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高压变频器在循环流化床锅炉上的应用

作者:霍文福 九洲电气2009.02.26阅读 6493

  一、引言
  新疆农一师电力公司—塔里木热电厂距离阿克苏市区13公里,于96年该热电厂建成的I期供热工程,总机组发电容量为 2ⅹ12MW ,2台锅炉容量为2ⅹ75T/H ,总供热面积为125万㎡,由于城市的扩容和发展,人口的不断增长www.cechina.cn,已经完全不能满足整个阿克苏市区人民基本的取暖问题,所以每年每到冬日供热期间,整个阿克苏市区由于分散供热所带来的污浊的空气,给人们的身心带来了极大的伤害。为此农一师电力公司以“集中供热为阿克苏人民送一片温暖,集中供热还阿克苏人民一片蓝天”为宗旨,自筹资金在阿克苏市郊区建成了2 台锅炉容量为2ⅹ75MW ,总供热面积为130万㎡ 的II期供热工程—塔里木(阿克苏)供热中心热源厂。
  二、供热系统技术总方案:
  整套技术方案本着“节能降耗”环保型、高效率的产品为主、并且要求技术领先成熟、产品运行可靠为前提,其2套供热机组方案如下:
  1、供热锅炉采用唐山信德锅炉集团生产的QXX75-1.6/130/80-AII型循环流化床锅炉
  其循环流化床锅炉具有高效、低污染、低成本等特点。
  循环硫化床作为一种清洁高效燃烧技术在国际上被广泛认可,循环流化床的燃烧是介于层燃和室燃之间的一种燃烧技术,是采用流态化的燃烧,其具有燃烧适应性广、燃烧效率高、燃烧强度大,温度分布均匀、由于采用低温分级燃烧,高效脱硫、氮氧化合物排量低、负荷调节范围大、污染物排放低、灰渣综合利用性能好等特点,属于环保型锅炉,是国家大力推广的新型锅炉。其燃烧工艺如下:燃料由炉前给煤系统送入炉膛。送风系统由一次风(鼓风)和二次风组成,一次风由炉床下部送入炉膛控制工程网版权所有,主要保证料层流化:二次风沿燃烧室分级多点送入,主要增加炉膛的含氧量起到助燃作用。燃烧后的物料变成一些较小的颗粒随烟气一起进入分离器,经过固气分离其中大部分颗粒由分离器下部的返料器重新送入炉膛,使炉膛内有足够高的灰度,保证流化;烟气经过电除尘器由引风机抽出。
  2、引风电机(10KV、800KW)、一次鼓风电机(10KV、710KW)为长沙电机厂生产,其控制系统各2套均采用哈尔滨九洲电气股份有限公司生产的Power SmartTM--高压变频调速控制装置来对风机风量和风压的控制。
  风机系统中流量的调节如果采用改变档板开度的方式,那麽就在档板上产生附加的压力损失,因而消耗了大量能源。所以采用变频调速技术来控制风机系统,不仅可以节约能源,就其高精度控制而使系统运行更加合理可靠。(以下将详细说明也是本文的重点)
  3、二次风机(380V、250KW)、罗茨风机(380V、75KW)、循环给水泵(380V、500KW)、给煤机(380V、55KW)的控制系统均采用美国伊顿公司生产的—低压变频调速控制装置。
  三、针对引风机、一次鼓风机就其控制系统,分别上高压变频器的前期调研与分析
  1、引风机、一次鼓风机如果采用低压(380V、800KW)的电机和低压(380V、710KW)的电机,那么电机的额定电流将达到一千多安培,电机的控制系统-低压变频器其输出的电流也要达到上千安培CONTROL ENGINEERING China版权所有,对于要求设备长期可靠、稳定的运行,表示担心;
  2、因在设计引风机和一次鼓风机的初期就将其容量付有裕量,不可能达到风机挡板全开、电机容量达到额定值的情况;
  3、如果采用原来的是传统做法,即风机以定速方式运行,通过风机挡板来调节风量和风压,其主要弊端主要表现为:
  3.1、调节挡板前后压差增加,工作安全特性变坏,压力损失严重,造成能耗增加;
  3.2、风机定速运行,挡板调整节流损失大,出口压力高,系统效率低,造成能源的浪费;
  3.3、风道压力过高,威胁系统设备密封性能;
  3.4、长期的40-70%开度,加速挡板自身磨损,导致挡板控制特性变差;
  3.5、设备使用寿命短,日常维护量大CONTROL ENGINEERING China版权所有,维修成本高,造成各种资源的浪费;
  3.6、设备起动冲击电流大,需增加配电设备容量而增加投资;
  3.7、与DCS不能直接配合,难于实现自动化控制与操作。
  四、Power SmartTM高压变频调速控制装置系统技术方案:
  1、系统组成:
  Power SmartTM系列高压变频调速系统主要由切分移相干式变压器柜、功率单元柜、控制单元柜、远控操作箱、旁路开关柜等部分组成。变频器整机如下图所示:
  

  1.1切分移相干式变压器
  切分移相干式变压器为变频器的输入设备,一般由铁心、输入绕组、屏蔽层、输出绕组及冷却风机、过热保护等部分构成。
  为了兼顾安全、防尘、维护以及美观等要求,一般将其安装在柜内。
  Power SmartTM系列高压变频器选用的变压器,其绝缘等级为H极控制工程网版权所有,绝缘材料部分选用进口的美国杜邦公司优质产品,温升可达155℃;真空浸漆,免维护。
  变压器的原边为星形连接,在最内侧。副边在外侧,为沿边三角形连接,根据不同的电压等级,一般

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