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高壓變頻器在風(fēng)機和泵中的應(yīng)用研究

2012年03月22日 14:11:04人氣:903來源:江蘇盛藍(lán)儀器制造有限公司

*,高壓電動機的應(yīng)用極為廣泛,它是工礦企業(yè)中的主要動力。在冶金、鋼鐵、石油、化工、水處理等各行業(yè)的大、中型廠礦中,廣泛用于拖動風(fēng)機、泵類、壓縮機及各種其他大型機械。其消耗的能源占電機總能耗的70%以上,而且絕大部分都有調(diào)速的要求,但目前的調(diào)速和起動方法仍很落后,浪費了大量的能源且造成機械壽命的降低。隨著電氣傳動技術(shù),尤其是變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展,作為大容量傳動的高壓變頻調(diào)速技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用。順便指出,目前習(xí)慣稱作的高壓變頻器,實際上電壓一般為2.3-10kV,國內(nèi)主要為3kV,6kV和10kV,和電網(wǎng)電壓相比,只能算作中壓,故國外常成為MediumVoltageDrive。

濟鋼高壓風(fēng)機水泵調(diào)速系統(tǒng)

我國高壓電動機多為6kV和10kV,在濟鋼老廠區(qū)進線電源為6kV,高壓電機調(diào)速大多為直接啟動和液力偶合器調(diào)速;新建廠區(qū)進線電源電壓為10kV,在高壓風(fēng)機調(diào)速系統(tǒng)中,采用液力耦合器調(diào)速方式。直接起動或降壓起動非但起動電流大,造成電網(wǎng)電壓降低,影響其它電氣設(shè)備的正常工作;而且主軸的機械沖擊大,易造成疲勞斷裂,影響機械壽命。當(dāng)電網(wǎng)容量不夠大時,甚至有可能起動失敗。液力耦合器在電機軸和負(fù)載軸之間加入葉輪,調(diào)節(jié)葉輪之間液體(一般為油)的壓力,達(dá)到調(diào)節(jié)負(fù)載轉(zhuǎn)速的目的。這種調(diào)速方法實質(zhì)上是轉(zhuǎn)差功率消耗型的做法,節(jié)能效果并不是很好,而且隨著轉(zhuǎn)速下降效率越來越低、需要斷開電機與負(fù)載進行安裝、維護工作量大,過一段時間就需要對軸封、軸承等部件進行更換,現(xiàn)場一般較臟,顯得設(shè)備檔次低,屬淘汰技術(shù)。

一般說來,使用高壓(中壓)變頻調(diào)速系統(tǒng)對于風(fēng)機、水泵類負(fù)載有兩個重要特點:*,由于消除了閥門(或擋板)的能量損失并使風(fēng)機、水泵的工作點接近其峰值效率線,其總的效率比液力耦合器提高25%~50%;第二,高壓(中壓)變頻調(diào)速起動性能好,使用高壓變頻器,就可實現(xiàn)“軟”起動。變頻裝置的特性保證了起動和加速時具有足夠轉(zhuǎn)矩,且消除了起動對電機的沖擊,保證電網(wǎng)穩(wěn)定,提高了電機和機械的使用壽命。

現(xiàn)以濟鋼三煉鋼為例,來分析高壓(中壓)變頻器在實際生產(chǎn)中的節(jié)能效果。在濟鋼三煉鋼廠共使用了10臺高壓除塵電機,裝機容量合計23.1MW,占三煉鋼總裝機容量的40%。而從現(xiàn)場實際監(jiān)測到的工作電流其比重更高,電流值見表1,風(fēng)機類負(fù)載要占總?cè)萘康?0%。而高壓變頻器比液力耦合器效率可以提高25%~50%,按每月風(fēng)機節(jié)能20%計算,每月總電量可以降低8%,三煉鋼每月電費1000萬元,這樣每年可以降低成本近80多萬元,從上述粗略計算來看,高壓(中壓)變頻調(diào)速在濟鋼高壓風(fēng)機、水泵的應(yīng)用,前景廣泛,節(jié)能效果巨大。

高壓變頻器應(yīng)用現(xiàn)狀

雖然由于電壓高、功率大、技術(shù)復(fù)雜等因素,高壓變頻器的產(chǎn)業(yè)化在80年代中期才開始形成,但隨著大功率電力電子器件的迅速發(fā)展和巨大市場的推動力,高壓變頻器近十多年的發(fā)展非常迅速,使用器件已經(jīng)從SCR、GTO、GTR發(fā)展到IGBT、IGCT、IGET和SGCT,功率范圍從幾百千瓦到幾十兆瓦。技術(shù)上已經(jīng)成熟,可靠性得到保障,使用面越來越廣。高壓變頻器可與標(biāo)準(zhǔn)的中、大功率交流異步電動機或同步電動機配套,組成交流變頻調(diào)速系統(tǒng),用來驅(qū)動風(fēng)機、水泵、壓縮機和各種機械傳動裝置,達(dá)到節(jié)能、、提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。
 

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