PowerSmartTM高压变频器在绥化中盟热电厂热网循环系统中的应用

绥化市现有建筑面积831.4万平方米，2006年绥化中盟热电厂投产，可实现集中供热640万平方米。 绥化中盟热电厂是绥化市目前唯一的以热电联产的燃煤电厂，项目建设二台B25-8.83/0.294背压机和1台 CC25-8.83/0.98/0.294双抽凝汽机，配2台25MW发电机和1台30MW发电机。建设4台130t/h高温高压循环流化床蒸汽锅炉和2台116MW循环流化床热水锅炉，配套建设17.87KM一级热力网、20.5KM二级热力网和32个热力站，建设蒸汽热力网4.51KM。 该工程全年生产能力为供热量523.2×104 GJ,其中供采暖416.9×104 GJ,供工业用汽106.27×104 GJ,发电量为39.89×104 mwh。 热力网的稳定主要取决于锅炉、热网循环系统和管线。锅炉安全、稳定的经济运行一般遵循“一守，三动”的控制原则，即主要是以风、灰、煤相互配比来完成锅炉的经济性燃烧。而热网循环系统主要保证水循环稳定和压力恒定，即控制好水位达到安全运行的目的。 供热负荷变化时需要调节水量，如果通过调节泵的出口门的开度来实现，实际上是靠压损来减少给水流量，而电机的出力却没有变化。所以热网循环泵最佳方案就是采用变频器进行调速，这样就可以将出口门全部打开，通过调节转速来控制流量，可以方便的调整机组的供热量，这样具有非常大的节能潜力。2006年10月绥化市中盟热电厂实现对热网循环泵的电机进行变频调速。 1.系统主回路方案 　　变频器控制为一拖一方案。变频器接于电压为10 KV的主动力电源系统，用于电动机的变频调速。为了增加运行安全性，变频器另加一套旁路系统，设计方案如下： 　　此设计是采用手动隔离刀闸式旁路系统,原理是由3个高压隔离开关QS1、QS2和QS3。要求QS2和QS3闭合时QS1不能闭合，在机械上互锁。变频运行时，QS2和QS3闭合，QS1断开；工频运行时，QS1闭合，QS2和QS3断开。为了实现变频器故障保护，变频器对用户现场高压断路器QF进行连锁，一旦变频器出现故障，变频器发出跳闸信号，跳开断路器QF。电机工频运行时，变频器允许QF合闸，撤消对QF的跳闸信号，使电机能正常通过QF合闸工频启动。主回路方案见图1所示。 2.应用九洲电气的Power Smart10000高压变频器带来的节能效应 根据电机的参数以及现场工况和运行的经验，最终确定热网循环水泵的电机配套变频器选用型号为九洲电气的Power Smart10000-A/096，变频器额定电流为96A，同电机额定容量匹配，完全满足现场负载运行的要求。 热网循环泵工频运行时，电机电流约为75A左右；变频运行时，频率在40Hz时的电流约为60A。 绥化中盟热电厂热网循环水泵三号机组，电机参数见表一，水泵参数见表二。电机额定电压为10KV，额定功率1000KW。哈尔滨九洲公司高压变频调速装置额定电压为10KV，额定功率1600KW。在相同的运行时间内，工频运行时，有功电耗：72000 kW·h，无功电耗：21921 kW·h，总出水量：313632 m3 ，功率因数：0.875，平均单耗在229.5。运行成本较高。在变频调速正常运行后，有功电耗：33590 kW·h，无功电耗：9321 kW·h，总出水量：235224 m3 ，功率因数：0.96，平均单耗降至142.8。节电率在35%左右，节能降耗效果非常显著。 表一：循环泵电机铭牌（无锡华达电机有限公司） 热网循环水泵节电费用，按全年运行3600（5个月）小时的日负荷分布统计，使用变频调速热网循环水泵，与通过调节出水口阀门相比较，经计算，全年可以节省1020500kW·h。按发电成本电价0.20元/kW·h计算，1020500kW·h ×0.20元/kW·h=204100元。 3.应用九洲电气的Power Smart10000高压变频器产生的影响 1）、节能效果非常显著。按全年5个月供暖时间算。每年可节约运行成本20万元。 2）、减少了对电网的冲击。工频起动时，启动电流达到额定电流的6—7倍，甚至更高。对接于该母线上的负荷都会造成波动。采用变频器调节后，系统实现软启动，电机启动电流很小，启动时间相应延长，对电网的冲击很小，同时减轻了起动机械转矩对电机机械损伤，有效的延长了电机的使用寿命。 3）、工作强度降低。由于变频器采用触摸屏操作，使操作界面变得人性化，变频器与运转设备之间实现联锁控制，以及相应的保护及故障报警，操作工作由手动转变为监控，大大降低了劳动强度，提高了生产效率，为优化运营提供了可靠保证。 4）、维护量减少。采用变频调速后，可以避免因通过调节阀门控制使泵过多偏离额定工作区而引起的振动。通常情况下，变频调速系统的应用主要是为了降低泵的转速，由于启动缓慢及转速的降低，相应地延长了许多零部件，特别是密封器件以及轴承的寿命。 4.九洲电气的Power Smart10000增加GPRS功能 九洲公司的Power Smart系列高压变频器增加了GPRS功能。此项功能是九洲公司Power Smart系列高压变频器所特有的功能。GPRS工作流程见图2所示。 GPRS是（Gerneral Packer Radio Service）的英文缩写，中文译为通用无线分组业务，MA8-9ib是使用在机器对机器(Machine-to-Machine)应用的完整无线解决方案，它是利用“分封交换”（Packet-Switched）的概念所发展出的一套无线传输方式。所谓的分封交换就是将Date分装成许多独立的封包，再将这些封包一个一个传送出去，形式上有点象寄包裹，采用分封交换的好处是只有在有资料需要传送时才会占用频宽，而且可以以传输的资料量计价。在硬件上MA8-9i提供了工业标准的RS-232/RS-485接口，可以直接与触摸屏通过串口连接。并配合即插即用方式，让变频器透过TCP/IP方式经由GPRS网络及Internet与公司的监测系统连结。 由于GPRS使用了“分组”的技术，所以免受断线的痛苦。此外，相对于GSM的9.6kbps的访问速度而言，GPRS拥有171.2kbps的访问速度；在连接建立时间方面，GPRS只需要极短的时间就可以访问到相关请求；GPRS对于网络资源的利用率相对较高。 GPRS功能强大、用途广泛，提供安全、透明的传输信道。变频器增加GPRS功能可经由GPRS网络与远程变频器进行数据传输，有效的使公司和用户方面进行双向沟通，以便使变频器更加长期有效的运行。 信息来源于：九洲网