布袋除塵器羅茨風(fēng)機變頻改造

布袋除塵器羅茨風(fēng)機變頻改造

山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風(fēng)機、羅茨風(fēng)機、回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機等機械設(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、水冷羅茨鼓風(fēng)機、油驅(qū)羅茨鼓風(fēng)機、低噪音羅茨鼓風(fēng)機，贏得了市場好評和認可。產(chǎn)品和服務(wù)遠銷全國各地及東南亞，深受客戶好評。下面我們看一個錦工羅茨風(fēng)機客戶的布袋除塵器羅茨風(fēng)機變頻改造案例。

鄭州新力電力有限公司#1機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。該機組尾部安裝兩臺165m2的三電場靜電除塵器，于1995年投入使用。運行一段時間后，除塵效率明顯下降，煙塵排放濃度大，無法做到達標排放。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其進行改造，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)機或空壓機來提供?？紤]到經(jīng)濟成本，#1機組布袋除塵器的清灰壓力選用羅茨風(fēng)機來提供。在生產(chǎn)中，許多設(shè)備的能耗都與機組的轉(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)的最大負荷條件，如最大風(fēng)量和揚程進行選擇的，但實際生產(chǎn)中所需的風(fēng)量往往比設(shè)計的最大風(fēng)量小的多，如果所用的電動機是不能調(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)果在閥門上會造成很大的能量損耗，如果不用閥門調(diào)節(jié)，而是讓電機調(diào)速運行，那么，當需要的流量減少時，電動機的轉(zhuǎn)數(shù)降低，消耗的能量將會明顯減少。羅茨風(fēng)機采用變頻控制后，通過改變電機轉(zhuǎn)速控制風(fēng)壓，實現(xiàn)調(diào)整需要，減少節(jié)流損失，最終達到節(jié)電目的。本文以我公司布袋除塵器羅茨風(fēng)機變頻改造項目為實例，采用錦工風(fēng)機廠家推薦的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)機正常運行工況：兩臺運行，一臺備用。羅茨風(fēng)機電動機采用變頻控制方式，在除塵配電間增加羅茨風(fēng)機變頻控制柜，羅茨風(fēng)機控制邏輯在DCS系統(tǒng)內(nèi)設(shè)計編制，實現(xiàn)了手、自動控制及無擾切換等功能。?
羅茨風(fēng)機變頻運行時，壓力母管上的電動調(diào)節(jié)閥保持全關(guān)，通過改變羅茨風(fēng)機電動機轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)清灰壓力；變頻器出現(xiàn)故障時，風(fēng)機跳閘后，手動切換至工頻定速運行，通過控制壓力母管上的電動調(diào)節(jié)閥的開度來調(diào)節(jié)清灰壓力。?
羅茨風(fēng)機變頻運行向定速切換時，應(yīng)停運羅茨風(fēng)機，手動切換一次回路后，按原啟動方式投入運行。?
變頻器接入原電氣回路如圖1所示。羅茨風(fēng)機變頻裝置的手動旁路由三把刀閘組成，其中QS2和QS3屬于單刀雙擲刀閘，一個在合位時，另一個必定在分位。?
羅茨風(fēng)機電機進行變頻改造后，原先DCS系統(tǒng)對羅茨風(fēng)系統(tǒng)的控制方式發(fā)生了改變，必須對所有設(shè)計羅茨風(fēng)系統(tǒng)的順控、自動邏輯和畫面進行全面修改，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、投運變頻器裝置后原電機不加任何改動可直接應(yīng)用。?
2.主電源故障時，變頻器在3秒鐘內(nèi)不停機，一旦主電源重新受電，裝置系統(tǒng)能自動恢復(fù)正常工作而無需運行人員的任何干預(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)部強弱電信號分開布置光電隔離、鐵殼屏蔽，對本體控制系統(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。單臺冷卻風(fēng)機故障不影響系統(tǒng)正常運行，并報警遠傳到控制室。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行。?
4.變頻裝置提供電動機所需的過載、過流、過壓、欠壓、過熱、缺相保護以及進線變壓器的保護和變頻器過載，變頻器過熱等保護功能。?
5.變頻裝置動力電源和控制電源分開供電，動力電源為變頻調(diào)速系統(tǒng)內(nèi)部供電，控制電源獨立于動力電源系統(tǒng)。控制電源故障時，變頻器不能立即停機，能保持運行半小時以上，以便維護人員處理電源故障。變頻器自備UPS，可維持30min。變頻器可在輸出不帶電機的情況下進行空載調(diào)試，也可在使用380VAC進行空載調(diào)試。?
6.當母線上電動機成組啟動時，對變頻器運行無影響。變頻器瞬時失電后，如果超過5個周波，變頻器自動使輸出功率為零，使電容上的容量輸出時間較長。待輸入電壓恢復(fù)正常后，重新提升輸出頻率到給定值，此過程由加減時間控制，不應(yīng)有初始化時間。如果失電時間超過3秒，則變頻器保護停機，需要系統(tǒng)復(fù)位后才能重新啟動。?
四、經(jīng)濟效益分析?
（一）直接經(jīng)濟效益?
鄭州新力電力有限公司#1機組除塵器共3臺羅茨風(fēng)機，兩用一備，羅茨風(fēng)機品牌為錦工，其配套電動機為湘潭電機廠生產(chǎn)的電機，額定電壓380，額定電流202A，額定功率110KW，轉(zhuǎn)速1450rpm。?
為了摸準羅茨風(fēng)機改造前后效益，在2010年12月中旬進行了1#機組羅茨風(fēng)機改造后效率試驗。試驗參數(shù)主要有羅茨風(fēng)機電流、羅茨風(fēng)壓力。試驗時，壓力母管上的電動調(diào)節(jié)閥全關(guān)，隨著清灰負荷變化，羅茨風(fēng)機通過轉(zhuǎn)速調(diào)整清灰壓力。?
從試驗中羅茨風(fēng)機運行功率參數(shù)來看，在羅茨風(fēng)機改造前，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。詳細見表1。?
單地說，就是在不裝變頻調(diào)速裝置時，羅茨風(fēng)機的出口排風(fēng)量靠壓力母管上的電動調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)，電機易過負荷。風(fēng)量小時，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)機出口閥門上。安裝變頻調(diào)速器后，可以降低電機的轉(zhuǎn)速，風(fēng)機的風(fēng)量也相應(yīng)降低，電機的電耗也相應(yīng)降低，使原來消耗在風(fēng)機出口閥上的能量，用變頻調(diào)速方法得到了解決。由于采用恒轉(zhuǎn)矩特性，變頻降速后的電機轉(zhuǎn)矩不變，拖動力矩恒定，可以保證排量，從而實現(xiàn)了節(jié)約電能的作用。?
（二）間接經(jīng)濟效益?
1.改造前羅茨風(fēng)機工頻啟動時，電動機承受8-10倍的沖擊電流，而采用變頻啟動后，電動機由于軟啟動，啟動電流小，啟動過程平穩(wěn)，對電網(wǎng)和電機沒有沖擊，對風(fēng)機也不產(chǎn)生大的啟動轉(zhuǎn)矩沖擊，可延長設(shè)備使用壽命，降低維修費用，減少維修改造量。?
2.采用變頻運行后，由于電機軸功率下降，羅茨風(fēng)機轉(zhuǎn)速降低，減輕了機械振動和噪聲，可延長設(shè)備使用壽命，改善了勞動環(huán)境。?
3.變頻器保護功能齊全，質(zhì)量可靠，可提高控制可靠性。?
4.采用變頻運行后，一次風(fēng)穩(wěn)定可靠，提高了一次風(fēng)系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。?
五、結(jié)論?
羅茨風(fēng)機變頻器投入運行后，運行良好，調(diào)節(jié)平穩(wěn)，運行電流明顯下降，調(diào)節(jié)范圍寬泛，具有明顯的節(jié)電效能，達到了預(yù)期的收益。?
改造前后試驗數(shù)據(jù)表明羅茨風(fēng)機采用變頻調(diào)速的運行效率明顯比定速運行采用電動調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)時高。?
羅茨風(fēng)機電動機采用變頻器調(diào)速，調(diào)速范圍大，電動機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，動態(tài)響應(yīng)性能好，調(diào)節(jié)性能平穩(wěn)，有利于系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，改善了機組調(diào)節(jié)品質(zhì)。采用變頻技術(shù)降低電耗效果明顯，符合國家節(jié)能政策，達到了節(jié)約能源，降低廠用電的目的，值得進一步推廣應(yīng)用。

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