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大型风机的高压变频调速系统的选型及其应用

导读: 近年来,随着电力电子器件、控制理论和计算机技术的迅速发展,高压变频技术逐渐成熟,同时变频器的价格不断下降,可靠性不断增强,大幅拓宽了工艺控制对变频调速的要求。

1 引言

  工业企业中拥有众多拖动风机、泵类负载的大型高压电动机,其中大部分都运行在通过风门或阀门调节流量的节流状态,造成大量能源浪费,存在巨大节能空间;对该类高压电机进行调速改造,不仅可大幅降低电能消耗,而且可提高设备自动化水平,改善设备运行状态,节约设备维修费,并可改善工艺控制效果,是一条节能降耗的重要技术途径。

  本项目技术改造为高压变频调速技术在贵州某年产130万吨大型氧化铝厂3#熟料窑5#、6#排烟风机上的应用。5#、6#排烟风机为高压异步电动机拖动,启动方式为直接启动,恒速运转,生产中根据工艺需求通过调节风门开度调节风机的送风量,以便将炉窑内的燃烧状况控制在最佳水平。长期以来,不论炉窑内处于何种燃烧状况,产生的烟尘大小等风机均全速运行。采用入口挡板风门开度调节,效率低、功率大、造成大量的电能浪费。通过采用高压变频调速技术取代传统的风门挡板风量调节技术,在保证设备正常运行的情况下降低了风机的用电量,节约了生产成本。进行变频改造以后,将进口挡板的开度开到最大,风量的调节根据生产需求通过调节电机的转速来实现,使风机处于最佳节能运行状态,从而达到了节电的目的。变频改造后还为风机、电机以及各种管道附属设备提供多项保护措施,从而延长设备使用寿命。

2 项目技术改造背景

  近年来,随着电力电子器件、控制理论和计算机技术的迅速发展,高压变频技术逐渐成熟,同时变频器的价格不断下降,可靠性不断增强,大幅拓宽了工艺控制对变频调速的要求。最近十年外省发达地区高压大容量变频器已经在冶金、电力、石化等行业得到广泛应用,节能效果非常显著。但在我省应用很少,因此采用高压变频装置对大型用电设备进行改造成为我省企业节能降耗,提高设备自动化程度和竞争力的重要技术措施之一。为此,08年该公司北京总部将“高压变频调速技术在氧化铝工业上的应用”项目确定为重大科技成果产业化和推广应用项目,在各省分公司进行产业化试验,贵州所属氧化铝厂08、09年共新装或技改了18台(套)高压交流变频调速装置,为节能降耗做出了贡献,也为我省企业针对高电压、大容量风机、泵类的节能改造积累经验,起到一定示范作用。

3 熟料窑风机高压变频调速系统的选型设计

  3.1 排烟风机运行技术数据

  排烟风机运行技术数据如表1所示。

  3.2 对高压变频调速设备的主要技术参数和设计性能要求

  根据3#烧成窑(熟料窑)现场情况及设备运行经验对高压变频调速系统主要技术参数和设计性能要求如下:

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