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高压变频调速技术

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供稿:中国工控网 2016/4/27 15:38:03

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  • 关键词: 高压变频调速
  • 摘要:本文介绍了高压变频调速技术,包括技术所属领域及适用范围,与该技术相关的能耗及碳排放现状,高压变频调速技术内容等。


  一、技术名称:高压变频调速技术

  二、技术所属领域及适用范围

  电力、轧钢、造纸、化工、水泥、煤炭、纺织、铁路、食品、船舶、机床等工业1kV以上的高压交流电机。

  三、与该技术相关的能耗及碳排放现状

  全国电动机装机总容量已达4亿多kW,年耗电量达12000亿kWh,占全国总用电量的60%,占工业用电量的80%;其中风机、水泵、压缩机的装机总容量已超过1.8亿kW,年耗电量达8000亿kWh,占全国总用电量的40%左右。目前,仅有约15%左右变频调速运行。目前该技术可实现节能量90万tce/a,CO2减排约238万t/a。

  四、技术内容

  1.技术原理

  高压变频调速技术采用单元串联多电平技术或者IGBT元件直接串联高压变频器等技术,实现变频调速系统的高输出功率(功率因数>0.9(5),同时消除对电网谐波的污染。对中高压、大功率风机、水泵的节电降耗作用明显,平均节电率在30%以上。

  2.关键技术

  单元串联多电平技术采用功率单元串联电压相加回路,采取变压器多绕组别分组分压整流单元均压,单元电平叠加,通过IGBT逆变桥进行正弦(PWM)控制,可得到单项交流输出,每个功率模块结构及电气性能上完全一致,可以互换。

  3.工艺流程

  具体工艺流程及原理图见图1,图2。


   

  五、主要技术指标

  1.效率:≥96%;

  2.输出电压范围:3kV-11kV;

  3.输入电流谐波总含量:≤4%;

  4.输入功率因数:≥0.95。

  六、技术鉴定、获奖情况及应用现状

  该技术1997年通过了国家机械工业局组织的技术鉴定,并在部分电力,冶金推广应用,技术成熟可靠,节能经济效益好。

  七、典型应用案例

  典型案例1:北京大唐发电公司陡河发电厂

  建设规模:1000kW/6kV风机高压变频器改造。主要技改内容:125MW调峰机组风机变频调节,主要设备为1000kW/6kV风机变频器。节能技改投资280万元,建设期18个月。每年可节能1160tce,年节能经济效益100万元,投资回收期24个月。

  典型案例2:大冶特钢第四炼钢厂

  建设规模:1600kW/6kV除尘风机高压变频器改造。主要技改内容:70t交流电弧炉除尘风机变频调节,主要设备为1600KW/6KV除尘风机变频器。节能技改投资280万元,建设期12个月。每年可节能2362tce,年节能经济效益276万元,投资回收期12个月。

  八、推广前景及节能减排潜力

  目前,我国大功率的风机、水泵等设备约有30000万台,其中只有约4000台设备进行了变频改造,未来5年,预计推广到50%,总投入38亿元,节能能力可达300万tce/a,减排能力792万tCO2/a。         

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