变频控制改造

变频控制改造（通用12篇）

变频控制改造 篇1

0 前言

引风机是电厂的重要辅机之一, 它将锅炉燃烧产生的高温烟气经除尘装置后排向烟道, 用来维持锅炉炉膛负压的稳定。根据风机变频调速节能原理:在理想的状况下, 风量∝转速;压力∝ (转速) 2;轴功率∝ (转速) 3。由于风机多是根据满负荷工作需用量来选型, 而实际运行中部分时间并非工作于满负荷状态, 致使引风机风量因机组负荷的降低而经常处于一种低效率状态, 因此为节约电能, 增加经济效益, 采用变频调速系统取代低效高能耗的风门挡板。贵溪发电公司已经在2007年大修时对5号机组2台引风机进行了变频改造。通过近一年来对5号机组引风机变频器的监视和评估, 发现其安全稳定性高, 节电效果明显, 对厂用电特别是脱硫系统投运后厂用电指标的贡献作用较大。在2008年3月的大修中也对6号机组2台引风机进行了改造。

1 改造前贵电公司引风机工作状况

贵溪发电公司2台300MW机组每台锅炉配2台容量为50%的引风机, 双引风机并列运行, 锅炉进出风量调节均由挡板控制, 其控制方式为:通过测量炉膛压力, 将此压力信号送到炉膛压力控制器, 从而达到调节引风机入口导叶开度的目的。在夏季和白班的时候挡板开度很大, 而在冬季和夜班的挡板开度很小, 节流损失很大。在低负荷阶段, 引风机入口导叶开度甚至不到30%, 风机效率仅为30%, 与额定62.4%的风机效率相差甚远, 大量的能量浪费在风道挡板上, 出现了“大牛拉小车”的现象。另外引风机靠挡板调节, 导叶执行机构故障率较高, 电流晃动也大, 对机组稳定运行有很大影响。引风机改变频控制在提高设备的安全性和机组的经济性上都显得十分必要。

贵电公司引风机相关参数如下: 引风机型号:AN30e6;额定流量:104292 m3/h;额定风压:5363Pa;额定转速:735r/min;额定电机功率2000kW; 电机型号YKK800—8;额定电流231A;额定电压6000V;单机功率2000kW, 总功率4×2000kW, 占机组容量的0.277%。

挡板调节工况分析:图1为引风机性能特性曲线图。

其中曲线1是风机全速 (735r/min) 运行的 (p-qv) 曲线, 曲线2是风机转速600r/min运行的 (p-qv) 曲线, 曲线3是管路阻力曲线, A0点为设计工况点, 如果风机全速运行, 实际运行工况点为A点, A1点是风机转速600r/min运行的实际工况点, 也是纯凝汽运行、脱硫系统运行时的工况点。从图1可以明显看出风机设计参数与实际运行工况相差甚远, 功率浪费很大, 因此变频改造显得尤为重要。

2 改造方案

经过专家论证, 贵溪发电公司采取了目前国内较为成熟的变频方案, 方案简述如下:

高压变频系统包括:变频6kV断路器、变压器、变频器等。变频器6kV电源取至相对应机组6kV母线段备用开关。引风机高压变频系统电气连接系统如图2所示:

操作步骤如下:

1) 工频转变频运行操作顺序:

①分断用户高压真空开关;

②拉开工频旁路隔离开关QS3;

③合变频器输入隔离开关QS1;

④合变频器输出隔离开关QS2;

⑤合用户高压真空开关;

⑥向启动变频器发启动指令, 启动电机调速运行。

2) 变频转工频运行操作顺序:

①分断用户高压真空开关;

②拉开变频器输出隔离开关QS2;

③拉开变频器输入隔离开关QS1;

④合工频旁路隔离开关QS3;

⑤合用户高压真空开关, 启动电机工频定速运行。

观察以上操作步骤, 可以看出, 变频器的操作还是很简单的, 人员误操作的几率较小。

3 节能计算

表1为对贵溪发电公司2台机组引风机日常用电情况的统计。

从表1中可以看出, 进行了变频改造后的5号机相对于未进行改造的6号机而言, 所占厂用电率分额下降了2.1个百分点, 如果全厂引风机都采用变频调节厂用电率可下降0.1个百分点。表2 是不同负荷下引风机改造前后的电流比较。

注:表中5号机进行了变频改造, 6号机未进行变频改造。表中发电量、厂用电量和引风机用电量来自于贵溪发电公司的关口电量表真实运行数据。

注:氧量在合理范围内3.5%～5%

由表2可知:变频改造后, 平均节电率达到65%;负荷愈低, 节能效果愈显著, 平均每台引风机节电200多万kWh。通过表2还可发现:引风机变频改造不但可以节省厂用电, 还能降低标准煤耗等经济指标。

4 投资和经济效益估算

从表2可以看出, 每年每台引风机可以节约电能200多万kWh, 其带来的直接经济效益为60万元 (每kWh电价按0.3元计) 。而在设备投资方面, 每台变频器的价格为:国产品牌约150万元, 合资品牌约180万元, 进口品牌约220万元以上。贵溪的投资额约为200万元, 成本回收日期为3.3年 (200/60) 。

5 结束语

一年多的现场运行证明, 高压大功率变频器性能好, 可靠性高, 其节能效果明显优于其他任何一种调速方式, 特别是在低负荷时更为显著。降低了机组厂用电率及供电煤耗, 提高了机组经济指标;电厂辅机采用变频调速后, 由于变频器功率因数可达0.95以上, 大于电机功率因数0.85, 减少了大量无功。同时, 由于变频器具有软启动和软关断特性, 可以改善引风机的启动和运行特性, 保证了凝泵马达平稳启制动, 减少了电流冲击和机械冲击, 从而在一定程度上减轻了检修、维护工作量, 延长了电机使用寿命。

摘要：介绍了贵溪发电公司分别于2007年、2008年对2台300MW机组引风机进行变频改造的情况, 通过分析计算表明, 引风机变频改造后对机组的安全和经济性都有很大的提高。

关键词：轴流式引风机,变频,改造,分析

参考文献

[1]黄新元.电站锅炉运行与燃烧调整[M].北京:中国电力出版社, 2007.

变频控制改造 篇2

随着电力电子技术的发展，变频器在调速领域中的应用越来越广泛，它具有性能稳定，操作方便，节能效果明显等优点。它是一种较为成熟的高科技产品，越来越受到国内外工程技术人员和管理人员的关注和重视。马鞍山黑马钢筋焊网有限公司经过多方考察和论证，选用了马鞍山隆达电力电子有限公司生产的 LB475型变频器，对公司两台75KW的空压机进行了技术改造，取得了显著的经济效益和综合效益。

二、空压机改造前运行情况

设备改造前，两台空压机一用一备，全部工作在工频状态。压力采用两点式控制(上、下限控制)，也就是当空压机气缸内压力达到设定值上限时，空压机通过本身的油压关闭进气阀，当压力下降到设定值下限时，空压机打开进气阀。钢筋焊网生产的工作状况决定了用气量的时常变化，这样就导致了空压机频繁的卸载和加载，经常是加载1分钟，卸载2分钟，对电动机、空压机和电网造成很大的冲击。再说，空压机卸荷运行时，不产生压缩空气，电动机处于空载状态，其用电量为满负载的60%左右，这部分电能被白白的浪费。在这种情况下，对其进行变频改造是非常必要的。

三、空压机变频改造实施方案

根据现场实际情况，我们用一台变频器来控制两台空压机，通过电气控制相互转换两台空压机的变频运行;当一台空压机出现故障时，可以转换到另一台空压机上运行，不会影响生产的正常进行。这样，即节省了设备投资，又能满足生产工艺的需要。

系统改造时，在保留原工频系统情况下，增加变频系统，做到了工频/变频互锁切换。通过外部控制电路，使空压机起停操作步骤仍然如前，操作简单，安全可靠。本系统采用压力闭环调节方式，在原来的压力罐上加装一个压力传感器，将压力信号转换成0-5V的电信号，送到变频器内部的PID调节器，调节器将信号与压力设定值进行比较运算后输出控制信号，变频器根据该信号输出频率，改变电动机的转速，调节供气压力，保持压力的恒定，使空压机始终处于节电运行状态。

四、系统改造中应注意的问题

1：电动机的散热问题 电动机经过变频器变频后，转速降低，其电机风扇的散热效果也要降低。

2：空压机的润滑问题 空压机的转速越低，润滑油的耗量也就越小，其润滑效果越差，

3：系统压力设定问题 在满足生产工艺的要求下，压力设定越低越好，因为空压机的排气压力越高，所需的电机轴功率越大，电机耗电也就越多。

针对以上问题，我们综合节能效果和空压机的机械特性，考虑了多种方案，最后把系统压力设定为0.6MPa,把变频器运行频率下限设定为 26HZ，这样，即能满足空压机散热和润滑的需要，又能最大限度的降低电能损耗。空压机系统变频器改造完成后，一次试车成功，运行稳定，效果明显。

五、节能效果及综合效益分析

改造前，空压机工频满载运行电流为140A，运行时间1分钟;空载运行电流为90A，运行时间2分钟，频繁的加载和卸载。改造后，空压机运行频率经常在30HZ-40HZ，运行电流平均为70A，基本上没有卸载时间。空压机平均每天工作16小时，每月工作25天。空压机每月用电量计算如下：

W前=√3( I×U)×12×25÷1000

=1.73×(140×1/3 90×2/3)×380×16×25÷1000

=28057.8(度)

W后=1.73×70×380×16×25÷1000

=18407.2(度)

每月节省电量= W前-W后

=28057.8-18407.2

=9650.6(度)

按每度电0.6元计算，每月可节省电费=9650.6×0.6=5790.36(元)

整套空压机系统改造费用5万元左右，约10个月就能收回设备投资。

诚然，节能是变频改造带来的一大好处，但并不是唯一的，空压机变频改造后，还有以下优点：

1：电动机从2HZ开始软起动，对电机、空压机、电网的冲击大为减小。

2：延长了设备的使用寿命，减少了设备的维修量和维护费用。

3：进一步完善了保护功能，如热保护，过电流、过电压、欠电压、短路、缺相保护等功能。

4：操作简单方便，运行平稳，电极、空压机温升正常，噪音、振动减小。

变频控制改造 篇3

摘要：文章针对除灰系统中空气压缩机能耗大、自动化程度低等问题，利用集散控制系统和变频器对空压机进行了变频改造，实现了空压机供气PID自动恒压调节，节能效果显著。

关键词：空压机；集散控制系统；恒压供气；PID变频；改造节能

中图分类号：TH457 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）11-0038-02

司家营铁矿热电车间共有两台螺杆式空压机，为除灰系统提供吹扫气源，是锅炉运行的重要设备，其运行状况的好坏直接影响车间的正常生产。针对上述问题，司家营铁矿热电车间对空压机控制系统进行改造以达到节能增效的效果。

1 螺杆式空压机工作过程及存在问题

1.1 螺杆式空压机工作过程

螺杆式空压机工作过程如图1所示：

如图1所示，空气经过空气过滤器过滤掉杂货和尘土等，经吸气调节阀进入到压缩腔，与此时被喷入的冷却润滑油混合，由电动机加压压缩成高压混合气体，经过储油罐进入油/气分离器，经过一系列的碰撞、重力离心等作用，空气与油分离，空气经过空气冷却器进入储气罐为系统供气，而油经过油过滤器和冷却器进入压缩器进行新一轮的油气混合。

1.2 空压机存在的问题

（1）空压机加载、卸载过程中，耗能较高，造成极大的浪费。（2）空压机房工作环境恶劣，噪音大。（3）自动化程度低，输出压力依靠调节阀人工调节，速度慢，精度低，供气压力不稳定。

2 空压机变频改造方案

2.1 空压机经济运行分析

根据空气压缩理论和异步电动机原理，空压机的轴功率、排气量和轴转速符合下列公式：

PL——空气压缩机功率

TL——空气压缩机转矩

nL——空气压缩机转速

根据上述理论分析，在空压机的汽缸容积一定的前提下，只有调节空压机的转速才能改变排气量。由于空压机是恒转矩负载，空压机轴功率与转速呈正比变化，因此通过调节空压机的转速来调节供风压力，是空压机经济运行的有效方法。

2.2 变频器的节能原理

由电机学知识可知，异步电动机的转速n与电源频率f、转差率S、电机极对数p三个参数有如下关系：

由此可知，在电机极对数p一定且转差率S又变化很小的情况下，转速n基本上与电源频率f成正比，即改变电源频率就可以改变电动机的转速。因此，可以利用变频器的调速功能调节空压机的转速，实现空压机的经济运行，以达到节能的目的。

2.3 集散控制系统介绍

集散控制系统（Distributed Control System）是以微处理器为基础的集中分散控制系统，可对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制，简称DCS系统。该系统将若干台微机分散应用于过程控制，全部信息通过通信网络由上位管理计算机监控，实现最优化控制，整个装置继承了常规仪表分散控制和计算机集中控制的优点，克服了常规仪表功能单一、人-机联系差以及单台微型计算机控制系统危险性高度集中的缺点，既实现了在管理、操作和显示三方面集中，又实现了在功能、负荷和危险性三方面的

分散。

2.4 空压机变频改造方案

恒压供气控制系统主要由DCS、变频器、空压机、压力变送器等组成，以管网压力为控制对象，设计的控制原理图如图2所示：

执行机构为变频器，采用V/F控制方式进行调频，根据偏差按设定的PID控制模式进行运算，从而控制变频器的频率，调节空压机电机转速，使得供气压力维持在给定压力上，实现供气的恒压控制。

为了安全运行，保留原有的工频控制模式和电气机械联锁，即工频、变频控制模式可切换运行，正常情况下，空压机以变频调速的控制方式运行，若变频器控制系统发生故障则自动切换至工频运行模式。空压机工频/变频运行模式的电气原理图如图3所示：

如图3所示，当QF1、QF2闭合时，空压机处于工频运行模式；当QF1、QF3闭合时，空压机处于变频调速模式。其中，QF2、QF3存在电气机械闭锁关系，即二者不能同时闭合。

3 空压机变频改造的实施

3.1 变频器的选型

选择变频器容量与所驱动的电动机容量相同即可。司家营铁矿热电车间共有两台复盛空压机，其型号为SA-250A，所配电机型号为Y2-355M-4，额定电压为380V，额定电流为433A，额定功率为250kW。为更好地实现恒压供气的目的，因此选用两台ABB风机泵类专用单传动变频器，其型号为ACS800-04P-320-3。

3.2 恒压控制系统的逻辑方案及PID调试

3.2.1 恒压控制系统的逻辑方案。该恒压控制系统是基于DCS控制系统完成的，其逻辑控制方案如图4。

此方案中，SELECT2为DCS组态中的模拟量二选一算法，即供气压力有两个，需选择一个压力为PID的控制对象。当无人工选择信号时，算法自动进行选择；当两个压力品质均好时，选择平均值；当其中一个压力品质坏时，则选择品质好的那一个压力；当有人工选择信号时，若条件满足（所选点品质好），则根据人工要求进行选择，选择结果的点品质也送出。

LAG为超前/滞后环节组态算法，其传递函数为：

G（s）=K（1+T1S）/（1+T2S）

式中：

K——增益系数

T1——超前时间（Sec）

T2——滞后时间（Sec）

其主要作用为通过T1、T2的设定，调节PID两个输入端信号的增益时间，排除信号传输及运算过程的延迟问题。

PIDF为组态中的PID调节器算法，为供气压力自动调节调节器，其偏差为反作用。

NORMA/M为带限值器及可调偏置的普通型软手操器，为变频器调速的界面手操作器，可实现调速的自动/手动的切换，可实现变频器的开环和闭环控制。

3.2.2 恒压控制系统的PID调试。组态完毕后，通过对PID比例系数、微分时间、积分时间的设定，方可实现供气压力的恒定调节。以即时曲线为依据，按PID调节的经验，以此设定三者的大小，根据曲线的振幅、反应时间，反复修改，最后整定出供气压力为0.7MPa时，系统正常运行的PID参数为：

PIDGAIN=0.45，即比例系数；PIDRESET=50，即微分时间；PIDDGAIN=6，即积分时间。

变频器自动投入后，供气系统运行稳定。

4 结语

随着DCS系统和变频技术的不断创新发展，无论从节能角度出发，还是自动化技术的推广应用，空压机的变频改造都将是一个必然趋势，而DCS系统则将是其首选控制系统。

参考文献

[1]周国良.压缩机维修手册[M].北京：化学工业出版社，2010.

[2]张燕宾.变频调速应用实践[M].北京：机械工业出版社，2000.

[3]吴才章，党培，郑维，等.集散控制系统技术基础及应用[M].北京：中国电力出版社，2011.

作者简介：郑德金（1984—），男，河北钢铁集团滦县司家营铁矿有限公司技术员，助理工程师；孙建华（1966—），男，河北钢铁集团滦县司家营铁矿有限公司厂长，高级工程师；杨旭（1983—），男，河北钢铁集团滦县司家营铁矿有限公司副厂长，助理工程师。

凝结水泵变频改造运行控制解析 篇4

1 凝结水泵变频改造控制分析

原设计凝结水泵为定速运行,凝结水经轴封加热器和除氧器上水主副调阀和低压加热器后进入除氧器,利用改变调阀开度来改变凝结水流量,以满足机组运行需要。其系统简图如图1所示。

凝结水泵变频改造,常规有2种控制方式,一种为“一拖一”控制方式,即2台凝结水泵分别加装变频器。另外一种为“一拖二”控制方式,即2台凝结水泵加装1套变频器进行切换控制。由于变频凝结水泵变频启动、加载至正常需10余秒时间,若保持备用泵为变频状态,异常情况下势必导致系统负载的波动和不稳定,所以,采用“一拖一”的控制方式,正常情况下也需保持备用泵为工频状态。该控制方式切换灵活性较好,但改造投资成本较高,维护工作量和维护成本也有所增大,故不采用此法。

采用“一拖二”控制方式,正常情况下变频泵运行工频泵备用,凝结水泵所带主要负荷为定冷水箱补水、低压旁路减温水、汽电动给水泵密封水、凝结水泵密封水、主机轴封减温水、厂前区用汽减温水、低压缸喷水、凝汽器水幕喷水,受凝结水压力变化影响最大的为给水泵密封水和主机轴封减温水。变频改造后,为保证给水泵运行安全,增加了凝结水泵变频下限限制,控制凝结水泵出口压力不低于1.0MPa,并将出口压力低联泵定值设置为0.9 MPa,以保证变频凝结水泵异常情况下系统运行安全。同时,为增大凝结水泵节能效果,将给水泵密封水供水由轴封加热器出口凝结水用户母管供给,改为轴封加热器入口凝结水泵出口母管供给,此改造需在机组启动初期和机组停运后及时将给泵密封水切至凝结水用户母管供给,以避免凝结水杂质进入给泵轴封而引起的给泵动静碰磨。

凝结水泵改造后,除氧器水位控制由阀门控制变为依靠改变凝泵转速控制。为降低运行凝结水泵异常跳闸、备用工频泵联动过程对除氧器、轴封和给水泵密封水、低加疏水系统的影响,通过试验优化了给水泵密封水、低加疏水和主机轴封减温水门控制特性,并设置了变频凝结水泵跳闸后除氧器主辅调阀自动关小至对应负荷下开度的控制特性曲线(见图2、图3)。机组大负荷运行过程中如果突然触发RB,机组快速降负荷,除氧器水位因负荷下降而快速上升,此时变频凝结水泵会因除氧器水位上升而自动降转速,导致凝结水泵出口压力下降,进而导致低加疏水、轴封减温水和给水泵密封水失调。为了规避此种风险,又对除氧器主调阀设置了另外一条变频凝结水泵运行,机组触发RB时,主调阀在2 min内自动关至10%的控制逻辑,尽量减缓凝结水泵出口压力变化,改善了系统稳定性。

凝结水泵变频改造后除了需进行变频器本身的试验检验,还要进行泵组变频运行状态参数测试,找出共振点,以期在运行过程中加以规避。

2 凝结水泵运行控制方式

机组正常运行时,变频泵为运行泵,另一台泵处于“工频”备用状态。备用泵出口门保持全开,联锁开关投入。由于凝结水泵控制方式在线切换极其复杂,操作量较大,且切换操作安全系数较低,具体切换方法以A凝结水泵“变频”运行,B凝结水泵“工频”备用为例。需首先启动B凝结水泵,停止A凝结水泵→将A凝结水泵停电,将其改为“工频”状态→启动A凝结水泵,停止B凝结水泵→将B凝结水泵停电,将其改为“变频”状态→启动B凝结水泵“变频”运行,停止A凝结水泵“工频”备用。机组正常运行时备用泵只做定期启停,不做轮换,只有在机组停运凝结系统停运后,才考虑进行控制方式的切换。

正常情况下备用凝结水泵启停试验的控制方法是,备用泵启动前将除氧器上水主、辅调阀逐次缓慢关至当前负荷对应开度,待凝结水泵出口压力上升至变频器调整上限时(即达到工频运行状态50Hz),将汽变频器切为手动控制,检查调整除氧器水位正常;启动备用泵。检查正常后重新停止工频凝结水泵并使之处于正常备用状态。然后,重新投入变频泵自动控制,逐渐全开除氧器主辅调阀。

3 凝结水泵变频运行中注意事项

(1)在负荷大于350 MW时视凝结水泵出口使除氧器水位控制器主、副调门开足并处于手动控制状态,负荷小于350 MW时视凝结水泵出口应及时关小除氧器上水主调阀,控制凝结水泵出口压力不低于1.2 MPa。除氧器水位通过自动改变凝结水泵变频器输出来控制除氧器水位。

(2)变频泵跳闸时,备用泵“工频”启动。同时,除氧器主辅调门自动关至当前工况下凝结水泵“工频”运行情况下对应开度。运行人员要注意检查调整除氧器水位、低压加热器水位、给水泵密封水、轴封减温水,及时调整稳定后,可重新投入自动控制。

(3)凝结水泵变频运行,在其共振转速区间要注意振动情况,若有异常,应及时通过调整除氧器主辅调门开度,避开该共振区段,防止造成电机或轴承损坏[1]。

(4)运行中要加强对凝结水泵振动、轴承温度、凝结水泵出口压力的检查,当凝结水泵出口压力降至1.1 MPa时,应及时通过改变除氧器上水调门开度,使之处于1.1 MPa以上工作。任何时候不得使凝结水泵处于出口压力低于1.1 MPa的情况下长期工作。若凝泵出口压力低于1.1 MPa时,应注意检查调整给水泵密封水、轴封减温水,使之工作稳定。另外,要加强凝汽器水位、除氧器水位、以及转速自动控制的监视调整。

(5)凝结水泵变频运行过程中,若因出口压力低导致工频凝结水泵联启,应立即停止变频凝结水泵运行,防止出现变频凝结水泵闷泵运行,导致泵组损坏。

(6)凝结水泵变频运行过程中,要注意其他凝结水用户监视与调整,避免因凝结水压力的下降,引起其他系统工作异常。

4 凝结水泵变频改造后所产生的效果

(1)凝结水泵变频改造后可实现零转速启动,降低了泵组启动电流和起动力矩,提高了泵组启动安全性和使用寿命;实现了空系统启动目标,减少系统启动操作,降低了对系统的冲击,提高了系统运行安全性;可以实现凝结水泵低速运行,降低耗电量,避免了系统阀门节流冲刷,消除了因阀门节流所产生的强烈运行噪音,改善了阀门的工作环境,延长了阀门维护周期和使用寿命。

(2)提高了泵组工作效率,降低了系统节流损失和泵组使用能耗,避免了资源上的浪费,节能效果显著。实际工况试验表明,机组满负荷时,凝结水泵工作点为45 Hz,以2008年上半年机组66.35%负荷率计算,半年可节电296.06万k W·h。以0.37元(k W·h)计算,可节约109.54万元,全年节约219万元,单台机组当年可以回收全部成本。

(3)凝结水泵变频改造后,充分考虑对相关系统的影响,因此进行了针对性的调整优化,通过试验,验证了凝结水泵变频改造后不会对系统及机组运行安全产生威胁,完全可满足系统安全运行需求。

5 结束语

凝结水泵变频改造其节能效果显著,但在实施改造后,要注意变频器本身和工作环境的维护和保养,同时要结合系统设置,从控制逻辑上进行优化,并在实际运行时,根据工况的变化由运行人员合理调整除氧器上水调门开度,以保证凝结水泵处于一个经济合理的运行工况,才能从根本上保证凝结水泵工作的可靠性,确保实现经济运行的目的。

摘要：从安全、经济角度出发着重阐述了国华太仓2×630 MW超临界直流机组凝结水泵改为变频控制所采取的控制方式、控制策略、控制方法和改造后所产生的经济效果和影响,为电力企业凝结水泵改造、试运和控制安全提供了借鉴作用。

关键词：凝结水泵,变频,工频,控制策略

参考文献

11kw新风机变频节能改造方案 篇5

A.节能因数。风机的回风温度恒定，根据天气以及使用度采用变频调速使其长期运行在高效状态。

据文献资料，当变频器与电机采用1控1方案时可节约电20%~60%。节能效果进行计算确定。

B.智能因数。变频器有通讯输出接口，方便以后只能升级需求。

c.软启、软停因数。变频器的软启、软停功能，可以降低电机启动和停止时的冲击电流，减少设备的损耗。

变频器控制风机的正常运转，工频运行作为备用。

变频器的运转频率根据风机回风温度调节，回风温度设定为屋内人员最适宜温度，由温度传感器的输出信号接到变频器的模拟信号端子，在变频器上设定相应的数据，来控制风机的运转速度，达到最大的工作效率。

变频与工频之间采用转换开关进行切换，为了安全，变频与工频采用联锁控制。

新风机组为两台11kw的风机给群楼进行换风，现为工频运转，全速运行，所有办公区域风量较大温度过低。现采用变频器控制时可以根据回风设定的温度调节风机的转速。

风机11kw运转时能产生20000m3/h的风量，风机所给区域的空间约为2000m3，即循环了10次；通过计算得到新风机的回风温度设定在26·c时只需5次循环的风量即可达到，即产生10000m3/h的风量就能满足。此时电机的输出功率约为6kw就能满足风量的循环。温度高、温度低信号分别由变频器的两个点给出。

桥式起动机变频调速改造 篇6

关键词:桥式起动机;变频器;改造

中图分类号:U260.6文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)10-0153-01

随着国民经济的发展,工厂、仓库、料场等不同场合广泛采用桥式起重机吊运货物,有些企业因为工艺的需要,需要调节被吊物品的上升、下降、前后移动的速度。往往采用变速箱,绕线式电机转子串联电阻或者采用变极电机进行调速,但这些调速机构各存在自身的缺点。变速箱调速机构庞大,并且不能实现远程调速;转子串联电阻调速存在启动转矩小,效率低,由于工作环境差,粉尘和有害气体对电机的集电环、电刷和接触器腐蚀性大,电刷容易磨损,加上频繁运行,实际过载率高,由于冲击电流偏大,容易造成电动机触头烧损、电刷冒火、电动机及转子所串电阻烧损和断裂等故障;电机变极调速不能实现无极调速,调速范围受到限制。而变频技术近几年来得到迅速的发展,功能越来越多、性能越来越先进、价格越来越低。变频器不单体积小、改造简单、能实现无级调速及远程调速,而且还起到节能的作用。

1桥式起动机变频调速改造

热镀锌厂为了控制热镀件镀层的厚度以及热镀层的质量,控制生产成本,通常在镀件放入和吊出高温熔化的锌池需要控制其速度。速度太快或者太慢都会影响热度件的成品率及镀层的厚度,同时因加工工件较重、惯性大;为了确保人员及生产的安全,起动机吊有重物时前后移动的速度也不能太快,速度应该可控。为了实现速度连续可调,桥式起动机采用变频技术改造收到了良好的效果。

该桥式起动机左右移动电机功率为1.5kW;升降电机有两台,其中快升快降电机功率为5.5kW,慢升慢降电机功率为2.2kW,最大起吊重量5T;前后移动电机共两台,功率都为2.2kW,所有电机都带有机械变速机构。改造中保留原有的机械变速机构,增加升降和前后移动电机变频调速控制。考虑变频器发生故障时桥式起动机仍能运行,保留原来工频运行控制线路,即起动机既能工频运行又能变频运行。

变频器选型:由于升降电机起吊货物带有冲击性,升降操作频繁,冲击电流较大,并且启动力矩要求足够大。所以控制升降电机的变频器采用带有矢量控制的爱默生EV3000系列变频器,输出功率比电机输入功率大一级,规格为380V/7.5kW。前后移动电机因为其驱动装置只做前后平移,启动力矩及冲击力矩不大,可以采用爱默生通用变频EV2000系列,规格为380V/5.5kW,功率与电机大小一致就可以。

变频器安装,接线,参数设定注意事项:

①变频器应垂直安装,留有通风空间,侧面间隔要大于100mm,上下间隔要大于150mm。变频器功率越大,通风散热空间应越大。并控制环境温度不超过40℃,需要时应加装排气扇。

②用变频器控制普通三相交流异步电机转速时,电机的温升及噪声会比直接用市电(工频50Hz)时高;长期在低速(运行频率<30Hz)重载运转时,因电机风叶转速低,应注意通风冷却,适当减低负载或者使用变频电机,以免电机温升超过允许值而烧毁电机。

③严禁将电源输入线直接接到变频器的输出端子(UVW),否则可能会引起输出模块及控制模块的损坏。

④变频器装置应可靠接地,接地线应采用直径3.5mm2以上的铜芯线,且接地电阻要小于10Ω。以抑制射频对周围设备的干扰,防止变频器因漏电而引起电击,危及人身的安全。

⑤连接控制端子的电缆应采用多芯屏蔽电缆或绞合线。电缆屏蔽层应连接到变频器的接地端子PE,且只能单端接地,布线时控制电缆应远离主电路和强电电路,并且不能与之平行放置,避免电磁感应造成变频器误动作。

电气改造:原来控制横梁前后移动的电机只有工频运行,现在改为变频和工频两个速度运行,升降电机原来由工频运行的两台电机来实现快速升降和慢速升降两个固定的速度,现增加一档变频控制的中速档。合共三档速度。控制横梁前后移动的电机1YD和2YD其二次控制部分工频和变频运行接触器线圈11KM和12KM在电气线路方面要采取触点互锁并带机械互锁,控制货物快升快降的电机SKYD其二次控制部分工频和变频运行接触器9KM和10KM在电气线路方面也要采取触点互锁并带机械互锁。而控制电机正反转的接触器只在电气方面实现互锁就可以,下面讲述控制电路的工作原理。

①分别压下SB3,SB4按钮可使电机3YD正传和反转,从而使被吊货物左右移动,松开按钮则左右移动停止。控制电机正反转的接触器线圈3KM,4KM在注意要在电气线路上进行触点互锁。

②分别按下按钮SB1,SB2可实现桥式起动机快速前进和后退。分别按下按钮SB11,SB12可通过变频调速实现桥式起动机慢速前进和后退,松开按钮电机停止运转。按下SB11,时间继电器KT1得电,其失电延时常开触点KT1接通12KM接触器,另一常开触点KT1接通变频器的正转运行信号FWD,使电机正转慢速运行,这时横梁在电机驱动下按变频器设定速度慢速前进,松开SB11停止前进。同理按下SB12,时间继电器KT2得电,其失电延时常开触点KT2接通12KM接触器,另一常开触点KT2接通变频器的正转运行信号REV,使电机反转慢速运行,这时横梁在电机驱动下按变频器设定速度慢速后退,松开SB12停止后退。KT1,KT2线圈采用触点互锁。因控制横梁前后移动的电机其传动机构没有带刹车装置,所以该变频器增加一套能耗制动装置,以减少刹车时间。控制前进后退的变频器其输出接触器接通后要延时断开,使电机停止时的反电势能量通过变频器的刹车电阻释放。

③按下SB5,接触器5KM得电,快速升降电机SKD运行于工频状态,被吊货物快速上升,松开SB5停止上升;同样按下SB6,接触器6KM得电,快速升降电机SKD运行于工频状态,被吊货物快速下降,松开SB6停止下降。而按下SB7,接触器7KM得电,慢速升降电机SMD运行于工频状态,被吊货物慢速上升,松开SB7停止上升;同样按下SB8,接触器8KM得电,慢速升降电机SMD运行于工频状态,被吊货物慢速下降,松开SB8停止下降。同样按下SB9,微型继电器KA1得电,其一对常开触点接通5KM接触器,另一对常开触KA1接通10KM接触器使其得电吸合,同时10KM常闭触点断开9KM,10KM的常开触点闭合使变频器运行输出,这时快速升降电机转为变频调速运行,电机按设定速度上升,松开按钮电机停止上升。同样按下SB10,微型继电器KA2得电,其一对常开触点接通6KM接触器,另一对常开触点接通10KM接触器使其得电吸合,同时10KM常闭触点断开9KM,10KM的常开触点闭合使变频器运行输出,这时快速升降电机转为变频调速运行,电机按设定速度下降,松开按钮电机停止下降。考虑升降机构要根据生产工艺经常调整其上升和下降速度,故增加变频调速电位器R2,调节U2变频器的外接电位器R1可改变电机的运行速度。因升降电机内部带有刹车机构,所以变频器不再外加能耗制动装置。

参考文献:

[1] 爱默生网络能源有限公司.EV2000系列通变频器用户用手册[DB/OL]. www.emersonnetworkpower.com.cn,2008-6-12.

变频控制改造 篇7

新余钢铁公司经三期技改, 新建2座容量210t转炉自试车成功后, 倾动运行过程中经常出现不正常现象, 具体问题如:动态性能较差, 平稳性不佳, 对设备冲击较大;倾动过程中可靠性不足, 在遇到冻炉的情况时, 会出现转炉颠覆的情况。倾动运行不正常严重影响了生产节奏, 为此对倾动控制系统进行技术改造。

2 改造内容及功能实现

2.1 转炉倾动工艺及控制

转炉倾动机构采用全悬挂型式, 力矩平衡机构为扭力杆装置。转炉倾动机构采用4台交流电机传动, 两级减速机, 可驱动转炉本体在360°的范围内转动。转炉的倾动角度由编码器测量。在正常情况下, 4台电机同时工作。当一台出现故障时, 剩下的3台仍能维持一个班的生产;当2台出现故障时, 剩下的2台仍能维持一炉钢的生产。

倾动结构如图1所示。

2.2 倾动同步控制实现

为保证倾动稳定运行, 实现4台电动机同步启动、制动及同步运行, 选用4台西门子矢量型变频器6SE70驱动4台电机来实现同步控制, 变频器和PLC之间通过PROFIBUS-DP现场总线进行通讯, 实现变频器与PLC之间数据、状态的及时传递。系统采用西门子S7-400PLC控制。每台电动机通过编码器将速度信号反馈给变频器构成一个相对独立的闭环控制系统。根据控制需要4台变频器均可任选1台为主系统, 当PLC发出倾动命令和给出倾动控制速度信号时, 主系统生成一个积分分量给定值发送给其它3个从动装置, 使从系统的斜坡上升依据主系统的曲线上升, 以此来确保从系统始终跟随主系统, 实现转炉倾动4台电动机精确快速同步进给, 抑制各种扰动、摄动对系统的影响, 达到电机动态负荷平衡。控制方案如图2所示。

2.3 倾动抱闸控制改进

原系统倾动抱闸的控制完全由PLC通过延时来实现, 其不足之处在于在延时时间内变频器力矩还没有建立起来就执行抱闸松开指令, 出现转炉倾覆、钢水倒出等严重事故。因此不能由PLC来判断何时松闸。经过分析, 抱闸控制改为对变频器内部进行力矩判断和PLC延时两个条件同时满足, 即通过检测转矩电流判断力矩建立起来后才允许松闸。经调试分别设定变频器制动参数为:P610=K242 (制动阈值参考量为转矩电流) ;P611=45% (抱闸打开条件检测电流百分数) 。变频器设定转矩电流为制动阈值参考量, 阈值控制数字输出作为抱闸控制条件之一。如图3所示。

3 改造效果

改造前时转矩变化有波动, 经过改进后效果比较明显, 转矩平滑, 4台电动机同步性一致, 动态响应比较快, 转速实际值基本与跟踪转速设定值接近。保证转炉稳定运行。如图4、图5所示。

4 结语

通过对转炉倾动控制系统进行改造, 提高了转炉设备运行的稳定性和效率, 降低了日常维护成本。控制方案简单、实用、可靠性高, 具有一定的应用推广价值。

摘要：针对转炉倾动运行中出现的异常现象, 对控制系统进行了改造。文中对改造设计做了阐述, 改造后系统经测试效果良好。

关键词：转炉倾动,同步控制,制动,改造,变频器

参考文献

[1]西门子公司.6SE70变频器技术手册[Z].2000.

[2]张贺.转炉倾动装置的安装要点及方法[J].重工和起重技术, 2009 (2) :18-19.

冷却塔风机变频控制与节能改造 篇8

冷却风机是冷却塔机械通风的关键设备, 长期以来, 冷却塔的节能降耗问题并未引起足够重视。我公司共有2台循环水冷却塔, 各生产工艺返回的循环热水用泵输送到冷却塔内, 通过塔内的填料增加热水与空气接触面积和时间, 促进热水与空气进行热交换, 使循环水冷却, 从而获得各生产工艺所需温度≤33℃的循环水。当环境温度升高时, 起动冷却塔内的轴流风机进行强制通风, 加快冷却塔填料上循环水气相与液相的热交换。每个冷却塔内装设1台电压380 V、额定功率为75 kW的轴流风机, 电动机和风机之间采用恒定减速比的减速机直联, 塔内不装设节流阀, 因此轴流风机的转速与风量是不可调的, 2台冷却塔风机的总风量为230×104m3/h。经过分析, 总结实际运行时存在的问题如下:

(1) 冷却塔的设备容量是在夏天最大热负载的条件下选定的, 即考虑到了最恶劣的条件。然而在实际设备运行中, 由于季节、工作负载等诸多因素导致机组设备经常是处在较低热负载的情况下运行的, 所以机组的耗电通常是不必要且浪费的。

(2) 却塔风机运行时不能调节转数, 只能以恒定转数运行, 不能满足对风量进行精调的要求。

(3) 冷却塔风机的电动机容量为75 kW, 额定电流为141 A, 全压起动电流接近1 000 A, 不仅造成低压电气系统波动, 而且对机械和电气设备的冲击损伤严重, 导致电动机和机械设备检修次数较多。

(4) 如果要调节风量, 只能通过调整电动机台数来进行粗调, 导致大部分电能的浪费。

(5) 冷却塔风机的电动机保护只能有短路和过负荷的常规保护, 不能满足对电动机进行全面保护的要求。

通过以上分析, 在满足生产要求前提下, 为节约电能、保证设备的可靠安全运行, 对冷却塔风机电动机进行变频调速改造是必要的。

2 冷却塔风机采用变频调速节能改造方案

我公司改造主要是在利用原有设备的基础上进行, 本改造方案是PLC控制的冷却塔风机变频控制系统, 主要用到了西门子PLC和变频器。冷却塔风机变频控制系统配备有1台变频器, 对1台风机进行变频控制, 其余1台风机工频运行;根据出水温度的变化来控制工频运行风机的起动和停止, 实现对水温的初步调节, 并对一台风机进行变频控制, 对水温进行微调, 从而使冷却塔内的水温控制在一个稳定的状态。主要改造方案如下:

通过装在循环水出水总管上的PT100的温度传感器, 把出水温度信号变成4～20 m A的标准信号, 送入PLC的模拟输入模块, 并最终转换为相应的数值 (BCD码) , 通过编好的PLC程序, 将相应的量和在人机界面上设定的温度值进行比较, 得到一比较参数。PLC输出此模拟信号作为变频器频率给定值 (变频器选用施耐德的ATV61产品, 具有过热和过流保护、电源欠压和过压保护、缺相保护等功能) , 由变频器控制一台电机的转速, 并根据出水温度的高低, 由PLC控制工频风机的启动, 使冷却塔的回水温度控制在设定的温度上。

电气控制系统原理图包括主电路图, 控制回路图和PLC接线图。

2.1 主电路图

系统的电机控制系统主电路图如图1所示。2台电机分别为M1、M2, 电机M1为变频控制, 接触器KM控制电机M2的工频运行;QF1、QF2分别为2台风机电机主回路的电源开关;KH为电机M2的过载保护用的热继电器;QF3为检测及模块电源开关;QF5为控制回路的电源开关。

2.2 控制电路图

风机电机的控制系统电路图如图2所示。图中每台风机控制回路装设熔断器, 以便检修时不造成2台风机同时停运, 每台设有手动/自动选择开关, 手动运行时, 按钮SS1、SS2分别实现工频风机和变频风机的起动, 按钮SF1、SF2可分别停止工频风机和变频风机;自动运行时, 系统在PLC程序控制下运行, KA1、KA5是与PLC输出端连接的中间继电器, 通过PLC的程序来分别实现2台风机的自动控制。

2.3 PLC外围接线图

PLC外围接线图如图3所示。

3 冷却塔风机变频改造经济性分析

这次节能改造的效果是非常显著的, 证明利用变频器是能够实现风机节能的。从实际运行情况分析, 在保证冷却水温满足工艺要求的情况下, 11月份至次年4月份环境温度较低时, 若带变频器的电机运行在30～50 Hz左右, 工频电机无需运行;5～10月份温度上升时, 工频电机运行, 则带变频器的电机应运行在25～48 Hz左右。

变频改造后, 11月份至次年4月份运行的频率在25～45 Hz区间, 按照平均运行40 Hz、年运行182天计算 (因本公司为垃圾发电项目, 所以基本都是连续运行, 没有停运时间) , 耗电约145 000 kW·h, 单位电费0.636元/kW·h, 年电费是9.3万元。变频改造后5月份至10月份运行的频率在25～48 Hz区间, 按照平均运行38 Hz、年运行183天计算, 耗电约125 000 kW·h, 单位电费0.636元/kW·h, 年电费是7.95万元。因此, 改造后变频电机年耗电约为270 000 kW·h, 年电费约17.25万元。变频改造前, 1台电动机的运行电流为130 A, 运行消耗功率为65 kW, 年运行耗电约569 400 kW·h, 单位电费0.636元/kW·h, 年电费是32.21万元。可见变频改造后每年节约电费14.9万元, 改造投资费用约6万元, 由此可见, 其节能性是明显的, 且延长了电动机的使用寿命。

4 变频改造后的优点

经过改进, 冷却塔风机已连续运行至今, 总结这次变频改造后有以下优点:

(1) 操作使用方便, 变频器操作只有简单的开机、停机和温度的设定, 减轻了运行人员的工作负担;

(2) 能进行无级调速, 调速范围宽、精度高、适应性强, 降低了对低压系统的冲击, 减小了机械冲击引起的设备隐患, 延长了设备使用寿命;

(3) 保护功能完善, 故障率低, 冷却风机启动平稳, 启动电流小, 可靠性高;

(4) 电机不需要长期高速运行, 工作电流大幅度下降, 节电效果显著, 减少了设备转动部分的磨损, 延长了减速箱的寿命;

(5) 由于采用了变频控制, 随着转速的下降, 风压、风量也随之下降, 使得冷却水的飘逸率也下降, 节约了水量。

5 变频改造过程中存在的问题及处理

当然, 变频改造过程中也存在一些问题, 相关问题及其处理方法如下:

(1) 由于冷却塔风机驱动部分的转动惯量一般都较大, 所以变频器给定加、减速时间要长一些, 如30～40 s。

(2) 在实际运转中经常会由于外界风力的作用使冷却风机自转, 此时如果启动变频器, 电动机会进入再生状态, 就会出现故障跳闸。因此, 应该将变频器的启动方式设为转速跟踪再启动, 这样就可在变频器启动前, 通过检测电机的转速和方向来实现对旋转中电机的平滑无冲击启动。

(3) 由于是普通电机, 应该设置最低运转频率, 以保持电机合适的温升, 通常频率下限为20 Hz。如果需要更低频率运行, 必要时可以加装外置冷却风扇进行冷却。

(4) 变频改造后运行的这段时间内, 曾发生过电机3个方向的振动呈周期性变化大的情况 (水平方向最大时达100μm) 。考虑到这次改造的电动机不是变频电机, 推测可能是电机本体与变频器在某一频率段存在共振现象, 后经试验发现, 在25 Hz时存在共振现象, 随即采取修改变频器参数的方法将系统的固有频率列为跳跃频率, 消除了共振现象。

6 结语

综上所述, 根据负荷、天气温度变化对冷却塔风机系统进行节能控制, 对于系统的节能降耗具有十分重要的意义。我公司根据实际运行工况进行变频改造后, 系统可靠性提高, 具有明显的节电效果。

参考文献

[1]施耐德电气公司.Altivar61变频器说明书

调车备用变频控制系统的改造 篇9

关键词：变频器,备用切换,控制系统,PLC

1 改造实施的背景

天津港远航国际装车楼系统, 包括装车楼1 座 (楼内装车设施2套) 、调车系统2 套, 可同时对两列火车进行装车作业。其中, 每套调车系统配备1个操作台、1套主控PLC、1台变频柜以及1台绞车电机。调车系统采用的是远程/ 就地双控制方式。在远程控制模式下, 操作人员可以在装车楼的操作台直接对绞车系统进行远程操作。操作台中的I/O分站会将操作信号通过光电转换最终传递给控制主PLC, 再由PLC把变频器控制信号传递给相应的变频器柜, 最终达到驱动绞车电机的功能。

2 改造实施的原因

调车系统在装车楼装车作业过程中主要承担了控制铁牛牵引列车、对作业车厢快速定位等重要功能。一旦调车系统出现问题无法及时修复, 将导致整列火车长时间滞留在作业区铁道沿线。尤其是在冬季作业中, 由于绞车故障无法运转造成大量的矿石物料长时间积存在仓内, 极易造成仓内发生粘料、冻料的情况。对清扫作业造成极大困难的同时, 也对设备自身造成较大的损伤, 可能给公司造成经济损失。

3 改造方案

在绞车系统中, 由于变频器设备相对结构更复杂、部件较多、发热量大, 在运行中若发生故障难以在短时间内修复。[1]为提高排除故障的效率, 我公司提出改造原有变频控制柜并增加一套备用柜的改造计划, 并制定了如下改造方案:

3.1 变频柜供配电部分的改造

(1) 原来2 台变频柜采用铜母排并柜连接。由于当初设计施工时未考虑预留新柜体的事项, 故造成原母牌长度不足, 新增备用变频柜并柜难度较大。为此, 新增备用柜进线改为采用电缆连接方式。经核算, 最终选用以6 根单芯95 的电缆双拼使用, 替代原有母排进行连接。

(2) 原调车系统中变频柜至电机间电缆余量充足, 足够在主备用变频器之间切换连接。当变频器进行切换时, 直接将变频柜端出线换接到备用变频柜即可。所以, 此部分不做任何改动。

3.2 变频柜控制部分的改造

(1) 为了最简便的改造新增变频器, 并使两台变频器能在最短的时间内进行互换使用。参照调车系统原有设计, 新增备用变频柜配备一套同型号ABB品牌ACS800 型变频器。且变频柜柜体内部电器元件型号、规格、接线做到与原柜一致, 从而保证新增变频器的所有外接信号及控制参数与原有变频器的相同。

(2) 在以出现故障时能便捷、快速切换变频柜的前提下, 我方提出如图1 所示改造方案。将原有3 台变频柜的控制回路与原系统连接处端子排全部拆除, 替换为可靠性更高、操作更便捷的重载连接器的方案。当任意1 台变频器出现故障时, 只需要将原变频柜上的3 个重载连接器插头卸下, 按照对应关系插在备用柜上的3 个重载连接器插座上即可完成主备用变频柜间控制部分的切换。

(3) 如图2 所示, 其中1UF为ASC800 变频器主控板, 与1QF1变频柜主断路器以及绞车电机相连接, 1QF2、1KM2 分别为控制电机风扇的断路器与接触器, 1QF3、1KM3 则分别为控制电机制动器的断路器与接触器。由于变频柜控制部分线路较多, 故需采用3 对重载连接器进行端子排的替换工作。为了维护起来比较简易, 在改造过程中按功能和电压等级将控制部分线路分为三个部分。其中, 变频柜送电信号、变频器运行信号、变频器故障信号、风扇运行信号、风扇故障信号、制动器运行信号、制动器故障信号、绞车正转输出、绞车反转输出、故障复位信号、高低速选择选择、风扇启动信号、制动器启动信号等数字量信号以及变频电流反馈的模拟量信号传输线路编入24芯重载连接器 (A) 。变频频率反馈以及频率给定信号等模拟量输入输出信号的传输线路编入6 芯重载连接器 (B) 。由于电机风扇与制动器与现场电机相连, 且两者均是由变频柜进行供电, 切换变频柜时需将电机风扇与制动器电源同时切换至备用变频柜。为此, 将原动力缆分成两段分别接入6 芯重载连接器 (C) , 以此为电机风扇和制动器提供380V动力电源。

4 改造效果

本系统自改造完成后至今有6 个月时间, 累计切换备用变频柜3次。缩短故障停时达144 小时, 有效降低了绞车变频器故障排修的时间成本。故障发生后能及时进行主备用变频器间的相互切换, 避免长时间影响铁路装车作业生产, 得到公司以及铁路相关部门的一致认可。

参考文献

变频控制改造 篇10

宝清县万昌煤矿为宝清县地方煤矿企业, 2008年为提高矿井提升系统安全性能, 解决提升速度平稳控制, 分别对主、副井提升绞车电控系统进行了变频改造, 通过变频电控系统的改造, 实现了无级平稳加减速, 提高提升系统的安全水平;节约电能;用变频器内置的编程软件替代继电器, 减少设备维修工作量。提升机变频调速节约电能主要从两方面考虑, 一是取消了“调速电阻”, 节约了调速运行时电阻的热损耗;二是矿车下放减速时, 电动机短时间发电运行, 反馈给电网电能, 实现了提升速度平稳控制。

1 提升系统变频技术的工作原理

1.1 矿山交流提升系统控制方式

1.1.1 动力制动电源。

动力制动电源一般就是一个三相桥式全控整流电路, 采用速度单闭环控制其整流输出电压, 从而控制电机的减速力矩。

1.1.2 低频电源。

低频电源实际上是交-交变频器, 在变频器中属于降低频率的变频器, 其输出频率一般在工频的1/3~1/2之间。交-交变频器利用电网电压实现换相, 无需附加换流回路, 因而效率很高。变频器一次性换能, 换能损耗小。在主回路不增加任何元件的情况下可实现四象限运行, 并且低频输出波形接近正弦, 因而电动机谐波损耗少, 转矩脉动很轻, 其输出频率虽然受电网频率的限制, 但对于矿井提升机来说, 其低频电压的频率最多不超过5Hz, 这一点正适合于矿井的低频拖动系统。

1.2 软起动装置

如果交流三相异步电机在额定电压下直接起动, 电流非常大 (一般为Ie的5~8倍) , 引起电网电压下降, 同时影响电网上其它用电设备的正常运行, 对于电动机本身来讲冲击电流造成局部温升过大, 降低电机寿命, 给机械系统带来强大的机械冲力, 冲击电流会以电磁波的形式干扰电气仪表的正常运行。随着电力电子技术和微机控制技术的发展, 我国开发出一系列电子式起动控制设备, 用于异步电动机的起动控制, 以取代传统的降压起动设备。新型的电子式软起动器应运而生, 一般都采用晶闸管调压电路, 调压电路由6只晶闸管两两反向并联组成, 串接于电动机的三相供电线路上。通过控制晶闸管的触发角α, 使起动器按所设计的模式调节输出电压, 以控制电动机的起动过程。当起动过程完成后, 一般起动器将旁路接触器吸合, 短路掉所有的晶闸管, 使电动机直接投入电网运行, 以避免不必要的电能损耗和谐波干扰。

2 变频器技术在矿井提升机上的实际应用

由于煤矿生产的特殊环境和安全上的特殊要求, 变频器在煤矿的应用起步比较晚。随着我国市场经济的深入发展, 煤矿的增产、降耗、提效被提到了重要地位, 设备节能改造势在必行。变频调速在煤矿井上固定机械和采煤机上也有了一定的应用并取得了较好的效果。

2.1 变频器在提升机上的应用

煤矿提升机选用变频控制要达到的主要目的是:a.实现无级平稳加减速, 提高提升系统的安全水平;b.节约电能;c.用变频器内置的编程软件替代继电器实现提升速度控制, 减少设备维修工作量。提升机变频调速节约电能主要从两方面考虑, 一是取消了“调速电阻”, 节约了调速运行时电阻的热损耗;其二是矿车下放减速时, 电动机短时间发电运行, 反馈给电网的电能。在变频器选型时, 应该首选具有反馈功能的提升机专用变频器。

2.2 变频调速系统的优点

2.2.1 实现了软起动、软停车, 减少了机械冲击, 使运行更加平稳可靠。

2.2.2 起动及加速换挡时冲击电流很小, 减轻了对电网的冲击, 简化了操作, 降低了工人的劳动强度。

2.2.3 运行速度曲线成S形, 使加减速平滑, 无撞击感。

2.2.4 安全保护功能齐全, 除一般的过压、欠压、过载、短路、温升等保护外, 还设有过卷、等速超速、定点超速、PLC编码器断线、错向、传动系统故障及自动限速等保护功能。

2.2.5设有回馈制动、抱闸制动的制动方式, 更加安全可靠。

2.2.6 该系统四象限运行, 可实现绞车的调速、换向、能量回馈制动等功能, 且不受回馈能量大小的限制, 适应范围广, 节能效果更加明显。

2.2.7 采用双PLC控制回路, 能够实现双回路保护, 一回路出现故障, 另一回路还可以继续运行。

2.3 使用的效果

对空压机变频器改造的探讨 篇11

【关键词】空压机；变频器；节能；改造

1.原系统存在的问题

由于空压机不能排除在满负荷状态下长时间运行的可能性，所以只能按最大需要来决定电动机的容量，设计余量一般偏大。工频起动设备时的冲击大，电机轴承的磨损大，所以设备维护量大。虽然都是降压启动，但起动时的电流仍然很大，会影响电网的稳定及其它用电设备的运行安全，而且大多数是连续运行，由于一般空气压缩机的拖动电机本身不能调速，因此就不能直接使用压力或流量的变动来实现降速调节输出功率的匹配，电机不允许频繁启动，导致在用气量少的时候电机仍然要空载运行，电能浪费巨大。经常卸载和加载导致整个气网压力经常变化，不能保持恒定的工作压力延长压缩机的使用寿命。空压机的有些调节方式（如调节阀门或调节卸载等方式）即使在需要流量较小的情况下，由于电机转速不变，电机功率下降幅度比较小。

2.变频空压机系统控制方案

根据普通空压机运行工况存在的问题并结合生产工艺要求，变频空压机后系统能满足以下要求：

2.1电机变频运行状态保持储气罐出口压力稳定，压力波动范围控制在±0.02Mpa

在工频运行的方式中，利用空压机的容调控制，以及起跳、回跳压力控制得到的储压罐的压力仍然是较为粗略的，而且经常会波动。这将影响最终用户的使用。

而使用变频空压机来改变运行速度，因为空压机可以平滑的控制其供气量，压力波动控制更加精确，最终用户可以得到更加稳定的气压。

2.2系统具有开环和闭环两套控制回路

变频空压机控制系统，同时具有两种控制方式及开环、闭环。在正常状态下，可以利用闭环的控制方式，系统将自动的根据储压罐内压缩空气的压力自动的控制变频运行空压机的运行转速，从而控制空压机的供气量。当系统故障，或者时压力传感器故障时，可以切换到开环运行，直接给定空压机的运行速度，从而可以手动控制空压机的运行状况以及供气速度。

2.3一台变频空压机能控制多台空压机组，可用转换开关切换

该系统中仅仅只需配置一台变频空压机，但是可以选择拖动的空压机。也就是说，可以一套变频系统多台空压机使用。这样当其中一台空压机需要进行维修，或者是更换时，可以方便的切换到另外一台空压机变频运行。

2.4为保证空压机的节能效果，尽可能的避开容调控制

因为容调控制是非常耗能的，因此采用变频运行的空压机组必须很好的避开容调控制功能，才能尽可能的节省电能。首先当空压机变频运行时，通过电磁阀防止空压机进入容调功能；若一台空压机工频运行，另外一台空压机变频运行，则将工频运行的空压机的容调设置压力提高，避免容调运行。

2.5可靠的切换

变频系统同时控制多台空压机的变频和工频运行，因此必须根据压力（外界压缩空气的使用量），自动起动或停止工频使用的空压机。为了保证可靠的判断和切换空压机运行，系统设置了三个回差控制，保证切换的可靠，防止反复切换的故障发生。当外界的用气量增加，系统会自动的升高频率，当频率达到最大，压力仍然不能满足时，系统将自动的延时启动另外一台工频空压机，同时仍然恒压运行。当外界的用气量下降，系统会自动的降低频率，当频率达到最小时，压力仍然过高，系统将延时停止工频运行空压机，变频运行的空压机仍然恒压运行。

3.变频空压机系统功能特点

3.1该系统采用电源端的工频/变频互锁的结构

系统采用的是在电机的输入电源端直接工频和变频连锁，这样非常好的保证系统的安全运行；保证系统的可靠。

3.2系统采用大惯量PID控制算法，实现压力无静差控制

空压机系统输出的压缩空气首先进入储气罐，储气罐可以储存气压的能量，使得压力变化平稳。但储气罐的存在将导致系统反馈的惯量大大增加，使得该系统成为了大惯量控制系统。大惯量控制系统使用普通的PID控制将很可能导致系统超调严重、振荡幅度大、系统不稳定等一系列弊病。因此在该方案里采用了专门的大惯量PID控制系统，大幅度降低了系统超调的产生，增强了系统的稳定性。

3.3系统采用智能控制，可以实现分时段压力控制

系统的压力设定不再是一个单纯的设定值，而是一条根据贵厂一天用气量而设定的压力曲线，一旦压力曲线确定下来后系统将根据内部的实时时钟，按照预先设定的压力曲线自动运行。

系统可以将一天24小时自动分为多段（最多为5段），每段的起始时间和终止时间可以人为进行设定；每段都可以设定一个压力设定值，这样当时域性的用气低峰期，可以在较低的压力下运行；相反时域性的用气高峰期，可以在较高的压力下运行，最大可能的进行节能。

3.4零用气量自动停机功能

系统还可以根据用户的要求实现零用气量自动停机功能（即空压机出口阀门是自动逆止阀，当用气量相当小而储气管内压力非常大时，可以自动关机）。当用气量比较大的时候再恢复开机。这样在节假及双休日等非正常工作日或是深夜时，系统将自动停机，从而实现最大节能。注：空压机在使用变频改造后，因为系统的冲击将为0，因此可以频繁启动空压机。

3.5上位机界面图形化界面，设定更简单，监控更加直观

该系统采用上位机，其功能完善，质量可靠，而且在设计中基本采用图形的方式进行显示和监控，使设定和监控更加简单和直观。

3.6报警信号采用中文显示

报警信号采用全中文显示，方便直观。可以在第一时间内判断故障的所在，进行故障排除。另外在报警控制的同时，还配备一定的声光报警信号，以及在上位机界面上配备故障排除的帮助界面，加快了系统故障的响应速度。

3.7上位机界面中含有关键参数自动记录功能

在上位机界面中，集成了类似于无纸记录仪的参数历史曲线记录功能，可以对近10000个数据进行采集和记录，在人机界面内部自动形成历史曲线，并可以对该曲线实时的进行浏览。

3.8关键参数在上位机界面中直接设定

若采用分时段压力控制，系统将以图形的方式显示曲线，可以在曲线上直接进行设定。关键参数可以受3级密码进行修改权限的划分，保证参数设定的安全。

4.空压机变频改造后的效益

4.1节约能源

变频器控制压缩机与传统控制的压缩机比较，能源节约是最有实际意义的，根据空气量需求来供给的压缩机工况是经济的运行状。

4.2运行成本降低

通过能源成本降低44.3%，再加上变频起动后对设备的冲击减少，维护和维修量也跟随降低，所以运行成本将大大降低。

4.3提高压力控制精度

由于变频控制电机速度的精度提高，所以它可以使管网的系统压力变化保持在3pisg变化范围，也就是0.2bar范围内，有效地提高了工况的质量。

4.4延长压缩机的使用寿命

变频器从0HZ起动压缩机，它的起动加速时间可以调整，从而减少起动时对压缩机的电器部件和机械部件所造成的冲击，增强系统的可靠性，使压缩机的使用寿命延长。

4.5降低了空压机的噪音

根据压缩机的工况要求，变频调速改造后，电机运转速度明显减慢，因此有效地降低空压机运行时的噪音。现场测定表明，噪音与原系统比较下降约3至7分贝。

【参考文献】

[1]方璇峰.电机原理及拖动基础[M].中国矿业大学出版社，2010.

[2]余发山.自动控制系统[M].中国矿业大学出版社，2005.

变频控制改造 篇12

我公司#6 机组为1×330MW燃煤机组。 锅炉两台引风机为AN静叶可调轴流通风机, 电压等级6KV, 引风机电机 ( 1600k W 2 台) 为定速运行, 采用调整风机入口 ( 静叶) 挡板调节风量, 挡板在60%~100%之间变化, 电流在125A左右变化, 未改造前存在以下弊端:

1.1 定速风机采用入口挡板调节, 存在较大的截流损耗, 尤其在负载较轻时能耗更为严重。

1.2 定速启动时电动机的启动电流达到电机额定电流的6- 8 倍, 对电源系统冲击较大, 同时强大机械冲击力矩对电机定转子和风机叶轮均有损伤, 缩短使用寿命。

1.3 定速风机采用入口挡板调节, 存在挡板调整不到位、不便利及机械磨损。

基于上述原因, 因此在机组检修时对330MW机组A、B引风机电动机加装变频器, 已达到节约能源降低厂用电率 ( 直接效益) 、降低设备运行参数提高安全可靠性、减少设备磨损延长设备使用寿命的目的。

2 风机变频调速节能分析

我国现行的火电设计规程sdj- 79 规定, 燃煤锅炉的送、 引风机的风量裕度分别为5%和5%~10%, 风压裕度分别为10%和10%~15%。 这是因为在设计过程中, 很难准确地计算出管网的阻力, 并考虑到长期运行过程中可能发生的各种问题, 通常总是把系统的最大风量和风压富裕量作为选择风机型号的设计值。但风机的型号和系列是有限的, 往往在选用不到合适的风机型号时, 只好往大机号上靠。 这样, 电站锅炉送、引风机的风量和风压富裕度达20%~30%是比较常见的。 锅炉送、引风机的用电量中, 很大一部分是因风机的型号与管网系统的参数不匹配及调节方式不当而被调节阀门消耗掉的。 同时, 发电厂的负荷必须要跟随用户的使用状况而改变, 发电机的负荷调节必然要求锅炉跟随其负荷变化运行, 相应的送引风机等也必须随之进行调节, 在调节的过程中又有大量的能量被浪费了。 因此, 改进离心风机的调节方式是提高风机效率, 降低风机耗电量的最有效途径。

风机是流体机械, 由流体动力学可知, 流量q∝n, 压力h∝n2, 电机功耗p∝n3。 当流量由额定值q0 降至q1 时, 与额定功耗p0 相比较, 采用转速调节的电机的功耗为: pt= (n1/n0) 3p0

如流量有100%下降到50%, 则转速相应降到50%, 压力降到25%, 而电机功耗降到12.5%, 也就是节约电能87.5%。 扣除节门调节时的功耗与额定功耗的差, 转速下降可能会引起电机的效率下降等因素, 节电效果也是非常显著的。

除了节能效果显著外, 采用变频调速还有以下优点:

a.异步电动机启动时电流一般为电机额定电流的 ( 6~8) 倍, 且容易产生操作过电压, 损伤电动机绝缘。 采用变频器后, 电动机可在0 转速下启动, 即软启动, 可大大延长电机和风机的使用寿命。 同时, 运行噪音低, 磨损减少。

b.高压变频器采用液晶显示数字界面, 调速精度高。

c.有通用的外部接口, 可以与可编程逻辑控制器、 工控机、DCS进行数据交换并实现联锁控制等。

3 变频器工作流程的设计

3.1 引入变频器后设计的控制系统工作流程

3.1.1 变频器处于远控状态 ( 远控状态指示灯亮) ;

3.1.2 变频器发出“ 高压合闸允许状态”和“ 高压合闸允许指令”信号, 等待运行人员手动启动高压开关QF ( 见附图) ;

3.1.3 运行人员手动操作引风机“ 启动”按钮 ( 在引风机启动条件满足的条件下) , 高压开关QF合闸;

3.1.4 变频器发出“ 请求充电” 状态信号并点亮状态指示灯;

3.1.5“ 请求充电”及“ 引风机运行”两条件同时满足的条件下, 运行人员操作“ 变频充电”按钮, 为变频器充电;

3.1.6 变频器发出“ 变频器充电中” 状态信号并点亮状态指示灯;

3.1.7 充电结束后, 变频器自动合上变频输入开关QF1 和变频输出开关KM1 变频器, 并发出“ 请求运行”状态信号并点亮状态指示灯;

3.1.8 变频器在“ 请求运行” 状态信号为1 并且没有报警和故障信号时“ 变频器启动许可”状态信号为1 并点亮状态指示灯;

3.1.9 运行人员操作“ 启动”按钮启动变频器, 变频器运行后发出“ 变频状态” 信号并点亮状态指示灯。

3.1.10 运行人员手动操作引风机“ 停止” 按钮, DCS断开引风机高压开关QF。

3.2 变频与工频的切换

变频器有变频运行状态和工频运行状态。 变频器正常时处于变频运行状态, 异常时处于工频运行状态, 因此就存在变频切工频和工频切变频两种状态。

变频切工频时, 在DCS系统画面设置“ 变频切至工频”按钮, 在变频运行状态下, 操作员点击该按钮, 当变频器收到变频切至工频指令后, 变频器将自动完成如下工作:变频器自动复位主板, 停止输出, 将变频输入开关QF1 和变频输出开关KM1 分闸, 然后延时4 秒钟合工频旁路开关QF2, 电机切换到工频运行, 同时变频器发出工频运行状态, 进入DCS显示。

工频切至变频时, 在DCS系统画面设置“ 工频切至变频”按钮, 在满足引风机在工频运行、请求充电状态、 引风机启动许等三个条件下, 运行人员点击“ 工频切至变频”按钮, 当变频器收到工频切至变频指令后, 变频器将自动完成如下工作:变频器开始充电, 充电完成后, 自动合上变频输入开关QF1, 然后自动运行变频器, 当变频器运行到5HZ时, 自动将工频开关QF2 分闸, 然后自动合上变频输出开关KM1, 电机切换到变频运行状态。 同时, 送“ 变频运行”状态进入DCS显示。 ( 图1)

4 DCS系统中控制功能设计与实现

4.1 引风机控制回路设计

4.1.1 增加的控制信号

为了控制变频器和监视变频器的运行状态, 增加了必要的控制信号和控制画面, 开关量输入信号9 个, 分别是:变频器请求充电、变频器充电中、变频器远程控制状态、变频器高压合闸允许状态、高压开关分断指令、变频器请求运行状态、变频器变频运行状态、变频器工频运行状态、变频器重故障;开关量输出6 个, 分别是:变频器紧急停机命令、变频器充电、变频器启动命令、变频器停止命令、变频切工频命令、工频切变频命令;模拟量输入信号2 个, 分别是:变频器转速信号、变频器电流信号;模拟量输出信号1 个, 即变频器转速命令。

4.1.2 引风机及引风机变频器启停控制回路设计改进

4.1.2.1 引风机启停逻辑修改

引风机启动逻辑:在原引风机启动回路中增加, 在变频状态时, 只有当变频器发出“ 高压合闸允许状态”和“ 高压合闸允许指令”信号, 并且引风机允许启动的条件下, 才可以手动或自动启动高压开关QF;在工频状态下, 只要是启动许可条件满足, 就可以手动或自动启动高压开关QF。

原停止步序逻辑不变。 ( 图2)

4.1.2.2 引风机变频器启停逻辑修改

引风机变频器启动逻辑:为了满足引风机变频器的控制要求在引风机A控制站 ( ABCS站) 和引风机B控制站 ( BBCS站) 新增了两页逻辑。 完成变频器的启动、停止、变频器投自动、变频切工频、工频切变频、变频器充电以及变频器的报警复位一系列功能。 ( 图3- 图4)

4.2 引风机联锁保护逻辑修改

4.2.1 关于引风机A、B控制站的逻辑

该控制站涉及到了引风机出入口门的联锁控制以及引风机全停紧急停止送风机的逻辑, 当引风机变频与工频切换时, 由于切换的瞬间引风机没有运行状态上来, 因此为了不引起引风出入口的相关联锁以及送风机的紧急停止, 需要对所有采用引风机变频与工频运行状态的相关逻辑, 加5 秒钟的下降沿脉冲或对停止状态延时5 秒钟发出, 等待切换完成。 如果切换不成功, 所有的联锁及保护将按正常的逻辑功能进行。

4.2.2 关于大联锁控制站 ( INT站) 逻辑:

4.2.2.1 引风机全停逻辑

将引风机变频运行状态信号和引风机工频运行状态信号引入INT站作为引风机跳闸的判断条件。当两台引风机同时处于非变频、非工频的状态时, 将触发引风机全停的MFT保护。 当两台引风机同时进入工频与变频切换的瞬间时, 该保护就将动作, 为了避免切换瞬间发生MFT。 需要对引风机变频与工频运行状态的相关逻辑, 加5 秒钟的延时, 即当引风机变频与工频状态消失时, 该状态不立即发出, 延时5秒钟的时间, 等待切换完成。

4.2.2.2 引风机RB逻辑

机组运行过程中, 当RB功能投入时, 当有一台引风机处于非变频、非工频的状态时, 将触发引风机RB。 为了避免切换瞬间发生引风机RB。 需要对引风机变频与工频运行状态的相关逻辑, 加5 秒钟的下降沿脉冲, 即当引风机变频与工频状态消失时, 该状态不立即消失, 维持5 秒钟的时间, 等待切换完成;如果切换不成功, 那么在RB功能投入的情况下, 将触发引风机RB, 该修改逻辑在ABCS和BBCS站完成。

4.3 引风机顺控逻辑修改

将引风机变频或工频运行状态分别替换引风机启动步进条件、引风机停止步进条件、引风机、引风机紧急停止、送风机紧急停止、送风机启动许可逻辑页中的引风机运行状态信号。 并将引风机变频运行状态信号和引风机工频运行状态信号采用硬接线的形式引入INT控制站作为引风机跳闸的判断条件。

4.4 引风机炉膛负压自动调节控制回路改进

原有组态设计采用两静叶用一个PID调节的两设备平衡输出的方式, 即两个静叶的调节只有一个PID调节器, 两者之间的不平衡用B静叶的偏置来实现的, 一个静叶输出变化了, 则另外一个也产生相应的变化以保证总开度不变。引入变频器节能改造后, 存在着采用一个PID会造成无扰动切换的跟踪复杂无法实现, 因此我们设计4 个PID分别控制A引风机变频器转速、B引风机变频器转速、A引风机静叶、B引风机静叶, 各自跟踪自己的开度保证手自动切换, 或者变频器和静叶之间的切换无扰动, 并且在变频器出现故障退出运行时, 在工频状态下, 静叶仍可以投入自动运行。 同时, 为了防止在变频切至工频时, 引风机过流保护动作, 还设计了静叶挡板回关的控制逻辑, 涉及到的主要逻辑修改情况如下:

4.4.1炉膛负压控制逻辑2

●改动前

引风调节器跟踪

①两台引风机均未投自动时

②当引风机RB时, 如果A引风机自动时, 且其开度大于94%, 而B引风机开度小于2%等条件全部具备。

③当引风机RB时, 如果B引风机自动时, 且其开度大于94%, 而A引风机开度小于2%等条件全部具备。

④防内爆超驰关:当MFT动作时, 发20秒脉冲。

⑤防内爆复位:当MFT动作时40秒后, 复位。

● 改动后

原逻辑是调节系统共用一个PID调节器, 现已改为静叶与变频部分各有自己的PID调节器, 实现自己的跟踪。 同时该页增加了炉膛负压高低的判断及引风机闭锁增减逻辑。

4.4.2炉膛负压控制 (变频)

●改动前

①炉膛压力偏差太大, 采用的是当RB发生时, 屏蔽炉膛压力偏差太大 (负压设定值与测量值之差) 的报警 ( 300Pa) 。

②炉膛压力偏差大, 负压设定值与测量值之差的报警 ( 200Pa) 。

③引风PID调节部分:采用的是一个PID调节器对炉膛负压偏差进行PID运算, 运算的结果作为引风PID调节的输出。

● 改动后

保留前两条;

取消共用PID调节器, 本页设置两台变频器的PID调节器, 引用的前馈量为一次风机启停对引风的前馈、 磨煤机启停对引风的前馈、 送风调节对引风的前馈。 增加引风机RB时, 根据经验一般为未跳闸的开度或者转速增加为原有跳闸前的1.5 倍的逻辑。 增加引风机修正系统, 其采用的是当两台引风机调节自动运行时, 对PID入口的偏差缩至原有值的0.7 倍进行调节, 当一台引风机调节自动运行时, 对PID入口的偏差值不做处理进行调节。 ( 图5)

4.4.3炉膛负压控制 (静叶)

●改动前

该页采用的是两设备的平衡输出方式, 即两个引风调节只有一个PID调节, 两者之间的不平衡用其中一台调节的偏置来实现的, 一个静叶输出变化了, 则另外一个也产生相应的变化以保证总开度不变。

● 改动后

取消了全部平衡逻辑, 该页设置了两台静叶挡板的PID调节器, 其调节方式等同于变频调节方式, 并加入引风机修正系数逻辑。 ( 图6)

4.4.4 A (B) 引风机输出

●改动前

①引风机A ( B) 静叶调节指令, 在此页完成了A ( B) 引风机手自动切换功能。

②引风机A (B) 静叶调节自动状态及许可条件的判断。

●改动后

将逻辑页更名为A ( B) 引风机变频输出, 将A ( B) 引风机变频调节的手自动输出逻辑做到该页, 并加入了变频调节自动状态的判断及许可条件的判断。 ( 图7)

4.4.5 A ( B) 引风机静叶挡板

此页为新增加的逻辑页, 设置了A ( B) 引风机静叶挡板的手自动控制逻辑, 当引风机由变频切至工频运行时, 将引风机在变频状态下的开度, 换算成静叶调节时所需的大致开度, 该系数的确定, 依据在变频状态下变频器与引风机不过流的前提下, 变频的最大开度为82%, 在工频状态下静叶的最大开度为70%, 最终确定为45%。 ( 图8)

4.4.6 风量调节1 中控制逻辑变更

风量调节1 中, 送风调节中采用了当引风机RB发生时, 将引风的PID输出经过一比例运算对送风有一前馈, 因为送风机送前馈给引风机、引风机又送前馈给送风机, 本身就存在震荡的因素, 因此风量系统中只是把送风量作为引风的前馈, 进行解耦控制, 以免影响燃烧。 送风机的调节修改, 去掉引风机的前馈。

5 变频改造后的节能效果

由表1 可见, 按机组年平均80%负荷率及年运行小时数7428计算, #6 机组两台引风机正常运行的工作状态一年节省的耗电量:390 KWh×7428 小时=2896920KWh, 每年可节约人民币2896920KWh×0.32 元 (上网电价) =92.7014 万元。

结束语

现阶段, 在能源日趋紧张、生产成本居高不下的条件下, 依靠科技进步, 加大节电力度, 最大限度降低电力消耗, 是电力企业提高经济效益、建设节约型企业的内在需要和必然选择。 而变频改造无疑是实现这一目标的重要内容。 高压变频调速控制作为一种新型的调速方法, 其性能优于其它调速方式, 是现代化大型电厂广泛采用的一种节能控制手段。 风机变频改造促进了企业经济效益的明显提高, 并且它以高性能、高可靠性和调节的灵活性以及操作的简便性, 赢得了运行人员的认可, 得到了大力推广。

参考文献

[1]孙永再, 冯连根, 李军娟.高压变频器在电厂锅炉一次风机上的改造实践[J].电力技术, 2008.

[2]王金辉.火电厂引风变频改造及其自动控制系统的设计[C].科技信息 (学术版) , 2007.