一、概述
阜康熱電有限責(zé)任公司（前身是梅河口熱電廠于2003年改制，位于吉林省西部），始建于1992年，有3臺(tái)75t立式旋風(fēng)爐，2臺(tái)12MW發(fā)電機(jī)組。自2003年起陸續(xù)新上1臺(tái)75t鏈條爐，4臺(tái)75t循環(huán)流化床鍋爐。2005年中期，我公司5#、6#鍋爐引風(fēng)機(jī)和一次風(fēng)機(jī)采用北京合康億盛科技有限公司的高壓變頻器，并在同年12月投入使用，至今運(yùn)行穩(wěn)定。同時(shí)對(duì)原有的熱控系統(tǒng)進(jìn)行了大量的改造升級(jí)，將原來(lái)的電單元組合儀表（常規(guī)儀表）系統(tǒng)改成分散控制系統(tǒng)（DCS），DCS為上海華文自動(dòng)化系統(tǒng)工程有限公司的HPCS-3000系統(tǒng)。下文以引風(fēng)機(jī)變頻器的應(yīng)用為例對(duì)其進(jìn)行節(jié)能和與計(jì)算機(jī)接口方面的分析。
二、運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境
應(yīng)用于我廠引風(fēng)機(jī)的合康高壓變頻器安裝于鍋爐和灰?guī)熘g。因?yàn)榛覊m特別大，溫度特別高，長(zhǎng)期運(yùn)行在60~70℃之間，每年需清掃兩次控制柜的濾網(wǎng)，除塵方式是手動(dòng)吹灰，但是灰塵仍然很大，2008年準(zhǔn)備進(jìn)行排風(fēng)除塵改造。
三、能效分析
北京合康億盛科技有限公司高壓變頻器的型號(hào)是HIVERT-Y06/061，其產(chǎn)品規(guī)格和各項(xiàng)性能指標(biāo)參數(shù)如下表一至表四。
表一 產(chǎn)品規(guī)格
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額定容量（kVA） P0
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630
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輸入電壓(kV) Ui
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6
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額定輸入電流（A） Ii0
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61
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額定輸入頻率（Hz）
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50-60
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適配電機(jī)容量（kW） PD
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500
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額定輸出電壓（kV) Uo
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6
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額定輸入功率因數(shù) COSφi
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≥0.96
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輸出頻率范圍（Hz）
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0-50
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表二 與高壓變頻器配合的電動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)
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型號(hào)
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Y450Z-6
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頻率（Hz）
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50
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功率（kW）
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500
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功率因數(shù)COSφ
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0.85
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額定電壓(kV)
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6
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接法
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Y
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額定電流（A）
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59.9
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環(huán)境溫度
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40℃
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絕緣等級(jí)
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F
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轉(zhuǎn)速r/min
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985
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表三 高壓變頻器運(yùn)行時(shí)的技術(shù)參數(shù)
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運(yùn)行頻率（Hz）
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37.59
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設(shè)定頻率（Hz）
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37.59
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運(yùn)行轉(zhuǎn)速r/min
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751
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壓力
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0
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輸入電壓（kV)
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6.219
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輸入電流（A）
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25.66
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輸出電壓（kV)
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4.733
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輸出電流（A）
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40.07
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表四 電動(dòng)機(jī)工頻運(yùn)行時(shí)的技術(shù)參數(shù)
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額定電壓（kV)
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6.3
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運(yùn)行電流（A）
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50.3
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運(yùn)行轉(zhuǎn)速r/min
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985
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額定電流（A）
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59.9
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運(yùn)行時(shí)的功率因數(shù)
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0.90
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運(yùn)行頻率（Hz）
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50
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絕緣等級(jí)
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F
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額定容量（kW）
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500
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變頻運(yùn)行器時(shí)的輸入功率：P入=6.219*25.66*0.96=265（kW）
工頻時(shí)的功率： P工頻=6.3*50.3*0.85=466（kW）
四、節(jié)能效果分析
節(jié)能效率：η=（466-265）/466=43%
圖一 高壓電機(jī)工頻啟動(dòng)和變頻啟動(dòng)的曲線圖
五、變頻器可操作性分析
從機(jī)組操控設(shè)備來(lái)看高壓變頻器，其穩(wěn)定的性能是用戶購(gòu)買時(shí)普遍關(guān)注的。同時(shí)，由于其拖動(dòng)的設(shè)備多是對(duì)機(jī)組運(yùn)行工況進(jìn)行調(diào)整的，比如引風(fēng)機(jī)是調(diào)節(jié)爐膛負(fù)壓的設(shè)備、送風(fēng)機(jī)是調(diào)節(jié)鍋爐爐膛氧量的設(shè)備，排粉機(jī)是鍋爐燃燒煤粉輸送的動(dòng)力等等，因此高壓變頻的應(yīng)用過(guò)程中，其可操作性是另一個(gè)很重要的指標(biāo)。
從我廠的使用經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，北京合康億盛科技有限公司生產(chǎn)的高壓變頻器，在與分散控制系統(tǒng)（DCS）的接口上比較方便，可操作性較強(qiáng)，對(duì)給定和反饋狀態(tài)的方式和手段比較完備（頻率指令給定）。其監(jiān)控信號(hào)包括變頻電機(jī)的實(shí)際工作頻率、一次開關(guān)側(cè)的電流、電壓等模擬量信號(hào)，以及遠(yuǎn)程的啟動(dòng)、停止、故障報(bào)警、緊急停車等開關(guān)量信號(hào)；給定的指令是標(biāo)準(zhǔn)的4~20mADC信號(hào)，應(yīng)用中其調(diào)節(jié)精度是0.2%，分辨率0.01Hz。指令輸出后，變速過(guò)程為平滑穩(wěn)定的漸進(jìn)指令值，無(wú)任何的信號(hào)抖動(dòng)。同時(shí)接近低轉(zhuǎn)速時(shí)，動(dòng)力運(yùn)轉(zhuǎn)很平穩(wěn)，因此，運(yùn)行的參數(shù)調(diào)節(jié)也就可調(diào)，穩(wěn)調(diào)了。預(yù)期在燃燒自動(dòng)調(diào)節(jié)這個(gè)技術(shù)較復(fù)雜的控制難點(diǎn)上，其穩(wěn)定的可調(diào)性，為自動(dòng)調(diào)節(jié)的實(shí)現(xiàn)提供了強(qiáng)大的支持。
值得一提的是，由于變頻器的諧波干擾比較大，所以在與DCS的接口上，主要是模擬量信號(hào)指令和反饋，應(yīng)該加信號(hào)隔離，避免諧波干擾DCS傳輸?shù)哪M量信號(hào)。這是應(yīng)用過(guò)程中必須要重視的問(wèn)題。
圖二 高壓變頻與DCS的接口圖
六、結(jié)論
北京合康億盛科技有限公司型號(hào)為HIVERT-Y06/061的高壓變頻器在阜康熱電責(zé)任有限公司運(yùn)行3年來(lái)，其性能穩(wěn)定、節(jié)能效果明顯，可以根據(jù)鍋爐的燃燒情況進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)，大大提高鍋爐的穩(wěn)定性，并且節(jié)煤效果很好，提高了運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。
在鍋爐引送風(fēng)的燃燒系統(tǒng)中應(yīng)用高壓變頻器能節(jié)能降耗，是國(guó)家大力提倡節(jié)能降耗政策不可缺少的技術(shù)手段。除此之外，變頻器對(duì)鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行也起著決定性的作用。根據(jù)高壓變頻器的性能及工作原理，可以廣泛地應(yīng)用在電力、冶金、石化、水泥、礦山等需要用到高壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)的各個(gè)行業(yè)，當(dāng)然也包括象阜康熱電有限責(zé)任公司這樣的熱電行業(yè)。