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摘要：本文介紹了英威騰高壓變頻器在中國石化儀征化纖股份有限公司熱電廠給水泵和引風機上的應(yīng)用，經(jīng)實際運行分析，變頻改造不僅獲得了很好的經(jīng)濟效益，而且對工藝有很大的改善。

關(guān)鍵詞：高壓變頻器   熱電   水泵   風機

Abstract：This paper introduces application of INVT high-voltage inverter on pump and fan in Sinopec Yizhen chemical fibre company thermal center. The analysis of the actual operation shows that frequency transformation was not only a goodeconomic benefits, but also technology has greatly improved.

Key words：High-voltage inverter   Thermal   Pump   Fan

1引言

中國石化儀征化纖股份有限公司是目前我國最大的現(xiàn)代化化纖和化纖原料生產(chǎn)基地，集團是世界第四大聚酯生產(chǎn)商。儀化熱電生產(chǎn)中心作為儀化公司的主要動力生產(chǎn)廠，擔負著向廠區(qū)生產(chǎn)裝置供電、供汽、供熱的任務(wù)。

目前，熱電廠總計裝有6臺25MW燃煤發(fā)電機組，有4臺高壓給水泵通過共用母管向鍋爐給水，同時每臺機組均裝有2臺高壓引風機和2臺高壓送風機。風機和水泵都采用定速驅(qū)動，這種定速驅(qū)動的風機采用入口風門、水泵采用出口閥門調(diào)節(jié)流量，由于工程設(shè)計裕量偏大，這樣的調(diào)節(jié)方式似乎僅僅改變了通道的流通阻力，而驅(qū)動源的輸出功率沒有改變，因此節(jié)流損失嚴重，造成極大的能源浪費。

為了提高生產(chǎn)工藝，完成節(jié)能減排目標，熱電中心決定加快對其發(fā)電機組實施改造的步伐，選用英威騰CHH100高壓變頻器對其熱電機組4#給水泵、1#~6#引風機實施變頻改造實施改造，設(shè)備自投運以來，運行穩(wěn)定可靠，節(jié)能效果明顯。

2系統(tǒng)改造方案可行性分析

（1）現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)：

通過實地考察，并與儀化設(shè)備處員工多次充分交流、交換意見，本著投資效益最大化原則，決定對其4#給水泵、1#-~6#引風機實施變頻改造?，F(xiàn)場采集給水泵、引風機的驅(qū)動電機參數(shù)如表1和表2所示

表1 給水泵電機參數(shù)

表2 引風機電機參數(shù)

（2）節(jié)電原理分析

風機和水泵的壓力和流量關(guān)系如圖1所示，在正常工況下，負載工作在A點，此時管網(wǎng)的流量、壓力分別為Q1、H1；如果電機仍然按n₁速度定速運行，用閥門將流量調(diào)節(jié)為Q₂時，由于閥門的截流作用，管網(wǎng)的阻力特性發(fā)生了變化，阻力隨之增大，負載工作點轉(zhuǎn)移到B點，壓力將上升到H₃。在A、B兩點，負載功率分別為P_A=H₁×Q₁，P_B=H₃×Q₂，雖然Q₂<Q₁，但由于H₃>H₁，從圖1中可以看出，實際減少的功率有限。

如果不采用閥門調(diào)節(jié)，而通過改變電機轉(zhuǎn)速來減小流量，這時管網(wǎng)特性曲線保持不變，但負載將按速度n₂運行，負載的工作特性曲線發(fā)生改變，工作點變?yōu)镃點，此時流量仍然為Q₂，但壓力僅為H₂，負載功率P_C= H₂×Q₂，功率與A、B兩點相比均顯著減少。

相比B、C兩個工作點，電機減少的軸功率△P=P_B-P_C=（H₃-H₂）×Q₂

圖1 風機和水泵的壓力和流量關(guān)系

圖中，紅色曲線為水泵、風機負載分別按轉(zhuǎn)速n₁、n₂工作時的特性曲線。綠色曲線為系統(tǒng)在不同流量需求下的管網(wǎng)阻力特性曲線。

在負載管網(wǎng)阻力特性不發(fā)生改變的情況下，離心式水泵、風機的流量Q 、壓力H 、軸功率P和轉(zhuǎn)速之間滿足如下關(guān)系：

Q∝n    H∝n²    P∝n³

因此，通過高壓變頻器調(diào)節(jié)電機運行頻率、降低電機轉(zhuǎn)速對儀化熱電中心的高壓給水泵、引風機進行改造，方案是可行的；根據(jù)目前采集的負載電機的運行工況分析，通過實施變頻改造，設(shè)備有著良好的節(jié)電空間與經(jīng)濟效益。

3系統(tǒng)方案與配置

根據(jù)現(xiàn)場的設(shè)備參數(shù)及工藝要求，結(jié)合我司高壓變頻器在其它工程中的應(yīng)用案例，為其配置了1臺6kV/2240kW、6臺6kV/280kW的CHH100系列高壓變頻器，均采用一拖一手動旁路方式，系統(tǒng)方案電氣圖如圖2所示。變頻器主要技術(shù)參數(shù)如表3所示。

圖2 系統(tǒng)方案電氣圖

表3 變頻器主要技術(shù)參數(shù)

4節(jié)能效益分析

4.1給水泵節(jié)能量計算

給水泵實施改造前后運行數(shù)據(jù)如表4所示，根據(jù)該運行數(shù)據(jù)可得，改造前，給水泵軸功率為

改造后給水泵軸功率為

節(jié)能比例為

經(jīng)過兩周時間的實測，系統(tǒng)綜合節(jié)能率超過28%，達到預期的改造目標。該套設(shè)備平均每年運行320天以上，每天以24小時計算，電費以0.4元/度計算，年節(jié)約費用高達

320×24×（1952.4-1405.2）×0.4 = 168.1 萬元

表4 給水泵實施改造前后數(shù)據(jù)對比

4.2引風機節(jié)能量計算

引風機實施改造前后運行數(shù)據(jù)如表5所示，根據(jù)該運行數(shù)據(jù)可得，改造前，引風機軸功率為

改造后引風機軸功率為

節(jié)能比例為

經(jīng)過兩周時間的實測，系統(tǒng)綜合節(jié)能率超過15%，達到預期的改造目標。該套設(shè)備平均每年運行300天以上，每天以24小時計算，電費以0.4元/度計算，6臺設(shè)備年節(jié)約電費達

300×24×(258.5-219.5)×0.4×6 = 67.38萬元

表5 引風機實施改造前后數(shù)據(jù)對比

5結(jié)束語

通過對燃煤發(fā)電機組關(guān)鍵耗能設(shè)備的變頻改造，每年可以給儀化帶來235萬元以上的節(jié)能收益，1年時間即可收回所有投資成本；采用變頻調(diào)速后，不僅僅節(jié)能經(jīng)濟效益顯著，而且通過變頻技術(shù)降低電機轉(zhuǎn)速，減輕了生產(chǎn)現(xiàn)場的電機震動系數(shù)并有效降低電機、風機、水泵等負載的生產(chǎn)噪音；電機、風機、水泵轉(zhuǎn)速降低，軸承、軸瓦、閥門等輔助設(shè)備的磨損大大減輕，降低了設(shè)備運行與維護費用，且延長了設(shè)備維護周期；原工頻驅(qū)動時，滿載功率因數(shù)為0.84左右，采用變頻調(diào)速系統(tǒng)后，電源側(cè)功率因數(shù)可提高到平均0.95以上，無需額外的無功補償裝置；起動電流遠遠小于工頻起動電流，減少對電機和電網(wǎng)的沖擊，延長了電機的檢修周期和使用壽命，同時有效避免了沖擊負荷對電網(wǎng)的不利影響。

關(guān)于英威騰：

英威騰，成立于2002年，致力于成為全球領(lǐng)先、受人尊敬的電氣傳動、工業(yè)控制、新能源領(lǐng)域產(chǎn)品與服務(wù)供應(yīng)商，2010年在深交所A股上市。英威騰是國家火炬計劃重點高新技術(shù)企業(yè)，總部員工1100多人，國內(nèi)、外辦事處30余個，控股子公司9家，業(yè)務(wù)涉及電氣傳動、工業(yè)自動化、新能源、軌道交通牽引、礦用防爆、能源管理、樓宇智能等領(lǐng)域。在基礎(chǔ)業(yè)務(wù)變頻器領(lǐng)域，英威騰占據(jù)國內(nèi)領(lǐng)先地位，擁有覆蓋高、中、低壓通用及各行業(yè)專用豐富的產(chǎn)品系列，產(chǎn)品在市政、塑膠、油田、化工、冶金、紡織、機床、礦山等行業(yè)廣泛應(yīng)用，產(chǎn)品銷售遍布全球60多個國家和地區(qū)。

更多詳情，請訪問深圳市英威騰電氣股份有限   公司官網(wǎng)www.invt.com.cn

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英威騰市場部 付先生

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