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浅谈高压异步电动机采用高压变频器的节能降耗

浏览次数: 日期:2010-11-25 9:01:36

摘要:针对异步电动机如何实现节能降耗,本文仅对采用变频措施进行探讨。

关键字:异步电动机、变频、垃圾焚烧、节能、高效

 

一、引言

电动机在工矿企业中应用广泛,目前在中国,电机的用电量约占全国用电量的60%,其中风机、泵类的用电量分别占全国用电量的10.4%、20.9%。近年来,国家从政策层面支持EMC,鼓励企业变频改造。电机制造企业开发高效率电动机,已取得一些进展,但挖潜工作任重道远。有关资料估算,我国电动机电能的消耗比欧美约高20%左右。可见在能源日益紧缺的今天,对异步电动机采取挖潜节能意义之大。

 

二、异步电动机节能降耗的节能措施

2.1电动机实行变频启动的优点

异步电动机传统的启动方式有全压启动、星-三角启动和自耦降压启动,前者启动电流可达5~7倍额定电流,造成巨大的能量损耗及对变压器和系统的巨大冲击,电机及控制元件使用寿命缩短。后两者启动电流小,但也存在冲击电流,启动转矩小、时间长、设备故障率高等缺点。变频启动,采用调压调频方式,使转差功率大为减少,启动电流几乎为额定电流。启动能耗大大减少,无启动冲击,且能提供1~2倍的启动转矩,控制启动速度,使电动机平滑启动。

2.2电动机变频调速的运行优点

传统风机水泵的一般以需求量放大20%裕度设计,用挡板、风门、回流、放风启停电机等方式控制,用电效率非常低,并且具有机械冲击大、系统寿命短、噪声大等缺点。采用变频调速,其操作简单可靠,具有自动能量优化功能、自动电机适配功能及自动调压功能,具有正弦波脉调制功能,克服了晶闸管调压、控制能量的谐波问题,功率因数较高,省去了无功就地补偿装置,提高了电能质量。可有效实现节能降耗。

 

三、高压变频器在垃圾焚烧发电厂的应用

垃圾焚烧电厂是符合国家环保能源政策的朝阳产业,国家给予较多的优惠政策,更应该是低能耗的电力生产企业。同时,其生产耗电量多少直接影响垃圾发电企业的经济效益。据江苏省垃圾焚烧发电企业交流平台资料显示垃圾发电企业厂用电率约在22.3%左右,远高于常规发电企业。以我公司变频改造为例,浅析变频调速节能效果。

3.1改造项目:三台引风机

此次改造项目是三台引风机,风机及电动机参数如下表:

锅炉引风机电动机

型号

YKK500-6

电机额定功率

450kW

电机额定电压

10000V

电机额定电流

33.4A

频率

50Hz

相数

3

效率

94.6%

转速

994r/min

防护等级

IP44

绝缘等级

F

生产厂家

重庆赛立盟电机有限责任公司

风机参数

风机型号

QAY-5№21。5D

风量

16000m³/h

风压

7200Pa

转速

960r/min

入口温度

133℃

选型点内效率

86%

轴功率

386.7

 

采用的变频器参数如下表:

名    称

技术规格

型式及型号

HIVERT-Y10/040

额定输入电压围kv

10kV

额定电流

40A

总输入功率因数

0。96

额定输入功率

500kW

变频器额定交流输出功率

500kW

运行频率范围

0~50Hz

额定容量kvA

630kVA

变频器总效率

≥96%(额定,含变压器)

变频器效率

≥98%

控制方式

空间矢量控制的正弦波PWM技术

冷却方式

强迫风冷

系统总损耗

20 kW

防护等级

IP31

生产厂家

北京合康亿盛变频科技股份幸运飞艇官网

 

3.2分析比较

根据我公司生产统计报表,对#1锅炉在同等额定工况下运行,引风机变频、工频两种运行方式进行分析比较。

频率(Hz)

实测功率(kW)

电流(A)

电机线圈温度(℃)

50

412

31

40

40

330

26

37

38

280

25

34

37

230

23

34

按风机按每天运行24小时,每年运行300天算,锅炉在运行周期的后半周期内烟道阻力加大,变频器在40Hz能满足锅炉额定运行工况。上网电价按0。575元/kWh计算,每年约增收:0。575×(412-330)×24×300=33。948万元,每台变频器改造费用按40万元计算,1。18年可收回投入;锅炉在运行周期的前半周期内烟道阻力较小,变频器在37Hz时满足锅炉90%额定运行工况,每年增收:0。575×(412-230)×24×300=75。348万元,每台变频器改造费用按40万元计算,0。53年可收回投入。

在起停炉过程中,引风机电流在15A左右,变频器输出功率在180kW左右,我公司试摸索变频调速结合挡板调节。在起停炉时,引风机电流一般在在14A以下,节能效果更为明显。经过对一年的生产数据分析,我公司每台变频器每年可节约能耗43.224万元,平均厂用电率为17.8%,低于行业同类电厂4.5个百分点。

 

四、不足之处

我公司变频器从运行以来出现3次功率单元光纤故障,导致变频器退出运行,由于工频自投正常及时,没有对生产没有造成太大的影响,但更换功率单元过程中,引风机是工频运行,给我公司带来每台炉每小时增加约130元运行成本。建议厂家多从用户那里了解信息,努力解决好产品的缺陷。

 

五、结论

目前采用变频器调速比其他调速产品具有起动平稳、安全可靠、调节性能好、延长设备寿命、维护量小等诸多优点,既满足生产要求,又达到节能较好的目的,为企业带来显著的经济效益。同时,国产高压变频器技术日益成熟,价格合理,服务良好。为企业实现节能降耗、低碳经济,绿色环保提供了良好的保障。


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