合康高壓變頻器在循環水供熱工程中的應用

　　膠南市易通熱電博源熱電廠低真空循環水供熱改造工程在09年冬季供暖過程中充分顯示出其改造后的*性，節能效果非常明顯，取得了顯著的經濟效益和社會效益。
　　
　　所謂低真空循環水供熱就是人為的將汽輪機凝汽器的真空降低，提高汽輪機的排汽溫度，利用汽輪機的排汽來加熱循環水，提高循環水的出口溫度，并利用其對外進行供熱的運行方式。凝汽式汽輪機低真空供熱，對于提高博源熱電廠的運行經濟性，降低電廠的蒸汽消耗量，減少環境污染，具有重要意義。
　　
　　如果將機組的排汽溫度提高到70℃，機組的發電效率下降8%，就可以將循­環水溫加熱到60℃以上，盡管供水溫度不高，但采用低溫度大流量的方法，可滿足城區東部區域大部分用戶冬季采暖的需求。一臺C12MW的汽輪機組循­環水放出熱量約為30882kW，按采暖熱指標50W/㎡計算，可供采暖面積為61.6萬㎡，年可節約標煤1.2萬噸。因博源熱電廠離市區較遠，zui末端用戶距離為15km，為保證該工程的可靠、經濟運行，需在循­環水供熱管線的中途設供、回水增壓泵，即設置中繼泵站。經計算中繼泵站供水泵的功率為280kW/380V，回水泵的功率為630kW/10kV。在其工程改造過程中設備選型嚴格按照“*實用，經濟可靠”的原則，在中繼泵站回水泵匹配的高壓電動機選用合康高壓變頻器控制，這在我們膠南熱電行業還是*。運行實踐證明合康高壓變頻器在安全調控、節能環保等方面確實發揮了它*的優勢。
　　
　　調速原理
　　
　　交流異步電動機的輸出轉速由下式確定：N=60f(1-s)/P;式中N為電動機的輸出轉速、f為輸入的頻率、s為電動機的轉差率、P為電動機的極對數。由公式可知，變頻器調速就是通過改變輸入到交流電動機的頻率，從而達到調節交流電動機的輸出轉速的目的。采用交-直-交直接高壓方式，將輸入的工頻10kV交流電變換成頻率和幅值都可調節的10kV交流電輸送到電動機，實現交流電動機的變速運行。主電路開關元件為IGBT，由于IGBT耐壓所限，無法直接逆變輸出10kV，又因開關頻率高、均壓難度大等技術難題無法完成直接串聯。合康高壓變頻器采用功率單元串聯，疊波升壓，充分利用常壓的成熟技術，因而具有很高的可靠性。
　　
　　變頻器輸出是將多個三相輸入、單相輸出的低壓功率單元的輸出串聯疊波得到。如額定輸出640VAC功率單元9個串聯時產生5760V相電壓。三相輸出Y接，中性點懸浮，得到驅動電動機所需的可變頻三相高壓電源。下圖為10kV變頻器系列的電壓疊加示意圖。　　　　
　　由于為功率單元提供電源的變壓器副邊繞組間有一定的相位差，從而消除了大部分由單個功率單元所引起的諧波電流，所以合康高壓變頻器輸入電流的總諧波含量(THD)遠小于國家標準5%的要求，并且能保持接近1的輸入功率因數，因此可以說是很環保的電氣設備。
　　
　　節能原理
　　
　　由流體力學可知，P(功率)=Q(流量)×H(壓力)。流量Q與轉速N的一次方成正比，壓力H與轉速N的平方成正比，所以說功率P與轉速N的立方成正比，如果水泵的效率一定，當要求調節流量下降時，轉速可成比例的下降，而此時軸輸出功率成立方關系下降。即水泵電動機的耗電功率與轉速近似成立方比的關系。當所要求的流量減少時，可調節變頻器輸出頻率使電動機轉速按比例降低，這時，電動機的功率將按立方關系大幅度地降低，比閥門調節節能40%～50%，從而達到節電的目的，同時又提高了系統的可靠性及穩定性。
　　
　　運行效果分析
　　
　　回水泵高壓電動機額定功率630kW，額定電壓10kV，額定電流45.，功率因數0.80，額定轉速1460n/min。如果工頻運行按40A計算(配有手動旁路，電動機w工頻運行電流為40A左右)，實際消耗功率為10×401.732×0.80=554kW，當高壓變頻器運行時，實際消耗功率為300kW左右(變頻器可自身計算功率，實時顯示)。按一個供暖周期140天計算，可節約電能(554-300)×24×140=853440kW/h。一個供暖周期就可節約電費：850440度×0.80元/度=680352元，只用3/4供暖周期就可全部收回高壓變頻器投資成本。
　　
　　使用合康高壓變頻器的優勢
　　
　　采用變頻器調速后，無論哪種工藝方式都可以隨時通過調整轉速使供水系統在*狀態下工作。由于啟動緩慢及轉速的降低，相應地延長了許多零部件的壽命(如電動機、水泵軸承、聯軸器及螺栓)；同時極大的減輕了對管道的沖擊，有效延長了管道的檢修周期，減少了檢修維護開支；采用變頻調節后，系統實現變頻啟動，電動機啟動電流遠遠小于額定電流，對電網無大的沖擊，減少了啟動機械轉矩對電動機的機械損失，有效的延長了電動機的使用壽命；同時采用變頻器調速后，電動機運行功率因數非常高(因為變頻器裝置的內濾波電容產生的改善功率因數的結果)，接近于1，節約電網容量投資約20%。
　　
　　綜上所述，合康高壓變頻器以其安全、良好的運行性能正快速的替代其它調速產品，全面的進入到各個行業的節能項目中。既滿足了生產要求，又達到了節約電能的目的，同時使設備維護量大大降低，為企業帶來顯著的效益。