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合康高压变频器在循环水供热工程中的应用介绍
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合康高压变频器在循环水供热工程中的应用

关键词: 循环水供热,高压变频器 节能

摘要:本文介绍了高压变频器在循环水供热工程中的应用,延长了许多零部件的寿命(如电动机、水泵轴承、联轴器及螺栓);同时极大的减轻了对管道的冲击,有效延长了管道的检修周期,减少了检修维护开支。


胶南市易通热电博源热电厂低真空循环水供热改造工程在09年冬季供暖过程中充分显示出其改造后的优越性,节能效果非常明显,取得了显著的经济效益和社会效益。


所谓低真空循环水供热就是人为的将汽轮机凝汽器的真空降低,提高汽轮机的排汽温度,利用汽轮机的排汽来加热循环水,提高循环水的出口温度,并利用其对外进行供热的运行方式。凝汽式汽轮机低真空供热,对于提高博源热电厂的运行经济性,降低电厂的蒸汽消耗量,减少环境污染,具有重要意义。


如果将机组的排汽温度提高到70℃,机组的发电效率下降8%,就可以将循-环水温加热到60℃以上,尽管供水温度不高,但采用低温度大流量的方法,可满足城区东部区域大部分用户冬季采暖的需求。一台C12MW的汽轮机组循-环水放出热量约为30882kW,按采暖热指标50W/㎡计算,可供采暖面积为61.6万㎡,年可节约标煤 1.2万吨。因博源热电厂离市区较远,最末端用户距离为15km,为保证该工程的可靠、经济运行,需在循-环水供热管线的中途设供、回水增压泵,即设置中继泵站。经计算中继泵站供水泵的功率为280kW/380V,回水泵的功率为630kW/10kV。在其工程改造过程中设备选型严格按照“先进实用,经济可靠”的原则,在中继泵站回水泵匹配的高压电动机选用合康高压变频器控制,这在我们胶南热电行业还是首台。运行实践证明合康高压变频器在安全调控、节能环保等方面确实发挥了它独特的优势。






调速原理


交流异步电动机的输出转速由下式确定:N=60f(1-s)/P;式中N为电动机的输出转速、f为输入的频率、s为电动机的转差率、P为电动机的极对数。由公式可知,变频器调速就是通过改变输入到交流电动机的频率,从而达到调节交流电动机的输出转速的目的。采用交-直-交直接高压方式,将输入的工频10kV交流电变换成频率和幅值都可调节的10kV交流电输送到电动机,实现交流电动机的变速运行。主电路开关元件为IGBT,由于IGBT耐压所限,无法直接逆变输出10kV,又因开关频率高、均压难度大等技术难题无法完成直接串联。合康高压变频器采用功率单元串联,叠波升压,充分利用常压的成熟技术,因而具有很高的可靠性。


变频器输出是将多个三相输入、单相输出的低压功率单元的输出串联叠波得到。如额定输出640VAC功率单元9个串联时产生5760V相电压。三相输出Y接,中性点悬浮,得到驱动电动机所需的可变频三相高压电源。下图为10kV变频器系列的电压叠加示意图。








10kV电压叠加图


由于为功率单元提供电源的变压器副边绕组间有一定的相位差,从而消除了大部分由单个功率单元所引起的谐波电流,所以合康高压变频器输入电流的总谐波含量(THD)远小于国家标准5%的要求,并且能保持接近1的输入功率因数,因此可以说是很环保的电气设备。






节能原理


由流体力学可知,P(功率)=Q(流量)×H(压力)。流量Q与转速N的一次方成正比,压力H与转速N的平方成正比,所以说功率P与转速N的立方成正比,如果水泵的效率一定,当要求调节流量下降时,转速可成比例的下降,而此时轴输出功率成立方关系下降。即水泵电动机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。当所要求的流量减少时,可调节变频器输出频率使电动机转速按比例降低,这时,电动机的功率将按立方关系大幅度地降低,比阀门调节节能40%~50%,从而达到节电的目的,同时又提高了系统的可靠性及稳定性。


运行效果分析


回水泵高压电动机额定功率630kW,额定电压10kV,额定电流45.5A,功率因数0.80,额定转速1460n/min。如果工频运行按40A计算(配有手动旁路,电动机w工频运行电流为40A左右),实际消耗功率为10×401.732×0.80=554kW,当高压变频器运行时,实际消耗功率为300kW左右(变频器可自身计算功率,实时显示)。按一个供暖周期140天计算,可节约电能(554-300)×24×140=853440kW/h。一个供暖周期就可节约电费:850440度×0.80元/度=680352元,只用3/4供暖周期就可全部收回高压变频器投资成本。

作者:未知 点击:132次 [打印] [关闭] [返回顶部]
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