高壓變頻器應(yīng)用在煤氣加壓機(jī)中
| 核心提示：交流變頻調(diào)速是電氣發(fā)展方向，節(jié)能效果顯著，控制精度高，本文就變頻器煤氣加壓機(jī)中節(jié)能效果進(jìn)行了分析。 With the development of science and technique , AC-Converter Control System is widely being used in production for it can save power, improve control accuracy.We will discuss its application in Gas-press System in the article. 關(guān) 鍵 字：高壓變頻器 煤氣加壓機(jī) 節(jié)能 1 引言 邯鋼熱力廠8萬m3煤氣站是邯鋼三煉鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收配套設(shè)施，回收轉(zhuǎn)爐煤氣2臺(tái)煤氣加壓機(jī)送往各用戶，供用戶使用。該煤氣加壓機(jī)為江陰產(chǎn)D1000－11型，流量為16.67m3/s，全壓24.5kpa，配備850kW、10kV交流異步電機(jī)，工藝要求出口壓力22～24kpa，流量60000m3/h。滿足用戶煤氣使用需要，選用了哈爾濱九洲產(chǎn)JZHICON－1A－10/060型變頻器。 2 JZHICON－1A－10/060型變頻器優(yōu)點(diǎn) （1） 采用先進(jìn)控制技術(shù) JZHICON－1A系列高壓變頻器采用先進(jìn)功率單元串聯(lián)疊波技術(shù)、空間矢量控制正弦波PWM調(diào)制方法，內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器，可實(shí)現(xiàn)閉環(huán)運(yùn)行，內(nèi)置PLC，實(shí)現(xiàn)不同應(yīng)用現(xiàn)場靈活控制，具有本、遠(yuǎn)程、上位機(jī)三種控制方式。 （2） 高質(zhì)量電源輸入 輸入側(cè)隔離變壓器二次線圈移相，為功率單元提供電源，相當(dāng)于48脈沖二極管整流輸入，消由單個(gè)功率單元所引起諧波電流，大大抑制了網(wǎng)側(cè)諧波產(chǎn)生，無需安裝輸入濾波器并保護(hù)電源及周邊設(shè)備免受諧波干擾。 （3） 完美輸出性能 單元串聯(lián)脈寬調(diào)制疊波輸出，10kV系列每相8個(gè)單元，大大削弱了輸出諧波含量，輸出波形接近完美正弦波，無需輸出濾波裝置。 （4） 節(jié)能效果 傳統(tǒng)加壓機(jī)對(duì)管網(wǎng)流量、壓力控制是人工調(diào)節(jié)出口閥門開度，人為增加、減小管網(wǎng)風(fēng)阻力，以減小、增加流量。電機(jī)始終以恒定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。本系統(tǒng)中，加壓機(jī)出口壓力、流量變化是電機(jī)轉(zhuǎn)速變化而調(diào)節(jié)。 3 新系統(tǒng)節(jié)電原理 3.1 異步感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由下式?jīng)Q定 n=（1-s）60f/p 式中： n——電機(jī)轉(zhuǎn)速； s——電機(jī)轉(zhuǎn)差率； f——電源頻率； p——電機(jī)極對(duì)數(shù)。 改變式中任一參數(shù)均可改變電機(jī)轉(zhuǎn)速。如使用串級(jí)調(diào)速裝置改變轉(zhuǎn)差率，制造極數(shù)不同極對(duì)數(shù)電機(jī)以改變極對(duì)數(shù)，采用變頻技術(shù)改變電源頻率等。 3.2 風(fēng)機(jī)調(diào)速控制節(jié)電原理 流體力學(xué)原理可知，風(fēng)量Q與轉(zhuǎn)速n成正比，壓力H與轉(zhuǎn)速n二次方成正比，電機(jī)軸功率P與轉(zhuǎn)速n三次方成正比，即： Q/Q1=n/n1（1） H/H1=（n/n1）2（2） P/P1=（n/n1）3（3） Q1：風(fēng)機(jī)額定風(fēng)量 n1：電機(jī)額定轉(zhuǎn)速 P1：電機(jī)額定功率 H1：風(fēng)機(jī)額定壓力 由式（1）、（2）、（3）求功率表達(dá)式 P/P1（Q/Q1）3（4） 設(shè)風(fēng)機(jī)效率為一定，當(dāng)風(fēng)量降到Q180%時(shí)，即轉(zhuǎn)速相應(yīng)降到n180%時(shí)，由式（4）可求其軸功率為 P軸=0.512＊P1/ηF（5） ηF：為風(fēng)機(jī)效率，當(dāng)風(fēng)量降到50%Q1時(shí)，即轉(zhuǎn)速相應(yīng)降到50%n1時(shí)，由式（4）可求其軸功率為 P軸=0.125P1/ηF（6） 計(jì)算結(jié)果表明，當(dāng)工藝要求減小風(fēng)量時(shí)，使風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低，可滿足工藝要求，使電機(jī)軸功率大幅降低，節(jié)省大量電力；采用人工調(diào)節(jié)閥門來減小風(fēng)量，也能達(dá)到工藝要求，電機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)]變，電機(jī)軸功率并未下降。理論計(jì)算，兩者相比較，當(dāng)Q降到額定Q180%時(shí)，轉(zhuǎn)速控制方法比調(diào)節(jié)閥門節(jié)電近49%。當(dāng)Q降到額定Q150%時(shí)，轉(zhuǎn)速控制方法比調(diào)節(jié)閥門可節(jié)電達(dá)87.5%。以上理論計(jì)算表明了節(jié)電效果。 4 使用變頻調(diào)速系統(tǒng)所取經(jīng)濟(jì)效益 4.1 節(jié)約電能 系統(tǒng)正常運(yùn)行狀況下，電機(jī)頻率42.6Hz左右，電機(jī)功率維持額定功率41.6%左右。據(jù)此測(cè)算，該加壓機(jī)年節(jié)電量超過2000000kW•h，按0.48元/kW•h計(jì)算，年節(jié)約人民幣96萬元以上。 4.2 提高了電機(jī)效率和CosΦ值 變頻器使用，大幅度提高了電機(jī)效率，使用該變頻器后CosΦ值0.96以上，大大高于傳統(tǒng)系統(tǒng)。 4.3 其他 據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，需改變流量控制場合，變頻器節(jié)能幅度一般為30%～60%，并有以下特點(diǎn)： （1）軟啟動(dòng)功能。變頻器具有軟起動(dòng)功能，起動(dòng)時(shí)沒有起動(dòng)沖擊電流，電流從零開始，轉(zhuǎn)速提高電流，并逐漸上升，怎樣都不超過額定電流，任何時(shí)間啟動(dòng)電機(jī)都沒關(guān)系，可節(jié)省起動(dòng)設(shè)備。 （2）變頻器本身具備很強(qiáng)保護(hù)功能和控制功能。對(duì)變頻器設(shè)定，可以方便確定保護(hù)參數(shù)和控制要求，目前廣泛使用變頻器屬于交-直-交方式，矢量控制，是一種特別適用于風(fēng)機(jī)泵類變頻器，有變頻器還帶有PID調(diào)節(jié)功能和部分可編程功能，大大方便了用戶使用。 5 結(jié)束語 綜上所述，變頻器初期投資大，但從長遠(yuǎn)來看，其經(jīng)濟(jì)效益十分明顯?？茖W(xué)技術(shù)發(fā)展，變頻器必將到更廣泛應(yīng)用，性能價(jià)格比更能為用戶所接受。 |
