变频协调控制技术在引风变频系统改造中的应用
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变频器改造技术在锅炉引风节能工程中的应用研究摘要:为了减少溢流和节流损失,提高系统运行的经济性,变频器开始了改造技术的探究,本文主要以变频器改造技术在锅炉引风中的应用,探讨变频器改造技术的节能功效。
关键词:变频器改造技术锅炉引风节能工程应用1 变频器概述高压交流变频调速技术,技术和性能胜过其它任何一种调速方式,给使用者带来了极大的便利和快捷的服务,使之成为企业采用电机节能方式的首选。
锅炉引风机采用挡板调节方式,由于这种原始的调节方法仅仅是改变通道的流通阻力,而驱动源的输出功率改变不大,节流损失相当大,浪费了大量电能。
致使厂用电率高,供电标煤耗高,发电成本不易降低。
同时,电机启动时会产生5~7倍的冲击电流,对电机构成损害。
风机系统自动化水平低,不能及时调节,运行效率低。
我公司正采用该技术对4台引风机进行改造,以减少溢流和节流损失,提高系统运行的经济性。
变频控制为一拖一手动方案,每台风机配备一台变频器。
变频调速系统可由现场主控系统进行协调控制,根据运行工况按设定程序,实现对电动机转速控制。
2 改造过程中遇到的实际问题主要问题有:通过考察,变频器室采用了全密封冷却方式,改变了变频器厂家的抽风式冷却方式,解决了变频器在运行过程中受灰尘和温度影响而频繁跳闸的难题。
由于变频器室在四楼,变频器较重,又没有变频器的基础图及电缆走向图,通过专业人员的现场勘察、确认,确定了变频器在楼板上的安全位置。
机柜FBM卡件问题,1#机充分利用冷渣器改造后节余的卡件;2#机冷渣器还未改造,只能把现场各测点尽量合理分配,满足控制系统安全性、可靠性的要求。
因要保留引风机工频运行控制方案,风机大联锁控制逻辑进行了大量的改动,经调试,风机在变频或工频运行状态,其保护动作正确、可靠。
变频控制方式下,通过现场调试整定控制系统PID参数,难度系数极大,我方人员经过长时间连夜调试,1#、2#机组炉膛负压控制系统的品质指标比原来有很大提高。
变频器与锅炉的联合调试,我们没有请调试所来调试,自己出方案,自己调试,而且得到了很好的效果,为公司节约了不少的资金。
浅谈变频技术在风机节能改造中的应用一、变频技术的原理变频技术是指通过改变电源频率来控制电机转速的技术。
在传统的交流电机中,电源的频率是固定的,因此电机的转速也是固定的。
而通过变频技术,可以改变电源的频率,从而控制电机的转速,实现对电机速度的精准控制。
变频技术主要由变频器、电机和控制系统三个部分组成。
变频器是变频技术的核心设备,它可以根据控制系统发送的指令,改变电源的频率,从而控制电机的转速。
变频技术可以实现电机的软启动、恒定转矩输出和瞬时停机等功能,能够有效提高电机的运行效率,降低能耗。
二、风机节能改造的意义在工业生产中,风机是一个重要的能源设备,广泛应用于通风、送风、排烟等环节。
在风机的运行过程中,由于电机的固定转速以及传统的风门调节方式,常常导致风机运行效率低下,能耗大。
风机节能改造成为了一个重要的议题。
通过风机节能改造,不仅可以降低能耗,减少生产成本,还可以减少对环境的污染,实现可持续发展。
1. 风机变频调速系统通过在风机电机上安装变频器,可以实现风机的变频调速。
在风机的运行过程中,通过改变电源的频率,可以实现对风机转速的精准控制,从而实现风机的节能运行。
通过变频调速系统,还可以实现风机的软启动和瞬时停机功能,有效避免了电机长时间启动过程中的电压冲击和电流冲击,保护了电机设备,延长了设备的使用寿命。
2. 风机气动性能优化通过变频技术,可以对风机进行气动性能优化。
传统的风门调节方式往往无法准确控制风机的输出风量,通过变频技术可以实现对风机转速的精准控制,从而实现对风机输出风量的精确调节,达到最佳运行状态。
通过气动性能优化,可以最大限度地提高风机的运行效率,降低能耗。
3. 节能效果与经济收益通过变频技术在风机节能改造中的应用,可以实现风机的节能运行。
根据实际数据显示,采用变频调速系统后,风机的能耗可以降低20%~60%,节能效果显著。
风机的运行稳定性得到了提高,减少了设备的维护成本。
在风机节能改造中,虽然需要一定的投资成本,但是由于节能效果显著,可以在数年内收回成本,并且在以后的运行中获得长期的经济收益。
高压变频技术在引风机改造中的应用结合济三电力有限公司超低排放改造项目,从设备选型、变频器优点、逻辑控制、调试中问题、经济性多方面进行分析和总结,针对调试中出现指令反应延迟等问题,提出了设备优化和运行方面的意见.采用高压变频技术对锅炉引风机进行调速改造后,实现了“软启停”,延长了设备使用寿命,取得了较明显的经济效益,对大容量电机变频改造具有一定的参考价值.标签:高压变频;调速;功率单元;引风机1引言济三电厂采用的是哈尔滨锅炉厂440T循环流化床锅炉,配置2台引风机,改造前电机功率为1250kW,额定电压为6kV,6kV开关为陕西宝光KYN44-12-1600A型真空开关(CT:300/5A;综保:南瑞RCS-9626CN)。
机组运行时引风量由DCS系统根据锅炉负荷自动调节开度进行控制,机组进行半干法超低排放改造后,在引风机与原布袋除尘器出口之间增加了脱硫塔及超净布袋除尘器设备,增加了阻力,同时增加了引风机能耗,因此必须对引风机进行改造,以降低能耗,提高设备运行可靠性,该变频器改造项目就是在这种背景下提出来的。
2设备选型高压变频装置选型时营关注以下几个方面:(1)可靠性.高压变频调速改造的前提是要确保机组运行的可靠性和稳定,否则节能无从谈起.因此,需要对变频器功率单元、冷却系统及故障诊断等方面进行分析和对比。
(2)输入的电压波动范围宽.电厂因备用电源投入、大容量电机直接启动等原因,有可能导致厂用电压波动较大,因此就要求变频器能够在较宽的电压范围内连续稳定运行。
(3)输出波形及对电机适用性.输出谐波对电机的影响主要有:引起电机附加发热,导致电机的额外温升,电机往往要降额使用,谐波还会引起电机转矩脉动,噪音增加。
(4)国产品牌和进口品牌.随着国内高压变频器行业的迅速发展,国产主流高压变频器在功能、可靠性等方面已经达到国际水平,在成本和服务方面则占据很大优势。
基于以上考虑,经公开评标,最后中标产品为新风光公司变频器。
变频调控技术在煤矿运输机中的运用引言:一、变频调控技术的定义变频调控技术是通过改变电源频率来实现电机的转速调整。
它可以将电源的交流电转化为直流电,并通过变频器进行调控,进而使电机实现控制运转。
变频调控技术在机械设备中的应用非常广泛,能够提高设备的控制精度和系统效率,实现可持续发展。
二、变频调控技术的原理变频调控技术的原理主要是通过改变电源的频率来控制电机的转速。
变频器是变频调控技术的核心设备,其内部包含了一个整流器、一个滤波电路、一个逆变器和一个控制电路。
电源交流电首先经过整流器变成直流电,然后经过逆变器逆变成交流电,控制电路通过改变逆变器输出的频率来实现对电机的调速。
三、变频调控技术在煤矿运输机中的应用1.提高系统效率传统的煤矿运输机使用的是直流技术,存在能量转化损耗大、系统效率低等问题。
而引入变频调控技术后,可以通过控制变频器的输出频率来调整电机的转速,实现与负载匹配,并提高系统效率。
同时,变频调控技术还可以通过对电机的定子电流、电压进行调整,进一步提高系统的效率。
2.实现高效节能煤矿运输机作为一个高能耗设备,能源的消耗直接关系到运输效率和运行成本。
通过引入变频调控技术,可以根据不同的载荷情况对电机的转速进行调整,从而实现高效节能。
变频器还可以根据电机的负载要求实时调整电机的功率输出,最大限度地减少能量的浪费,实现节能运行。
3.提高控制精度煤矿运输机在运行过程中需要根据实际情况进行速度调整,以确保运输的平稳、稳定。
传统的直流技术在控制精度方面存在一定的限制。
而变频调控技术可以根据运输机的需要,通过改变电机的转速来实现运输速度的调整,提高控制精度。
4.减少噪音与环境污染直流技术在工作过程中往往会产生较大的噪音,对工作环境和周围环境产生一定的干扰。
而变频调控技术能够通过调整电机的转速来减少噪音的产生,并降低对环境的污染。
结论:随着煤矿运输机行业的发展,传统的直流技术已经不能满足其高效、节能和环保的需求。
中国科技期刊数据库 科研2015年23期 83论高压变频协调控制技术在发电厂引风变频系统改造中的应用研究刘金梅1刘 刚21.重庆同兴垃圾处理有限公司,重庆4007092.重庆三峰环境产业集团有限公司,重庆 400709摘要:发电厂引风系统的改造是通过高压变频技术来实现的,通过对成功案例的分析探讨,从改造工程的原理、原则、技术特点、目的等方面来阐述运用新技术方法来改造引风系统,实现系统运行的节能降耗的目的,使系统操作更加简便、更具有安全可靠性,非常值得推广。
关键词:高压变频;协调控制技术;引风系统;电厂 中图分类号:TM921.51 文献标识码:A 文章编号:1671-5780(2015)23-0083-011 问题的提出以同兴垃圾焚烧发电厂为例。
该电厂中,垃圾焚烧日处理能力为600吨/条·天,配两台蒸发量为58.39吨/小时的余热锅炉、两套发电负荷为1.2万千瓦的汽轮发电机组及配套的炉渣、飞灰、烟气、处理系统设备。
在运行过程中,为了保证机组节能降耗的目标能够更好地实现,同时有效提高引风机设备的工作效率和降低挡板的调节损失,经过相关部门的长期实践,最终确定选用在目前的电厂引风系统改造项目中稳定性能好,同时具有较高的安全性的高压变频协调控制技术。
2 一次动力方案介绍充分依据项目现场的实际情况,对电厂机组中的引风系统进行了系统而全面的分析,并依据“保证系统的安全、使系统结构合理、使操作更加简便,同时改动量要做到最小”等原则,为现场提供了一套全新的手动切换旁路方案。
在隔离开关的QS12和QS13之间有着电气和机械双重闭锁的关系,能够有效地防止高压变频器的输出侧以及10kV 的电源侧短路现象的发生。
当系统中引风机需要变频运行时,只需要对变频器的开关QS11和QS12进行闭合操作即可实现。
当引风机需要工频运行时,需要停止引风机同时闭合开关QS11和QS12,然后闭合旁路开关QS13即可实现引风机的工频运行。
本科生毕业论文( 2012 届)学生姓名张公平院(系)武汉理工大学独立本科段专业机电一体化学号014210110813导师祁小波王生软论文题目 PLC、变频器在中央空调冷却水泵节能循环控制中的应用摘要在传统的中央空调系统中,冷冻水、冷却水循环用电约占系统用电的12%~14%,并且在冷冻主机低负荷运行中,其耗电更为明显,冷冻水、冷却水循环用电约达30%~40%。
因此对冷冻水、冷却水循环系统的能量自动控制是中央空调节能改造的重要组成部分。
本文着重介绍PLC、变频器在冷却水泵节能循环方面的应用。
中央空调采用变频调速技术,使电机在很宽范围内平滑调速,可将所有节流阀去掉,使管道畅通,可免去节流损耗。
通过改变电机转速而改变水的流速,从而改变水的流量,达到制冷机的正常工作要求和平衡热负荷所需冷量要求,从而达到节能的目的,电机的变频调速系统是由PLC控制器进行切换和控制的。
关键词:PLC 变频器冷却水泵节能ABSTRCTIn the traditional central air conditioning system, freezing water, cooling water circulation electricity accounts for about 12% ~ 14% of the ele ctricity system, and in the frozen host low-load running, the power consumption is more apparent, freezing water, cooling water circulation electricity about to reach30% ~ 40%.So to freezing water, cooling water circulation system of energy automatic control is central air conditioning is an important part of the energy saving transformation. This paper introduces the P L C, inverter in cooling water pump energy saving circulation applications. The central air conditioning by inverter technology, make motor in a wide range smooth speed, can remove the entire throttle, make the pipeline flow, can free throttling loss. Through the change the motor speed and change in water velocity to change the flow of water to the normal work of the chiller requirements and heat load balance required cold quantity requirements, so as to achieve the purpose of saving energy. The motor is variable frequency speed regulation system by PLC controller and the control of the switch.Keywords:PLC converter cooling wa t er pump energy saving引言经济的发展和人民生活水平的日益提高,中央空调系统已广泛应用于工业与民用建筑域,如宾馆、酒店、写字楼、商场、厂房等场所,用于保持整栋大厦温度恒定。
应用科技变频技术在杨庄电厂锅炉引风机上的应用李菜保(淮北矿业集团杨庄煤矸石热电厂,安徽淮北235025)E}商要]本文阐述了高压交流变频器在电厂的应用。
其具有节能,启动能耗低,调速范围宽,可实现无极调速。
动态响应速度快,调速’精度很高,操作简便,可靠性高,基本上无雏护量,成为扬庄电厂电机节能方式的首i‰,陕键词]高压变频;节能;锅炉引风机通过对杨庄电厂引风机电机这几年来的用电情况分析,锅炉引风机存在很大的节能空间。
根据分析和研究后,电厂的锅炉引风机采用H I N V一06V/630B高压变频器,进行变频改造,每年可以节约大量电能。
变频节能改造后可以创造非常可观的经济效益和息凇效益。
1电厂选用的H IN V型高压变频调速系统的工作原理1.1变频工作原理图供电电压经主变压器隔离移相后为功率单元供电,每个功率单元为一个单相交一直一交电压型逆变器,单元串联星接后形成三相变频电源给高压电动机供电。
主变压器采用移相整流方式,输入功率因数高,输入电压电流谐波小。
无需任何功因补偿和谐波抑制装置。
电动机谐波损耗小,转矩脉动小,无明显电动机噪声。
电动机不需降额使用。
………。
.矗一…”垆…./‘¨呼{…t;一}j“簪’}。
r每1盼≤篓辫缴i!黛誊12功率单元原理图功率单元采用三相交流输入,整流滤波后形成直流电压,经逆变后输出脉宽调制电压。
功率单元控制板由驱动电路、监测保护电路、光纤通信电路、单元旁路电路和控制电源组成。
运行中功率单元故障时,变频器可将故障单元自动旁路并继续运行,等情况允许时再停机排除故障。
-遵盛-蔓剐宰{萨≥弈’事t事;{:l、f、;{碱铤盎蝣2节能分析根据风机学的知识,流量、扬程和消耗的能量之间有下面的关系:卺池:风机的流量和电丰滕速成正比一14121--1z%㈡2:风机的全V2、112’压和电机转速的平方戍正比;鲁%(詈)3:风机消耗的轴功率跟电机转速的立方成正比;电机转速公式:n=』!;竺(1一s o由以上参数关系±,可知当系统采用变频调节时,直接通过改变频率来改变电动机的转速来满足不同工况的需求。
引风机电机变频改造项目设计方案
一、项目需求
1、变频调速改造的主要目的:
(1)提高风机电机的运行效率,节约能耗;
(2)改善煤矿的环境状况,减少煤矿粉尘污染;
(3)提高风机电机的运行稳定性,达到自动调节风量的效果。
2、变频调速系统采用Simens的变频调速器,具有良好的调速性能、优异的可靠性和安全性。
二、解决方案
1、配电系统
(1)风机电机原来采用20KW的高压抽风机,原来的配电系统是直流电压380V,额定电流32A。
为了满足变频调速系统的工作参数,现约定改造后的配电系统采用三相配电,电压采用交流电源,电压为220V,额定电流为32A。
(2)变频调速系统的总电功率为20KW,为了满足运行要求,配电箱应配备足够的断路器,并配有保护电路。
2、变频系统
(1)变频调速系统因其易于操作和性能稳定性强等优点,采用Simens的变频调速器。
(2)电源线采用4米长的8芯控制线,型号为KSYZ-4*0.5,线径为50mm2,两端应分别接备有接地标记的插头和插座。
(3)变频操作面板应装设在电机侧的控制室内,以便于操作工作人员进行故障检查和调节。
三、通讯控制系统
(1)变频调速器采用网络技术。
变频调速控制技术在水泵系统中的应用水泵是现代社会中不可或缺的设备,它广泛应用于建筑物、污水处理、农业灌溉等领域。
传统的水泵系统通常采用固定速度电机,需要根据不同的工作需求手动调节水泵的流量和压力,这种方式受到很多限制,效率低下,费用高昂。
而利用变频调速控制技术来实现水泵系统的升级和改造,不仅可以提高水泵的效率,降低能耗、减少环境污染,而且可以提供智能化的控制方式,使水泵具备更广泛的应用领域。
一、变频控制调速技术的原理和应用变频调速技术是一种通过调节电机转速来控制机器工作的一种先进技术。
其原理是将输入的电源交流电信号转化为直流电信号后,再将变频器中的先进控制电路对直流电进行变频,将变频后的交流电信号再送往电机进行控制。
在水泵系统中,变频调速技术可以根据需要调节电机转速,从而控制水泵的流量和压力。
通过变频调速技术,我们可以在水泵系统中实现以下功能:1.可实现高精度的调速控制。
变频器可以对电机的转速和输出功率进行精确的控制,从而更好地保证了水泵系统的运行效率。
2.可实现高效节能的水泵系统。
通过变频控制引入高效节能的能源管理理念,控制节能运行,降低能耗,减少能源的浪费,延长设备寿命。
3.可实现智能化的水泵控制系统。
变频调速技术可以实现水泵的自动化控制,不仅可以便于操作,而且可以确保操作的安全性和稳定性。
二、变频调速技术在水泵系统中的应用1.普通水泵的升级改造需要对水泵系统进行改造升级的,常常需要在原来基础上重新设计水泵的结构,来适应新的变频控制调速系统的应用。
首先,需要根据实际情况选用合适的电机和变频器,并进行电气配线。
然后,需要对水泵系统对原有的管路进行检查和改造,使得水泵同新的调速系统能够完美地相互配合。
这样以在投入使用之后能够呈现出一个稳定、高精度、高效的水泵系统。
2.高层建筑的冷却水泵系统建筑物中的冷却水泵系统通常采用固定速度电机,但是在不同的使用场景中,需要水泵输出的流量和压力是不尽相同的,这时用变频控制调速技术可以更好地控制水泵系统的运行。
引风机电机变频改造项目设计预案一、项目背景引风机是工业生产中常用的设备之一,其主要用途是对空气或气体进行引导、输送和排放。
传统的引风机多采用恒速运行模式,无法根据实际需要进行调节,存在能源浪费和运行效率低下的问题。
为解决这一问题,本项目拟对引风机电机进行变频改造,以实现根据实际需求进行调节,提高能源利用效率和设备运行效果。
二、项目目标1.提高引风机的运行效率,减少能源消耗;2.降低设备运行噪音,改善工作环境;3.增加设备的可靠性和使用寿命。
三、项目内容1.引风机电机变频改造:将原有的恒速驱动系统替换为可变频驱动系统,通过控制变频器输出频率实现对电机转速的调节。
采用变频器可以根据实际的生产需求对引风机转速进行调节,能够使引风机在不同负载条件下工作,提高工作效率,并减少能源消耗。
2.电气系统改造:根据实际情况对引风机的电气系统进行改造,保证变频器与电机的正常连接和通信。
对原有的开关、保护装置、控制面板等进行评估和更新以适应新的变频驱动系统的需求。
3.系统联动控制:引风机是工业生产中的一部分,需要与其他设备进行联动控制。
在变频改造的基础上,增加引风机与其他设备的通信控制功能,以实现整个生产线的协调运行。
4.测量与监控系统:引风机的变频改造需要对其工作状态进行监测与测量。
需要安装相应的传感器和监控仪表,获取引风机的运行数据,如温度、转速、压力等,并通过监控系统进行实时监控和数据记录,以便进行运行分析和故障诊断。
四、项目实施步骤1.项目前期准备:搜集引风机的详细参数和技术资料,评估引风机的变频改造可行性。
确定项目实施时程和预算,制定项目计划。
2.设计方案确定:根据实际情况和需求,制定引风机电机变频改造的具体设计方案,包括变频器的选型、电气系统改造、联动控制方式和监控系统的设计。
3.设备采购和制造:根据设计方案,采购相应的变频器和电气元件,并进行组装和调试。
4.安装与调试:对引风机进行变频改造的安装和调试工作,确保装置的正常运行和控制效果。
浅谈变频技术在风机节能改造中的应用1.1 节能改造的必要性风机作为工业生产中常用的设备,在使用过程中通常都采用定速运行的方式。
在实际生产中,由于生产过程的不稳定性和负载的变化,导致风机在维持固定转速的情况下,会出现频繁启动、停机和调速等操作,这将导致风机工作效率低下,能耗增加。
因此引入变频技术进行节能改造,可以有效解决这一问题,提高风机的运行效率,减少能耗。
1.2 变频技术的作用变频技术是通过改变电机的工作频率来实现电机转速调节的技术。
在风机节能改造中,采用变频技术能够使风机的转速随着生产需要进行调节,从而实现节能目的。
通过变频技术,可以有效降低风机的启动电流,减少机械启停带来的损耗,同时也可根据生产负荷的变化,调整风机的转速,保持风机在最佳运行状态,提高整体能效。
1.3 变频技术在节能改造中的优势相比于传统的定速风机,采用变频技术进行节能改造具有以下几点优势:变频技术能够实现电机的无级调速,使得风机在工作中可以按需调节转速,同时也可以提供更高的起动扭矩,减少启动电流,降低电网负荷。
变频技术可以实现对电机的软启动和软停车,减少启停过程中的冲击力,延长风机的使用寿命,减少维护成本。
变频技术可以根据不同的生产需求,调节风机的转速,提高风机的能效,使得风机在工作中能够更为稳定高效地运行。
通过变频技术的应用,可以实现智能控制、远程监控等功能,提高风机的控制精度和可靠性。
变频技术在风机节能改造中的应用能够有效提高风机的节能效果,降低能耗,提高设备的稳定性和可靠性,进而降低企业的生产成本,实现更为可持续的发展。
2.1 某化工企业风机变频节能改造案例某化工企业生产过程中需要使用多台风机进行空气循环,以保持生产车间内气温稳定。
传统的定速风机工作效率低下,且耗能较大。
通过引入变频技术进行节能改造,企业实现了风机的电机转速调节,根据生产负载的变化自动调整风机转速,使得风机工作更为高效稳定,大大降低了能耗。
随着政府和社会对环保政策的不断加强,也将推动企业更加积极地进行节能改造,引入更多的节能技术手段,以实现更为可持续的发展目标。
变频协调控制技术在引风变频系统改造中的应用
北京京丰热电有限责任公司王晓洁北京利德华福电气技术有限公司刘军祥
摘要:本文通过对变频协调控制技术在锅炉引风变频系统改造项目中的实际应用案例,阐述了变频协调控制技术的实现机理、功能及特点。
从全新的角度,诠释了高压变频在系统应用中不对DCS和现场控制逻辑改造,即可实现节能应用的一种新方法。
关键词:变频协调控制技术锅炉引风系统高压变频DCS
一、问题的提出
某100MW机组为380t/h煤粉锅炉,其引风系统主要由两台6kV、800kW高压引风机电机驱动。
为实现机组节能降耗,提高引风机设备效率,减少挡板调节损失;经过多方研究、论证,选用了目前技术成熟、稳定性好、可靠性高的高压变频器作为引风节能改造项目的实施手段。
由于机组DCS经过多次改造,所预留的I/O端口数量已经不能满足引风变频改造乃至今后变频节能改造项目对系统端口扩展和性能的要求。
因此,提出能否采取一种新的方法或手段,可以在不需要对DCS硬件端口和软件控制逻辑改造的情况下,即可实现引风变频系统项目改造呢?
针对上述提出的新课题,在深入研究高压变频应用技术的特点和机组锅炉系统的运行工艺、DCS系统结构等技术层面后,提出“系统级产品设备级应用”的设计理念。
把高压变频应用系统中,用于实现变频器、切换开关、运行方式、调节特性等设备与系统间协调,DCS 不做变更即可实现变频节能改造的控制技术称之“变频协调控制技术”(简称:HCU技术)。
以下通过变频协调控制技术在引风变频系统改造项目中的实际应用,进行全面的技术阐述。
二、一次动力方案
针对现场的实际情况,对机组锅炉引风系统的全面分析,本着“保证系统安全可靠,结构合理,操作简单,改动量小”的原则,为现场提供一拖一工/变频手动切换的旁路方案。
其一次动力系统结构原理如下图一所示:
负压的稳定。
图四:采用HCU技术的引风变频系统结构原理图
HCU将高压变频器、旁路切换装置、高压开关等相关设备整合为一种驱动设备。
即:对DCS而言,不再存在工频/变频运行方式切换,控制对象的转速、开度切换,保护联锁逻辑改造等问题。
而成为一个控制引风机启停、实现其负荷率随机组负荷调整,炉膛负压过程控制量稳定的问题。
由于DCS与引风机控制设备之间的接口未变,因此,DCS内原有的引风机联锁、保护等逻辑仍然有效。
HCU会自动根据运行方式,设备状态等信息自动识别故障点情况和安全等级,保证发给DCS的状态信号正确有效,避免误动、拒动等情况的发生。
在现场的实际工程应用中,将引风高压变频系统作为“一种设备”使用,通过HCU与DCS 接口实现控制功能。
四、实施方案
根据上述引风变频系统的设计原理和实施原则,HCU与DCS的接线原理、端口定义等实施细则如下。
改造前,DCS针对引风机的控制调节端口,连接高压开关、执行机构等控制设备,其接线原理如下图五所示。
改造后,DCS的这些信号引入HCU通过协调控制技术进行信号处理、指令分配、控制对象协调后驱动执行设备运行,具体接线原理图如下图六所示。
由于变频协调控制单元是引风系统的控制核心部分,因此,该设备与变频器一起安装在就地,独立于变频控制系统运行,当变频器出现故障或控制系统出现问题时,HCU仍然能够保证引风系统的工频可靠运行。
当HCU自身出现严重故障时,高压开关、开度执行机构的控制权将自动转接至DCS,恢复原有的DCS控制回路,最大限度的确保锅炉引风系统安全运行。
DCS操作画面不需要变动,仍然是在引风工艺画面中操作引风机启停,操作挡板开度控制风量维持炉膛负压。
但是启动工频还是变频回路则有HCU根据就地旁路柜、变频器等设备的状态判断来实现;同时接受开度控制信号后,将其转变为相同特性的变频转速控制信号,实现锅炉炉膛负压的稳定。
五、系统特点
通过对引风系统采用HCU前后的设计结构和原理等分析比较可以看出,采用变频协调控制技术对引风系统进行改造,可以体现以下主要技术特点:
1) 机组DCS系统具体运行模式和端口数量保持不变,不需要增加硬件构成。
2) DCS原有控制逻辑不变,HCU作为中间过程控制对象以一种操作设备的形式而存在。
DCS系统逻辑组态程序结构简单明了。
3) 系统操作方式基本不变,两台引风机的具体运行模式由HCU自主实现,同时可接受手动干预,运行方式灵活。
4) 采用DCS过程控制框架结构,硬件性能稳定、软件运算功能强大、系统可靠性高;具备与DCS同等的安全系数,完全能够保证引风系统的安全运行。
5) 支持I/O模件在线更换、热插拔,减少故障停机时间。
6) 变频器、旁路柜、引风机高压开关等设备及过程控制有机整合,逻辑处理联贯;安全防护完备、稳定性好。
7) HCU可在CPU或系统完全失电的情况下,将引风机高压开关、执行机构等原工频设备控制权转至DCS控制,最大限度的保证了系统安全可靠性。
六、结束语
通过变频协调控制单元在锅炉引风系统变频改造中的成功应用,充分证明:打破常规思维和应用结构,采取新的方法和手段;同样能够很好的实现变频节能改造的目的。
在项目的实施过程中,节约DCS改造、调试和电缆敷设等项目投资同样体现了节能降耗的主旨,而且在实际的使用中操作简便、运行效果良好。
该项技术在变频应用系统中的应用,具有良好的广泛通用性。
因此,在电力行业的一次风、凝结水、给水、循环水等变频节能项目中推广应用,对提高变频系统安全可靠性、降低投入成本具有重要意义。
作者简介:
王晓洁现任职于北京京丰热电有限责任公司安全生产技术部,担任电气专业工程师职务。
刘军祥现任职于北京利德华福电气技术有限公司,担任技术成套部经理职务。