200% - 0.5 秒。(特性與時間成反比)轉(zhuǎn)矩補償手動轉(zhuǎn)矩補償 (0 - 20 %), 自動轉(zhuǎn)矩補償運行輸入信號運行方式鍵盤/ 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、訊啟動信號正轉(zhuǎn),反轉(zhuǎn)多段速度至多可以設(shè)定8個速度 (使用多功能端子)加減速時間0-6000秒，加減速時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慢速運行自動運行設(shè)定參數(shù)自動運行(7段速度)故障復(fù)位當保護功能處于有效狀態(tài)時，可以自動復(fù)位故障狀態(tài)。輸出信號運行狀態(tài)頻率檢測等級，過載報警，過電壓，欠電壓，變頻器過熱， 運行，停止，恒速，自動程序運行故障輸出觸點輸出 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)運行功能直流制動，頻率限制，跳頻，滑差補償，反轉(zhuǎn)保護，PID 控制等保護功能變頻器保護過電壓，欠電壓

5、， 過電流， 保險絲斷，接故障， 變頻器過熱， 電機過熱， 缺相，過載保護，外部故障1,2， 通訊錯誤，速度指令丟失， 硬件故障， 選件錯誤等。變頻器報警堵轉(zhuǎn)防護，過載報警， 溫度傳感器故障。瞬間掉電小于15 毫秒：連續(xù)運行大于15 毫秒：允許自動重新啟動顯示鍵盤運行信息輸出頻率，輸出電流，輸出電壓，設(shè)定頻率，運行速度，直流電壓錯誤信息當故障保護時運行狀態(tài)， 保存有3個故障歷史信息。環(huán)境環(huán)境溫度-10 40 儲存溫度-20 65 環(huán)境濕度最大90 % RH .(不結(jié)露)高度/振動1,000 m 以下，5.9m/秒²(=0.6g)以下應(yīng)用點無腐蝕氣體、易燃氣體、油霧或粉塵及其它冷卻方式

6、強制風冷      三、節(jié)能分析變頻調(diào)速技術(shù)基本原理是電機轉(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、電機轉(zhuǎn)差率、電機磁極對數(shù)）；改變電動機工作電源頻率達到改變電機轉(zhuǎn)速目。流體力學基本定律可知：風機、泵類設(shè)備均屬平方轉(zhuǎn)矩負載，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:風機、泵類管路特性曲線R1工作時，工況點為A，其流量壓力分別為Q1、H1

7、，此時風機、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，實際上增加管網(wǎng)管阻，使風機、泵類工作點移到R2上B點，壓力增大到H2，這時風機、泵類所需功率正比于H2與Q2乘積，即正比于BH2OQ2面積。顯然風機、泵類所需功率增大了。這種調(diào)節(jié)方式控制簡單、但功率消耗大，不利于節(jié)能，是以高運行成本換取簡單控制方式。n1-代表電機額定轉(zhuǎn)速運行時特性；n2-代表電機降速運行n2轉(zhuǎn)速時特性；R1-代表風機、泵類管路阻力最小時阻力特性；R2-代表風機、泵類管路阻力增大到某一數(shù)組時阻力特性。若采用變頻調(diào)速，風機轉(zhuǎn)速由n1下降到n2，這時工作點由A點移到C點，流量仍是Q2，

8、壓力由H1降到H3，這時變頻調(diào)速后風機所需功率正比于H3與Q2乘積，即正比于CH3OQ2面積，由圖可見功率減少是明顯。風機、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行計算：若采用變頻調(diào)速，風機轉(zhuǎn)速由n1下降到n2，這時工作點由A點移到C點，流量仍是Q2，壓力由H1降到H3，這時變頻調(diào)速后風機所需功率正比于H3與Q2乘積，即正比于CH3OQ2面積，由圖可見功率減少是明顯。下表為貴公司鍋爐風機具體運行參數(shù)情況：設(shè)備名稱電機功率風門開度運行電流額定電流1#爐一次風機90KW468%100A170A1#爐二次風機75KW515%90A150A2#爐一次風機250KW58%300A480A2#

9、爐二次風機75KW60%100A150A3#爐一次風機90KW473%100A170A3#爐二次風機75KW59%95A150A4#爐一次風機185KW405%230A350A4#爐二次風機110KW30%100A210A節(jié)能效果計算風機、泵類設(shè)備采用變頻調(diào)速后節(jié)能效果，風機平方轉(zhuǎn)矩負載關(guān)系式：P / P0=（n / n0）3計算（P0額定轉(zhuǎn)速n0時功率；P為轉(zhuǎn)速n時功率） 。1#爐一次風機90KW，風門開度46.8%，運行電流100A，則節(jié)電率為1-（0.468）3-(170-100）/ 170=47%，變頻器本身損耗節(jié)電率保守值可達到40%，則年節(jié)約電費（風機效率以0.8，每年運行7000

10、小時，電費0.445元計算）90*40%*0.8*7000*0.445=89700元。1#爐二次風機75KW，風門開度51.5%，運行電流90A，則節(jié)電率為1-（0.515）3-(150-90）/ 150=46%，變頻器本身損耗節(jié)電率保守值可達到40%，則年節(jié)約電費（風機效率以0.8，每年運行7000小時，電費0.445元計算）75*40%*0.8*7000*0.445=74760元。同樣計算方法可2#爐一次風機節(jié)電率為35%，年節(jié)約電費218050元。2#爐二次風機節(jié)電率為33%，年節(jié)約電費61670元。3#爐一次風機節(jié)電率為40%，年節(jié)約電費89700元。3#爐二次風機節(jié)電率為34%，年節(jié)

11、約電費63540元。4#爐一次風機節(jié)電率為50%，年節(jié)約電費230500元。4#爐二次風機節(jié)電率為45%，年節(jié)約電費123300元?？傆嫞?9700+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)擋風板和閥門開啟角度機械調(diào)節(jié)方法來滿足不同用風量，這種操作方式缺點是:（1）電機及風機轉(zhuǎn)速高，負荷強度重，電能浪費嚴重；（2）調(diào)節(jié)精度差，控制不精確；（3）電氣控制直接起動，啟動時電流對電網(wǎng)沖擊大，需要電源（電網(wǎng)）容量大，功率因素較低；（4）起動時機械沖擊大,設(shè)備使用壽命低；（5）電氣保護特性差，當負載出現(xiàn)機械故

12、障時不能瞬間動作保護設(shè)備等。采用變頻器可實現(xiàn)大電動機軟停、軟起，避免了啟動時電壓沖擊，減少電動機故障率，延長使用壽命，同時也降低了對電網(wǎng)容量要求和無功損耗。五、變頻改造方案 變頻柜具有工/變頻切換功能，系統(tǒng)各臺電機均由相應(yīng)變頻器驅(qū)動，變頻器出現(xiàn)故障時可選擇工頻啟動，以保證生產(chǎn)連續(xù)性。變頻可以DCS(4-20mA)信號調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，也可以采用電位器調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，還可以DCS中顯示電機運行轉(zhuǎn)速和電流運行電流。變頻柜控制電氣圖如下：圖3 工/變頻切換圖六、變頻柜材料及價格設(shè)備名稱型號數(shù)量單價金額備注變頻器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)換開關(guān)LW5-16D/2830240 按

14、鈕LAY7 GN3215480 指示燈LD11-22 380V3210320 電抗器直流610006000 信號轉(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￥229800.00大寫：貳拾貳萬玖仟捌佰圓整七、總結(jié)采用變頻器控制將有以下諸多優(yōu)點：(1)、采用變頻器控制電機轉(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，實現(xiàn)了電機軟啟動，延長了設(shè)備使用