1 废物发电厂电机的调速
我国废物发电厂的自用电率一般高达30%以上,风机、水泵用电量占了厂用电的绝大部分。其间,锅炉给水泵耗电量占厂用电的61%左右,锅炉送、引风机约占22%。这类负载的动力运用率和功率因数都比较低,使得电网负荷率很低,电力体系峰谷差很大,顶峰电力往往严峻不足,严峻限制着企业经济效益的进步。
风机、水泵在作业过程中的功率损耗首要包含:电动机的轴功率、线路的损耗、操控设备的损耗和机械损耗。一般选用的根本节能办法为:削减运转时刻,选用高功率的风机和设备,在满意相同风量的状况下削减通风管网的空气阻力。这些办法中,削减通风管网的空气阻力是风机、水泵节能较好的途径。
然而在我国,传统的规划办法使火(热)电厂的风机、水泵选型过大、匹配不妥、功率裕度过大,超出了的流量需求选用节省调理来处理。常用的调理办法是闸阀节省调理,即用增大网管阻力的办法减小流量,但流量减小的一起却使压头增高,功率下降,形成节省丢失,节省后的流量越小,丢失越大。
这种景象就比如一辆轿车,油门开到很大,并且不能调理。正常行进时,总是以最快的速度奔驰。假如想要使速度降下来,只能踩刹车,速度降得越多,踩刹车的力气也要求越大。显着,这种调速办法很不合理,因为它耗油太多。特别是轿车按高速公路等级确认速度,却长时刻只能在乡下小路上行使的时分,其能量的糟蹋更是触目惊心。
节省调速和上述的轿车调速状况十分相似。
例如40 kW的风机运转在70%额外流量下,因为节省形成的丢失达15 kW 左右。节省调理使风机、水泵长时刻处于低效区运转,动力糟蹋严峻。实测核算数据标明,当风机、水泵流量由100%降到50%时,假如别离选用对出口或进口阀门进行节省调理的办法,电机的输入功率别离为84%和60%,而风机、水泵的有用功率仅为50%,丢失功率别离为34%和10%。
假如改节省调理为调速调理,不只节能并且便于设备维护,延伸设备运用寿数。调速调理使风机、水泵的流量随时满意出产工艺的要求,体系运转在风机、水泵的高效区,随时都运转在“无裕度”状况。即使是风机、水泵的选型过大,调速运转依然能够使体系处于最佳状况,与节省调理比较有显着的节能作用,被认为是操控风量、流量的最抱负的办法。
常用的调速有机械调速和电气调速。变频调速归于电气调速,在各种沟通电机的调速体系中功用最好,功率最高,将成为现代工业驱动的中枢。在相同的流量下,变频操控比阀门操控水泵所耗费的有功功率要小得多,且流量越小,不同越大,节能作用十分明显,一般可达25%-60%。并且还能够方便地组成闭环操控体系,完成恒压或恒流量操控,极大地改进锅炉的全体燃烧状况,使炉况的各个目标处于最佳,到达单位煤耗、水耗削减的意图。
2 变频调速技能在废物发电厂的运用
广东顺能废物发电厂有两台锅炉,每台锅炉包含了燃烧炉的32 台电机以及其它的电机、水泵共55 台电机,其间大部分为风机和水泵。
工厂悉数的二次风机以及枯燥炉排风机、再循环风机、再燃烟道风机、主炉膛燃烧器风机、再燃烟道燃烧器风机、引风机悉数选用了风量调理办法。为了使体系愈加牢靠、高效、节能,二次风机都选用了变频调速操控体系进行调速,能够有用地调理风门的开度来操控炉膛出口的温度,使各区的风量和风温都能够依据废物燃烧的状况进行调整和操控,确保合理的配风,然后确保废物彻底充沛燃烧。
给水泵是发电机组的“心脏”,为给水调理阀供给较大的压力,进步水位调理质量。因为负荷常常改动,且峰谷差较大,假如经过水泵的调理阀进行调理,阀门开度越小,其节省损耗就越大。相关于其它的水泵,给水泵的容量较大,节能潜力也较大,因而,对废物发电厂的3 台给水泵都选用了变频调速体系,依据对应的作业点调理给水流量,使工况最佳,单耗最低。
废物转移起重机是废物供料体系的中心设备,坐落废物贮存坑的上方,首要承当废物的投进、转移、拌和、取物和称量作业。顺能废物发电厂的废物转移起重机的负荷量为10 t,包含了5台电机:两台大车行走电机(其间一台作备用),一台小车行走电机,还有抓斗起升电机和抓斗开闭电机各一台。废物转移起重机作业环境差、粉尘多、振荡大,并且常常处于频频的起动、制动、回转状况,要接受较大的过载和机械冲击。假如选用传统的线绕式异步电动机串电阻起动的调速办法,不只设备冲击严峻,噪声大,并且碳刷打火,使接触器触头、电机及所串电阻简略烧坏,维护量大。并且负荷改动时,电机的转速也改动,调速作用欠好,所串电阻长时刻发热,将耗费很多的电能。
在起重机中选用变频器驱动后,就能够用鼠笼式异步电动机替代绕线式异步电动机。鼠笼式异步电动机结构简略,防护等级高,维护作业量小,牢靠性高,适合在较恶劣环境下作业。因为变频器驱动时,频率和电压都是按必定份额必定速度逐步升高或下降,因而使得电机起动冲击电流小,转速改动十分平稳,操作人员操作十分舒适,起升、行走定位也较精确,进步了出产功率。
废物燃烧处理过程中产生的烟气含有一些污染物会对环境形成二次污染,有必要对这些污染物进行处理,以满意环境维护的要求。在烟气处理体系中,石灰螺旋运送机担任运送中和酸性气体的石灰;活性炭螺旋运送机担任运送吸附重金属和二恶英/呋喃类物质的活性炭;循环灰给料机担任使反响器内的石灰、活性炭和烟气中的尘埃充沛反响,到达比较抱负的净化作用。
因为燃烧的废物成分时刻改动,废物在燃烧过程中产生的污染物成分也改动多样,这就要求体系在处理烟气时所投入的石灰、活性炭也跟着污染物的成分改动。从电机的原理咱们知道运送机运送的物体分量与它们的传输速度成正比,所以,这些运送机的速度需求进行调理。在顺能废物发电厂,选用变频办法操控运送机的转速,然后调理投入石灰、活性炭量的巨细。
3 运用作用
变频调速技能在顺能废物发电厂的运用作用首要有两个方面:节省能量和进步体系的安全牢靠性。
3.1 节省能量
顺能废物发电厂某月的出产记载数据如表1所列。
从表1 中的出产数据可知,选用变频技能后,顺能废物发电厂的自用电率大部分时刻能够操控在20%以内,远远低于一般火电厂30%以上的自用电量。以工厂月平均售电量360 万kW·h 核算,年售电量近似可达4 320 万kW·h,按当地的电价0.6 元/(kW·h)核算,一年可得发电收入约为2 600万元,别的,工厂每天可处理废物约600~800 t,当时,每处理1 t废物政府补助60 元,一年可得政府补助约1 500万元,全年总收入达4 000 万元,按工厂投资总额2.4 亿元核算,除掉各项费用,静态收回年限约为8年,具有十分可观的经济效益。
3.2 进步体系的安全牢靠性
为了验证变频调速的作用,在体系调频规模内采样若干个不同频率值以及其对应的输出转速来验证变频调速体系的频率与转速的联系。选取25 Hz 、50 Hz 、75 Hz 、100 Hz、125 Hz 五个采样点,记载对应的稳态转速,如表2所列。
其线性联系如图1 所示。
从图1 能够看出电机转速与调速体系频率之间有着杰出的线性联系,因而,电机的转速根本上能够跟着频率成正比改动,电机转速具有很好的接连性和较大的调速规模,从根本上消除了对电机的冲击应力。
异步电动机直接起动时,最大起动电流约为额外电流的7 倍,选用星形-三角形起动也到达了4耀5 倍。选用变频起动,其电流从0 开端,跟着转速的上升而逐步添加,在比较短的时刻内到达安稳运转状况。起动电流的最大值也不会超越额外电流,并且电流的改动与直接起动比较要缓慢得多,真实完成了软起动。变频起动的仿真波形如图2 所示。仿真曲线横轴为时刻,单位为s,纵轴为定子电流,单位为A。
变频调速时,电机大部分时刻处于低速运转状况,大大延伸了电机轴承的运用寿数及整机的接连运转周期,削减了维护量。变频调速运转时,风机和水泵的出口阀和调理阀可全开,运用转速调理省量和压力,改进了因为阀门调理时对管道体系的冲击,下降了调理阀前后管道体系走漏的可能性,然后削减了维护作业量。变频调速时,因为负荷小时转速低,所以下降了风机、水泵及体系的噪声,改进了运转环境。
别的,选用的变频器自身具有高牢靠的维护体系,并且具有完善的毛病诊断记载功用,有利于敏捷查找并排除毛病。例如呈现电机接地、相间短路等毛病时,变频器自身活络、精确的维护功用可削减乃至防止崩烧事端的产生,因而大大进步了体系的安全牢靠性。
关于水泵,在低负荷时也低速运转,泵有必要的汽蚀余量下降,下降了泵内产生汽蚀的可能性,延伸了水泵的寿数。
4 结语
废物作为废物发电厂运用的首要燃料,其发热值远远低于传统火电厂运用的煤,因而,削减工厂的自用电量显得尤为重要。对废物发电厂的风机、水泵选用变频调速技能是现在运用最广泛、最有用的节能办法。出产实践证明,选用变频调速技能不只能够有用地下降工厂的自用电量,还能够改进锅炉的燃烧状况,有用地进步发电体系的牢靠性。
动力、资源、环境是21 世纪困扰人类的三大难题。燃烧废物发电,将变频技能运用于废物发电厂的风机、水泵的调速,正在成为人类处理这三大难题的有力东西之一。