高壓變頻器如何應用在熱電廠鍋爐恒壓供水上？
發布時間：2019-08-02 16:23:07來源：
我國大型異步電動機應用變頻調速剛剛起步，可是，國外已經廣泛使用，而且隨著電力電子器件的發展，高壓變頻裝置的型式也是多種多樣。按拓撲結構分就有IGBT直接串聯型，三電平型和多單元串聯電壓疊加型等。
通過長期的運行實踐可以發現：大功率風機、水泵等需調速的設備運用高壓變頻調速系統驅動表現出良好的經濟效益、其可靠性也得到保證。而且,變頻調速以其優異的調速、起動和制動性能、易于自動化控制、高效率、高功率因數、良好的節電效果及廣泛的適用范圍等優點被國內外公認為是比較有發展前途的調速方式
在低壓變頻器驅動的低壓電動機進行節能改造后，驅動大型水泵和風機的高壓大功率電動機的節能改造正在以驚人的速度推進，高壓變頻器、內饋調速等多種高壓電動機的調速方法發展迅速，特別是高壓頻器以良好的調速性能和較高的效率得到了廣大客戶的認可。
二、工況
某集團是世界輪胎20強、全國三大輪胎生產廠家和全國1000戶比較大工業企業之一。擁有橡膠、水泥、機電和電廠等分公司，其中電廠有兩個15MW的發電機組和一個30MW的發電機組，除了給自主產供電、供氣外，還給市區供曖、供電。15MW的兩個發電機組共有三臺鍋爐組成，三臺鍋爐的給水泵由四臺355KW/10KV的高壓電機驅動，正常運行的時候是三用一備。
經過多方的研究和論證，將鍋爐給水泵由原來的閥門調節改為變頻調速恒壓給水。考慮到壓力變化差不大，只將2＃給水泵進行變頻節能改造。
經過多方的研究和論證，將鍋爐給水泵由原來的閥門調節改為變頻調速恒壓給水。考慮到壓力變化差不大，只將2＃給水泵進行變頻節能改造。
三、改造方案
近兩年，高壓變頻器發展迅猛，涌現出生產高壓變頻器的大小廠數十家。但是，各廠家的主拓撲結構都相差無幾。通過各種途徑的考察與比較，某集團比較終選擇江蘇力普電子科技有限公司的自主研發、生產的多單元串聯的高─高形式的LP—HV系列高壓變頻器，這種結構的高壓變頻器具有良好的輸入、輸出波形，非常高的性價比，可靠性高，即便個別單元有故障，也可將其所在的一組單元旁路，降頻使用。這對于風機、水泵的運行特性具有相當的可靠性。
下面是LP-HV系列高壓變頻器主回路原理圖：
以下是輸入、輸出電流波形圖和輸出電壓波形圖。
(一)根據現場情況和可具備的各種條件，決定采取以下改造方案：
1. 2＃給水泵采用一拖一的方式，因有備用設備未使用工頻旁路系統；
2. 從母管上取壓力變送器的4~20mA電流信號作為反饋，給定頻率根據用戶從DCS系統直接給定；
3. 運行信號、停止信號從DCS系統給定；
4. 高壓變頻器的狀態信號從變頻器的控制柜里送到DCS系統，以便實時觀察；
5. 改造后的母管壓力值達到工藝要求6.8MPa以上；
6. 將每臺水泵的旁通閥關閉，用高壓變頻器調節高壓電機的轉速來調節所需的流量。
(二)閉環控制：
將各泵的旁通閥關閉，利用變頻系統自帶的PID功能實現的閉環控制，由DCS給出給定連續可調的4~20mA對應0~10MP壓力，由母管上的壓力變壓器0~10MP壓力信號對應4~20mA反饋給變頻器，通過PID功能來控制輸出轉速的高低，實現自動調整給水流量的目的。
四、效益分析
根據水泵的運行特性 ，流量與轉速成正比，電機的功率與轉速的立方成正比，即，因此，當然用水量降低的時候可以用降低電機的轉速來滿足生產需，而無需再用閥門調節，如此就可以省下用閥門調節損耗的電能了。以下是2＃水泵變頻改造前和改造后的數據對比（采集一個月的數據，得出平均值，每月按30天計算，每年按330天計算）：
| 項目 | 功率(kW) | 電費(元) | 出口壓力(MPa) | 平均日用電量(kW.h) | 平均年用電量(kW.h) | 平均年省電量(kW.h) | 平均年節省電費(元) |
| 改造前 | 355 | 0.52 | 8.0 | 7647 | 2523510 | - | - |
| 改造后 | 355 | 0.52 | 7.0 | 5739 | 1893870 | 629640 | 327412.80 |