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結(jié)合實(shí)例探析變頻調(diào)速技術(shù)在鍋爐給煤控制中的應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間:2019-08-20 18:38:27來(lái)源:

本文介紹了某電廠(chǎng)鍋爐給煤控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題、變頻調(diào)速原理以及應(yīng)用這一技術(shù)在5號(hào)爐給煤調(diào)速改造中的實(shí)施效果。

1、概述

5#爐給煤機(jī)采用電磁調(diào)速電機(jī)進(jìn)行調(diào)速,其原動(dòng)機(jī)恒速運(yùn)行,通過(guò)調(diào)節(jié)電磁離合器的電流大小來(lái)改變輸出轉(zhuǎn)速,其調(diào)速原理如圖一所示。對(duì)5#爐給煤機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行變頻改造,通過(guò)對(duì)變頻器的控制實(shí)現(xiàn)3臺(tái)給煤機(jī)的啟動(dòng)、停止、加速、減速。另外,從節(jié)能角度講,提高能源利用率,實(shí)施節(jié)能技術(shù)改造也是是熱動(dòng)力廠(chǎng)發(fā)展刻不容緩的緊要任務(wù),由電磁調(diào)速改為變頻調(diào)速,節(jié)能效果比較明顯。

2、實(shí)際運(yùn)行中,該調(diào)速系統(tǒng)存在以下問(wèn)題

電磁調(diào)速系統(tǒng)效率低,能耗大,離合器中心軸承容易損壞,更換困難。一旦這種現(xiàn)象出現(xiàn),那么調(diào)速控制器便無(wú)法發(fā)揮控制作用,電磁電磁轉(zhuǎn)差離合器就不被正常控制,這種迅猛的旋轉(zhuǎn)必然使得很多的煤粉進(jìn)入到爐膛之中,這樣內(nèi)部燃燒必然出現(xiàn)變化,汽包壓力隨之迅猛增加,必然對(duì)爐膛本身有安全危害及發(fā)供電系統(tǒng)安全運(yùn)行。

3、變頻調(diào)速

現(xiàn)在比較常見(jiàn)的先進(jìn)技術(shù),就是經(jīng)過(guò)對(duì)電機(jī)頻率的實(shí)時(shí)控制和調(diào)整對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)比較合理的控制,這種技術(shù)被日益廣泛使用并且不斷得到完善。三相繞組接通三相電源產(chǎn)生的磁場(chǎng)在空間旋轉(zhuǎn),稱(chēng)為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),轉(zhuǎn)速的大小由電動(dòng)機(jī)極數(shù)和電源頻率而定。轉(zhuǎn)子在磁場(chǎng)中相對(duì)定子有相對(duì)運(yùn)動(dòng),切割磁楊,形成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。轉(zhuǎn)子銅條是短路的,有感應(yīng)電流產(chǎn)生。轉(zhuǎn)子銅條有電流,在磁場(chǎng)中受到力的作用。轉(zhuǎn)子就會(huì)旋轉(zhuǎn)起來(lái)。一:要有旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),二:轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相同,三:轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速必須小于同步轉(zhuǎn)速,否則導(dǎo)體不會(huì)切割磁場(chǎng),無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生,無(wú)轉(zhuǎn)矩,電機(jī)就要停下來(lái),停下后,速度減慢,由于有轉(zhuǎn)速差,轉(zhuǎn)子又開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng),所以只要旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)存在,轉(zhuǎn)子總是落后同步轉(zhuǎn)速在轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)下科學(xué)技術(shù)通過(guò)交流電直流電轉(zhuǎn)換技術(shù),比較后通過(guò)直流逆變改變頻率,比較終改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速,這樣可以使得精密度很高,安全。

4、給煤變頻調(diào)速控制方案

4.1基本思路 鑒于將來(lái)的燃燒系統(tǒng)可能要采用自動(dòng)投放和實(shí)際需要控制操作,因此要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)做全面的調(diào)整與型號(hào)的變更,,由于給煤機(jī)啟動(dòng)電流大和負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩特性等因素,選用進(jìn)口FUJIG9S系列變頻器,一般的公路就會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)電機(jī)的功率,接受標(biāo)準(zhǔn)4-20mA1DC信號(hào),同操器還是要使用,這樣能夠?qū)Χ嗯_(tái)機(jī)械進(jìn)行控制,能夠用單一的操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)全部給煤機(jī)的控制,可以作為儲(chǔ)備的操作程序保留。指針形式的轉(zhuǎn)速表不再使用,操作器接收變頻器輸出轉(zhuǎn)速信息,更加準(zhǔn)確且直觀。

4.2現(xiàn)場(chǎng)改造 在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)改造的過(guò)程中,要將原滑差離合器、測(cè)速電機(jī)進(jìn)行拆除,電纜也要相應(yīng)的變更為屏蔽電纜,避免信號(hào)受到干擾。對(duì)原三相電機(jī)不做改動(dòng),,重新設(shè)計(jì)加工電機(jī)支架、聯(lián)接對(duì)輪、密封環(huán)等,將電機(jī)輸出軸與減速箱連接起來(lái),保證功率充分發(fā)揮。要有控制變頻器的專(zhuān)業(yè)的工具箱,這種工作箱要安放在通風(fēng)環(huán)境就好的位置,同時(shí)這個(gè)位置必須相對(duì)清潔,還要在原來(lái)的配電控制箱附近,避免需要再多的動(dòng)力電纜。接觸器常閉接點(diǎn)方式實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器的控制,無(wú)需再經(jīng)由人工參與。對(duì)于轉(zhuǎn)速做了一定范圍內(nèi)的限定區(qū)間,控制室和現(xiàn)場(chǎng)都能夠?qū)崿F(xiàn)控制,聯(lián)鎖回路以及兩段供電母線(xiàn)跳閘自動(dòng)切換的控制模式依然使用。在進(jìn)行安裝的過(guò)程中,必須要保證對(duì)電機(jī)軸承進(jìn)行充分的潤(rùn)滑和密封,同時(shí)輸出軸和減速箱對(duì)輪中心必須要保證軸心在一條水平之上,不然,會(huì)造成電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的不平穩(wěn),對(duì)軸承本身也可能造成一定的損害,電機(jī)都會(huì)可能被燒毀。另外,控制信號(hào)電纜屏蔽層單點(diǎn)為了避免受到干擾,可以設(shè)置為單點(diǎn)接地。

5、改造效果

5.1機(jī)械部分改造方案

要保證能夠?qū)F(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行充分的使用,可以將現(xiàn)有的電動(dòng)機(jī)改裝為變頻調(diào)速的傳動(dòng)電機(jī),一方面節(jié)約成本,同時(shí)也將原設(shè)備進(jìn)行了充分的使用,實(shí)現(xiàn)了給煤機(jī)械系統(tǒng)的完整性。只要對(duì)原有電磁調(diào)速的離合器的部分原件處理和拆除,將主動(dòng)和從動(dòng)軸連接起來(lái)即可。

另外,電動(dòng)機(jī)并不是專(zhuān)業(yè)的變頻電機(jī),因此在運(yùn)作進(jìn)程中,會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)本身溫度的上升。要確保其正常的順利的運(yùn)轉(zhuǎn),必須要對(duì)其的散熱進(jìn)行有效的調(diào)整。可以對(duì)其扇葉進(jìn)行控制,增加數(shù)量或者運(yùn)轉(zhuǎn)速度,并裝置感應(yīng)輔助裝置,也就是在電動(dòng)機(jī)的任何頻率運(yùn)行的時(shí)候,散熱風(fēng)葉都能夠發(fā)揮散熱作用。

5.2電氣部分改造方案

(1)主回路方案 在選擇使用變頻器的時(shí)候,我們遵循一定的標(biāo)準(zhǔn)與原則,他的功率不能小于電機(jī)輸出的功率,同時(shí)充分考慮熱力廠(chǎng)的具體狀況,這些狀況涵蓋:生產(chǎn)過(guò)程中粉塵產(chǎn)生較大、腐蝕相對(duì)比較強(qiáng)、電機(jī)啟動(dòng)停車(chē)頻繁等特點(diǎn),同時(shí)對(duì)電機(jī)型號(hào)Y100L2-4,功率3.0KW和給煤機(jī)型號(hào)及給煤量的要求,決定選配EDS1000變頻器。變頻器與電動(dòng)機(jī)構(gòu)成一拖一的電路結(jié)構(gòu),其中一臺(tái)作為備用,斷路器QF1安裝在給煤機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)主回路與電源之間,以確保設(shè)備檢修時(shí)的人身安全和強(qiáng)制斷電需要,QF2-QF5作為1#-4#變頻器過(guò)流保護(hù)用,以避免單臺(tái)設(shè)備故障造成故障范圍擴(kuò)大。

(2)控制回路方案 變頻器控制回路按鈕SB2、SB4、SB6、SB8通過(guò)手動(dòng)接通后,分別啟動(dòng)KM1-KM4線(xiàn)圈,使KM1-KM4觸點(diǎn)閉合,并通過(guò)變頻器的FWD端子向變頻器發(fā)出啟動(dòng)命令。SB1、SB3、SB5、SB7以常閉的形式串接于控制回路中,用來(lái)向變頻器發(fā)送停止命令。在變頻器VCI、+10V/+5V、GND端子上安裝電位器,運(yùn)行人員通過(guò)電位器手動(dòng)向變頻器發(fā)送增速、減速命令,實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速。

6、效益分析

6.1經(jīng)濟(jì)效益 5#鍋爐3臺(tái)給煤機(jī)電動(dòng)機(jī)的功率為7.5KW,每年運(yùn)行時(shí)間按360天計(jì)算,變頻器節(jié)電效率按60%計(jì)算,每年可減少?gòu)S用電量11.664萬(wàn)度,每度電按0.36元計(jì)算,每年可節(jié)約資金9.3312萬(wàn)元。電磁調(diào)速電機(jī)平均每年報(bào)廢一臺(tái),其價(jià)格約為2.5萬(wàn)元。綜上,變頻改造后,每年可節(jié)約資金約約12萬(wàn)元。

6.2無(wú)形效益

(1)為電氣設(shè)備變頻改造積累了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。(2)提高了小組解決疑難問(wèn)題的能力,增強(qiáng)了小組的凝聚力。

7、鞏固措施

(1)優(yōu)化操作,嚴(yán)格按照操作規(guī)程執(zhí)行,防止因操作不當(dāng)造成鍋爐運(yùn)行參數(shù)不合格。(2)崗位操作人員加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)巡檢及運(yùn)行分析。(3)加強(qiáng)設(shè)備定期檢查。

總之,通過(guò)對(duì)某電廠(chǎng)5號(hào)爐給煤機(jī)實(shí)施變頻調(diào)速的改造,在提高燃燒系統(tǒng)的可靠性,控制精度,節(jié)能等方面,均收到滿(mǎn)意的效果,投資見(jiàn)效快。通過(guò)在活動(dòng)中的資料收集、整理、分析,提高了大家運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)解決問(wèn)題的能力,加強(qiáng)了成員的交流。解決了給煤機(jī)的超速問(wèn)題,降低了生產(chǎn)成本,利于節(jié)能降耗。大大減少熱工人員的檢修維護(hù)工作量,保證設(shè)備的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,也為今后應(yīng)用計(jì)算機(jī)分散控制系統(tǒng),燃燒自動(dòng)的投入,奠定了必要的基礎(chǔ)。

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