布袋除塵器羅茨風(fēng)機(jī)變頻改造

山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風(fēng)機(jī)、羅茨風(fēng)機(jī)、回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)等機(jī)械設(shè)備公司，位于有“鐵匠之鄉(xiāng)”之稱的山東省章丘市相公鎮(zhèn)，近年來，錦工致力于新產(chǎn)品的研發(fā)，新產(chǎn)品雙油箱羅茨鼓風(fēng)機(jī)、水冷羅茨鼓風(fēng)機(jī)、油驅(qū)羅茨鼓風(fēng)機(jī)、低噪音羅茨鼓風(fēng)機(jī)，贏得了市場(chǎng)好評(píng)和認(rèn)可。產(chǎn)品和服務(wù)遠(yuǎn)銷全國(guó)各地及東南亞，深受客戶好評(píng)。下面我們看一個(gè)錦工羅茨風(fēng)機(jī)客戶的布袋除塵器羅茨風(fēng)機(jī)變頻改造案例。

鄭州新力電力有限公司#1機(jī)組鍋爐為超高壓中間再熱，自然循環(huán)，煤粉爐，其額定蒸發(fā)量為670t/h。該機(jī)組尾部安裝兩臺(tái)165m2的三電場(chǎng)靜電除塵器，于1995年投入使用。運(yùn)行一段時(shí)間后，除塵效率明顯下降，煙塵排放濃度大，無(wú)法做到達(dá)標(biāo)排放。為了保證電廠的可持續(xù)發(fā)展，鄭州新力電力有限公司決定對(duì)其進(jìn)行改造，將原有的靜電除塵器改造為袋式除塵器。?
火力發(fā)電廠既是電能生產(chǎn)企業(yè)，也是耗能大戶，要提高發(fā)電廠綜合效益，必須降低廠用電率和發(fā)電煤耗。如大家所知，布袋除塵器的清灰壓力主要由羅茨風(fēng)機(jī)或空壓機(jī)來提供。考慮到經(jīng)濟(jì)成本，#1機(jī)組布袋除塵器的清灰壓力選用羅茨風(fēng)機(jī)來提供。在生產(chǎn)中，許多設(shè)備的能耗都與機(jī)組的轉(zhuǎn)速有關(guān)，這些設(shè)備一般都是根據(jù)生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷條件，如最大風(fēng)量和揚(yáng)程進(jìn)行選擇的，但實(shí)際生產(chǎn)中所需的風(fēng)量往往比設(shè)計(jì)的最大風(fēng)量小的多，如果所用的電動(dòng)機(jī)是不能調(diào)速的，通常只能通過調(diào)節(jié)閥門的開度來控制風(fēng)量，其結(jié)果在閥門上會(huì)造成很大的能量損耗，如果不用閥門調(diào)節(jié)，而是讓電機(jī)調(diào)速運(yùn)行，那么，當(dāng)需要的流量減少時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)降低，消耗的能量將會(huì)明顯減少。羅茨風(fēng)機(jī)采用變頻控制后，通過改變電機(jī)轉(zhuǎn)速控制風(fēng)壓，實(shí)現(xiàn)調(diào)整需要，減少節(jié)流損失，最終達(dá)到節(jié)電目的。本文以我公司布袋除塵器羅茨風(fēng)機(jī)變頻改造項(xiàng)目為實(shí)例，采用錦工風(fēng)機(jī)廠家推薦的ABB公司生產(chǎn)的變頻器，說明變頻裝置在電力行業(yè)技術(shù)改造中的廣闊應(yīng)用前景。?
二、改造方案?
羅茨風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行工況：兩臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用。羅茨風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)采用變頻控制方式，在除塵配電間增加羅茨風(fēng)機(jī)變頻控制柜，羅茨風(fēng)機(jī)控制邏輯在DCS系統(tǒng)內(nèi)設(shè)計(jì)編制，實(shí)現(xiàn)了手、自動(dòng)控制及無(wú)擾切換等功能。?
羅茨風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行時(shí)，壓力母管上的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥保持全關(guān)，通過改變羅茨風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)清灰壓力；變頻器出現(xiàn)故障時(shí)，風(fēng)機(jī)跳閘后，手動(dòng)切換至工頻定速運(yùn)行，通過控制壓力母管上的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度來調(diào)節(jié)清灰壓力。?
羅茨風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行向定速切換時(shí)，應(yīng)停運(yùn)羅茨風(fēng)機(jī)，手動(dòng)切換一次回路后，按原啟動(dòng)方式投入運(yùn)行。?
變頻器接入原電氣回路如圖1所示。羅茨風(fēng)機(jī)變頻裝置的手動(dòng)旁路由三把刀閘組成，其中QS2和QS3屬于單刀雙擲刀閘，一個(gè)在合位時(shí)，另一個(gè)必定在分位。?
羅茨風(fēng)機(jī)電機(jī)進(jìn)行變頻改造后，原先DCS系統(tǒng)對(duì)羅茨風(fēng)系統(tǒng)的控制方式發(fā)生了改變，必須對(duì)所有設(shè)計(jì)羅茨風(fēng)系統(tǒng)的順控、自動(dòng)邏輯和畫面進(jìn)行全面修改，增加變頻模式下操作、順控啟停、事故聯(lián)鎖、協(xié)調(diào)控制等功能。?
三、變頻器主要技術(shù)規(guī)范?
1.安裝、投運(yùn)變頻器裝置后原電機(jī)不加任何改動(dòng)可直接應(yīng)用。?
2.主電源故障時(shí)，變頻器在3秒鐘內(nèi)不停機(jī)，一旦主電源重新受電，裝置系統(tǒng)能自動(dòng)恢復(fù)正常工作而無(wú)需運(yùn)行人員的任何干預(yù)，以滿足主電源母線切換的需要。?
3.變頻器內(nèi)部通訊采用光纖連接，以提高通訊速度和抗干擾能力，變頻器內(nèi)部強(qiáng)弱電信號(hào)分開布置光電隔離、鐵殼屏蔽，對(duì)本體控制系統(tǒng)就地控制柜沒有諧波影響，柜內(nèi)設(shè)有屏蔽端子和接地設(shè)施。變頻裝置冷卻系統(tǒng)可靠，考慮冗余配置。單臺(tái)冷卻風(fēng)機(jī)故障不影響系統(tǒng)正常運(yùn)行，并報(bào)警遠(yuǎn)傳到控制室。每一套冷卻裝置拆裝方便，并不影響變頻裝置的安全可靠運(yùn)行。?
4.變頻裝置提供電動(dòng)機(jī)所需的過載、過流、過壓、欠壓、過熱、缺相保護(hù)以及進(jìn)線變壓器的保護(hù)和變頻器過載，變頻器過熱等保護(hù)功能。?
5.變頻裝置動(dòng)力電源和控制電源分開供電，動(dòng)力電源為變頻調(diào)速系統(tǒng)內(nèi)部供電，控制電源獨(dú)立于動(dòng)力電源系統(tǒng)?？刂齐娫垂收蠒r(shí)，變頻器不能立即停機(jī)，能保持運(yùn)行半小時(shí)以上，以便維護(hù)人員處理電源故障。變頻器自備UPS，可維持30min。變頻器可在輸出不帶電機(jī)的情況下進(jìn)行空載調(diào)試，也可在使用380VAC進(jìn)行空載調(diào)試。?
6.當(dāng)母線上電動(dòng)機(jī)成組啟動(dòng)時(shí)，對(duì)變頻器運(yùn)行無(wú)影響。變頻器瞬時(shí)失電后，如果超過5個(gè)周波，變頻器自動(dòng)使輸出功率為零，使電容上的容量輸出時(shí)間較長(zhǎng)。待輸入電壓恢復(fù)正常后，重新提升輸出頻率到給定值，此過程由加減時(shí)間控制，不應(yīng)有初始化時(shí)間。如果失電時(shí)間超過3秒，則變頻器保護(hù)停機(jī)，需要系統(tǒng)復(fù)位后才能重新啟動(dòng)。?
四、經(jīng)濟(jì)效益分析?
（一）直接經(jīng)濟(jì)效益?
鄭州新力電力有限公司#1機(jī)組除塵器共3臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)，兩用一備，羅茨風(fēng)機(jī)品牌為錦工，其配套電動(dòng)機(jī)為湘潭電機(jī)廠生產(chǎn)的電機(jī)，額定電壓380，額定電流202A，額定功率110KW，轉(zhuǎn)速1450rpm。?
為了摸準(zhǔn)羅茨風(fēng)機(jī)改造前后效益，在2010年12月中旬進(jìn)行了1#機(jī)組羅茨風(fēng)機(jī)改造后效率試驗(yàn)。試驗(yàn)參數(shù)主要有羅茨風(fēng)機(jī)電流、羅茨風(fēng)壓力。試驗(yàn)時(shí)，壓力母管上的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥全關(guān)，隨著清灰負(fù)荷變化，羅茨風(fēng)機(jī)通過轉(zhuǎn)速調(diào)整清灰壓力。?
從試驗(yàn)中羅茨風(fēng)機(jī)運(yùn)行功率參數(shù)來看，在羅茨風(fēng)機(jī)改造前，羅茨風(fēng)系統(tǒng)節(jié)流損失很大；改造后，系統(tǒng)阻力損失大幅下降，相應(yīng)的功率也就節(jié)省下來了，所以節(jié)電效果明顯。詳細(xì)見表1。?
單地說，就是在不裝變頻調(diào)速裝置時(shí)，羅茨風(fēng)機(jī)的出口排風(fēng)量靠壓力母管上的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)，電機(jī)易過負(fù)荷。風(fēng)量小時(shí)，靠關(guān)小閥門調(diào)節(jié)，增加了管道阻力，使部分能量白白消耗在風(fēng)機(jī)出口閥門上。安裝變頻調(diào)速器后，可以降低電機(jī)的轉(zhuǎn)速，風(fēng)機(jī)的風(fēng)量也相應(yīng)降低，電機(jī)的電耗也相應(yīng)降低，使原來消耗在風(fēng)機(jī)出口閥上的能量，用變頻調(diào)速方法得到了解決。由于采用恒轉(zhuǎn)矩特性，變頻降速后的電機(jī)轉(zhuǎn)矩不變，拖動(dòng)力矩恒定，可以保證排量，從而實(shí)現(xiàn)了節(jié)約電能的作用。?
（二）間接經(jīng)濟(jì)效益?
1.改造前羅茨風(fēng)機(jī)工頻啟動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)承受8-10倍的沖擊電流，而采用變頻啟動(dòng)后，電動(dòng)機(jī)由于軟啟動(dòng)，啟動(dòng)電流小，啟動(dòng)過程平穩(wěn)，對(duì)電網(wǎng)和電機(jī)沒有沖擊，對(duì)風(fēng)機(jī)也不產(chǎn)生大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩沖擊，可延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，降低維修費(fèi)用，減少維修改造量。?
2.采用變頻運(yùn)行后，由于電機(jī)軸功率下降，羅茨風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低，減輕了機(jī)械振動(dòng)和噪聲，可延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，改善了勞動(dòng)環(huán)境。?
3.變頻器保護(hù)功能齊全，質(zhì)量可靠，可提高控制可靠性。?
4.采用變頻運(yùn)行后，一次風(fēng)穩(wěn)定可靠，提高了一次風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。?
五、結(jié)論?
羅茨風(fēng)機(jī)變頻器投入運(yùn)行后，運(yùn)行良好，調(diào)節(jié)平穩(wěn)，運(yùn)行電流明顯下降，調(diào)節(jié)范圍寬泛，具有明顯的節(jié)電效能，達(dá)到了預(yù)期的收益。?
改造前后試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明羅茨風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速的運(yùn)行效率明顯比定速運(yùn)行采用電動(dòng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)時(shí)高。?
羅茨風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)采用變頻器調(diào)速，調(diào)速范圍大，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能好，調(diào)節(jié)性能平穩(wěn)，有利于系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，改善了機(jī)組調(diào)節(jié)品質(zhì)。采用變頻技術(shù)降低電耗效果明顯，符合國(guó)家節(jié)能政策，達(dá)到了節(jié)約能源，降低廠用電的目的，值得進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

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