汇川技术HD9X系列高压变频器在40MW垃圾焚烧发电厂应用_电力_EU行业方案_解决方案_汇川技术
汇川技术HD9X系列高压变频器在40MW垃圾焚烧发电厂应用

摘要:本文主要介绍澳门威斯人官网平台HD90高压变频器在国内某垃圾焚烧发电项目引风机上的应用。结果表明,此应用能保证风机稳定高效运行,满足现场生产工艺,达到了节能降耗的目的。


关键词:高压变频器  垃圾焚烧发电 引风机 稳定运行 节能


一、 引言
  垃圾焚烧处理方法中,垃圾的燃烧过程,本质上是质量传递、热传递、动量传递、化学反应、结构变化等物理化学反应综合在一起的一个复杂过程。其中,垃圾焚烧余热的利用成为人们普遍关注的问题,其利用方式主要有三种:发电、供热和热电联产,受我国可再生能源的影响,绝大多数垃圾焚烧余热都是用于发电,极少部分开始用于供热或热电联产。利用垃圾焚烧发电,可以有效利用能源,解决垃圾围城的环境污染问题。


二 电厂发电工艺介绍
2.1该项目实施的垃圾焚烧发电厂为凝汽式垃圾焚烧电厂。工艺流程为:

图1垃圾焚烧发电工艺流程图


2.2垃圾焚烧发电厂主要包括以下六个系统:

 

2.3垃圾焚烧发电厂汽水系统基本流程及组成:

图2汽水系统工艺流程图
过热蒸汽——〉主蒸汽管道——〉汽轮机(冲动汽轮机叶片转动,带动发电机旋转产生电能,自身温度、压力下降)——〉凝汽器(被冷却水/循环水冷却)——〉凝结水汇集在凝汽器中的热水井中——〉经凝结水泵打至低压加热器中加热——〉由除氧器除氧并继续加热成为锅炉给水——〉经给水泵升压和高压加热器加热后送入锅炉汽包


2.4引风机工艺介绍:
根据GB50049-94《小型火力发电厂设计规范》规定:对于锅炉风机裕量不宜小于计算风量的10%,压头不宜小于计算压头的20%。垃圾焚烧发电厂的运行工况特点:机组的大修周期较短;设备常因腐蚀等原因发生泄漏,引起风量增加;因长期运行、管道积灰和堵塞等原因引起烟道阻力增加;锅炉掺烧煤种的变化也可能引起风量和压力的变化等。基于上述原因,在对锅炉风机选型时,风量和压头的裕量达到20%-30%是比较常见的。由于生活垃圾可燃烧成分的多样性,当供热负荷发生变化时,在锅炉低负荷运行工况下对风机的调节尤其重要。
对于垃圾焚烧发电厂,主要通过引风机来调节锅炉炉膛要求的压力,使炉膛保持在一定的负压,确保焚烧及烟气净化系统正常稳定运行。当变频器故障后,炉膛压力变化波动较大,因此需要系统停机,等待变频器修复,因此对变频器可靠性要求较高。


三、项目概况
该项目实施的垃圾焚烧发电厂工程建设规模为40MW机组,每套配有引风机4台,功率为10kv/560KW。由于机组负荷的变化挡板控制,导致部分能量浪费,而且控制效率低;改造后采用高压变频器调节速度,机组风机高效运行,达到生产效率及用电方面节能。


四、变频系统方案
4.1现场电机参数

 

4.2风机参数

 

4.3高压变频器选型
根据现场电机参数及实际运行需求,对高压变频器进行如下选型:

 

4.4方案介绍
该项目实施的垃圾焚烧发电厂采用汇川技术生产的HD9X系列高压变频器,采用自动一拖一控制方案。变频调速系统接入电厂现有的DCS系统,DCS根据生产的负荷情况,对风机风量进行实时控制,并且对4台高压变频器运行状态进行集中监控。


4.4.1一次系统方案
4台450KW引风机均采用一拖一自动切换方案。其主回路如下图所示:


图3 一拖一自动旁路变频器方案

 

方案说明:
KM1、KM2、KM3为3个接触器,其中KM1、KM2处于变频运行回路上,KM3为用户工频回路接触器。KM2与KM3采用机械和电气互锁,确保不向变频器输出端反送电。
当变频运行时,KM1、KM2闭合,KM3断开,合上高压开关柜QF1,电机变频运行;
当工频运行时,KM1、KM2断开,KM3闭合,合上高压开关柜QF1,电机工频运行。
这是高压变频器工变频自动切换的典型应用。

 

4.4.2控制系统方案
采用集控DCS给定模拟信号控制变频器输出频率,变频器作为DCS的执行机构,即使发生模拟信号给定掉线或短路时,变频器不仅可以提供报警信号,也可以同时保持原有输出频率不变。
高压变频器与DCS系统有较好的接口能力,其控制部分由高速DSP+RAM+FPGA作为核心的处理器共同构成。DSP实现矢量控制算法和功率单元的保护。人机界面提供友好的全中文监控界面,同时可以实现远程监控和网络化控制。DCS系统与高压变频器之间的信号开关量15个,模拟量3个,共有18个;DCS系统与旁路柜之间的信号3个,均为开关量信号
在0~50Hz范围内运行。具体接口信息如下:

图4 端口通信图


变频器采用三线式或两线式控制模式均可,通过DI9、DI10两个端口分别控制变频器启动、停止,频率给定采用4~20mA模拟量信号,对应变频器输出频率0~50Hz;
与高压开关柜联锁信号:

 

1)合闸允许:常开接点,闭合有效,此信号串联在供电高压开关柜的合闸回路中,当变频器自检完成或系统处于工频状态时,信号闭合,允许用户合高压电;
2)高压跳闸:常闭接点,断开有效,此信号并联在供电高压开关柜的分闸回路上,当变频器发生重故障或急停信号有效时,分断用户高压电;


变频器DO信号:


以上输出信号全部为独立无源干接点,默认为常开接点,闭合有效,容量大小为250V AC 5A。

 

变频器DI信号:


以上输入信号仅需客户提供独立无源干接点,脉冲信号,除急停外,其它信号均默认为常开接点,闭合有效;

 

变频器AI信号:

 

变频器AO信号:


注:如果有特殊接口需求,可提前与我公司联系,进行定制;

 

五、汇川HD9X系列高压变频器可靠性保障
1、先进的异步电机磁链闭环矢量控制算法
HD92系列高压变频器具备独有的磁链闭环矢量控制技术,基于电机d-q轴数学方程式解析,通过对电机的磁链、电流进行解藕,完成对磁链、电流闭环控制。从矢量控制最基层的角度全面掌握电机运行曲线,实现了对电机的磁链闭环矢量控制。控制算法框图如下:

图5:矢量控制算法框图


这种矢量控制算法在保持较高动态性能的基础上,克服了转子电阻、电感参数对调速系统性能的影响。对电机转速控制精度高,加速时电流环响应快,低频运行时转矩响应可达750rad/s,并且能够实现更高的节电效率。磁链闭环矢量控制算法解决了挤出机启动转矩大,加速大电流,稳速精度高等高要求,保证了产线可靠运行。


2、可靠的非对称机械旁路技术   
汇川HD92高压变频器功率单元采用两电平拓扑结构,输出采用机械旁路设计,整个功率单元由全桥整流、直流滤波、逆变三大部分组成,功率单元拓扑结构如下:

图6:功率单元拓扑图


功率单元整体拓扑结构为交

网站地图