一、用戶簡介
山東叢林集團(tuán)有限公司是山東省百強(qiáng)企業(yè)集團(tuán)之一。下轄有年產(chǎn)10萬噸的叢林鋁材、15萬噸的叢林球管、1.5萬噸的叢林管件、3.9萬千瓦裝機(jī)容量的叢林熱電、900萬平方米的叢林膠帶、230萬長米的叢林膠管、3萬套車體零部件、5000輛的叢林汽車、2萬臺工業(yè)縫紉機(jī)、600萬噸的叢林水泥、叢林機(jī)械、叢林縫制、叢林汽車零部件等18處企業(yè)，并擁有企業(yè)技術(shù)中心和山東省唯一一家工業(yè)鋁型材工程技術(shù)研究開發(fā)中心。企業(yè)全部通過ISO9001-2000質(zhì)量體系認(rèn)證及英國皇冠國際質(zhì)量體系認(rèn)證，其中叢林鋁材、叢林球管、叢林膠帶、叢林機(jī)械、叢林中德車體為省級高新技術(shù)企業(yè)。
二、高壓變頻器調(diào)速節(jié)能原理
高壓變頻調(diào)速是通過改變輸入到交流電機(jī)的電源頻率，從而達(dá)到調(diào)節(jié)交流電動機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。根據(jù)電機(jī)學(xué)原理，交流異步電動機(jī)轉(zhuǎn)速由下式確定:
n=60f（1-S）/p （1）
式中:n—電動機(jī)轉(zhuǎn)速；
f—輸入電源頻率；
S—電動機(jī)轉(zhuǎn)差率；
p—電機(jī)極對數(shù)。
由公式（1）可知，電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速與輸入的電源頻率、轉(zhuǎn)差率、電機(jī)的極對數(shù)有關(guān)。交流電動機(jī)的直接調(diào)速方式主要有：
1） 變極調(diào)速（調(diào)整p）；
2） 轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速；（僅限于繞線式轉(zhuǎn)子的電動機(jī)）
3） 串級調(diào)速或內(nèi)反饋電機(jī)（調(diào)整S）；（僅限于繞線式轉(zhuǎn)子的電動機(jī)）
4） 液力耦合器調(diào)速；
5） 變頻調(diào)速（調(diào)整f）；
其中以高壓變頻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)最多，得到了廣泛的應(yīng)用。
葉片式風(fēng)機(jī)（或水泵）類設(shè)備均屬平方轉(zhuǎn)矩型負(fù)載，在滿足流體力學(xué)的三個(gè)相似定律（即幾何相似、運(yùn)動相似、動力相似）的條件下，其轉(zhuǎn)速n與流量Q、壓力（揚(yáng)程）H以及軸功率P具有如下關(guān)系:
Q1/ Q2＝n1/n2 （1）
H1/ H2＝（n1/n2）2?。?）
P1/ P2＝（n1/n2）3 （3）
式中：Q1、H1、P1—風(fēng)機(jī)（或水泵）在n1轉(zhuǎn)速時(shí)的流量、壓力（或揚(yáng)程）、軸功率；
Q2、H2、P2—風(fēng)機(jī)（或水泵）在n2轉(zhuǎn)速時(shí)的相似工況條件下的流量、壓力（或揚(yáng)程）、軸功率。
由公式（1）、（2）、（3）可知，風(fēng)機(jī)（或水泵）的流量與其轉(zhuǎn)速成正比，壓力（或揚(yáng)程）與其轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與其轉(zhuǎn)速的立方成正比。當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低后，其軸功率隨轉(zhuǎn)速的三次方降低，驅(qū)動風(fēng)機(jī)的電機(jī)所需的電功率亦可相應(yīng)降低。
從上述分析可見，調(diào)速是水泵節(jié)能的重要途徑。采用高壓變頻調(diào)速可以實(shí)現(xiàn)對水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速的線性調(diào)節(jié)，通過改變電動機(jī)轉(zhuǎn)速從而調(diào)節(jié)管道壓力及供水量。
三、項(xiàng)目概況介紹
龍口熱電廠是叢林集團(tuán)下轄的自備電廠，屬熱電聯(lián)產(chǎn)綜合利用企業(yè)。裝機(jī)容量3.9萬kW，年發(fā)電能力2.98億kW，年供熱能力462萬吉焦。
龍口叢林電廠于2010年新上兩臺7.5 MW發(fā)電機(jī)組，每個(gè)機(jī)組鍋爐配有一臺1000kW引風(fēng)機(jī)，一臺400kW二次風(fēng)機(jī)。3臺1000kW鍋爐給水泵（兩個(gè)鍋爐共用）。其中引風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)和一臺給水泵共5臺電機(jī)采用深圳市科陸變頻器有限公司生產(chǎn)的CL2700
高壓變頻器進(jìn)行調(diào)速控制風(fēng)量或流量。
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負(fù)載名稱
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電機(jī)功率
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電壓
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臺數(shù)
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變頻器型號
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生產(chǎn)廠家
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一號爐引風(fēng)機(jī)
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1000KW
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6KV
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1
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CL2700-06-1250-6QY
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深圳科陸
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二號爐引風(fēng)機(jī)
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1000KW
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6KV
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1
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CL2700-06-1250-6QY
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深圳科陸
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一號爐二次風(fēng)機(jī)
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400KW
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6KV
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1
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CL2700-06-0500-6QY
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深圳科陸
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二號爐二次風(fēng)機(jī)
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400KW
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6KV
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1
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CL2700-06-0500-6QY
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深圳科陸
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鍋爐給水泵
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1000KW
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6KV
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1
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CL2700-06-1250-6QY
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深圳科陸
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四、項(xiàng)目實(shí)施方案
為防止變頻器檢修或故障對供水系統(tǒng)運(yùn)行的影響，深圳科陸變頻器有限公司提供的五套高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)均配置手動工頻旁路柜，具體旁路實(shí)施方式如下圖所示：
采用“一拖一”手動旁路方案一次接線原理圖如下：
CL2700高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)一拖一手動工頻旁路系統(tǒng)圖
用戶開關(guān)QF1閉合時(shí)，電機(jī)實(shí)現(xiàn)變頻或工頻運(yùn)行。當(dāng)高壓電源經(jīng)高壓隔離開關(guān)QS1連到高壓變頻裝置，變頻裝置輸出經(jīng)高壓隔離開關(guān)QS3送至電動機(jī)，電動機(jī)變頻運(yùn)行；高壓電源還可經(jīng)高壓隔離開關(guān)QS2直接起動電動機(jī)，電動機(jī)工頻運(yùn)行。高壓隔離開關(guān)QS2、QS3之間機(jī)械互鎖，確保工頻電路與變頻電路不會同時(shí)導(dǎo)通。當(dāng)變頻器檢修，斷開QS1、QS3，并閉合QS2使電機(jī)工頻運(yùn)行不停機(jī)，QS1、QS3形成明顯斷開點(diǎn)，確保檢修人員人身安全。
兩地控制方式：可進(jìn)行本地、遠(yuǎn)程DCS兩地控制。
五套高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)與DCS的接口一致，具體接口如下所示：
DCS與變頻器之間的接口如下：
系統(tǒng)就緒（開關(guān)量）
變頻器報(bào)警（開關(guān)量）
變頻器故障（開關(guān)量）
本地/遠(yuǎn)程（開關(guān)量）
運(yùn)行/停止?fàn)顟B(tài)（開關(guān)量，反饋?zhàn)冾l器狀態(tài)）
變頻/工頻狀態(tài)（開關(guān)量）
急停（開關(guān)量）
變頻器當(dāng)前運(yùn)行電流（模擬量，4~20MA）
變頻器輸出電流（模擬量，4~20MA）
2．DCS至變頻器：
變頻啟動/停機(jī)（開關(guān)量）
故障復(fù)位（開關(guān)量）
頻率給定（模擬量，4~20MA）
五、項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益
龍口從林熱電廠五臺高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)于2010年5月中旬開始安裝調(diào)試，深圳科陸
變頻器有限公司安排專業(yè)技術(shù)人員到現(xiàn)場指導(dǎo)安裝調(diào)試，五套高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)從安裝調(diào)試到正常投入運(yùn)行，僅用半個(gè)月時(shí)間。本地/遠(yuǎn)程DCS均能靈活控制，運(yùn)行穩(wěn)定、性能正常。相對工頻風(fēng)門調(diào)節(jié)達(dá)到較好的節(jié)電效果。
六、其它效益：
1、減少了機(jī)泵的啟動沖擊和機(jī)械摩擦、震動，延長了機(jī)組的使用壽命．
電機(jī)直接啟動時(shí)，啟動電流通常為額定電流的４－７倍，啟動電流大，頻繁啟動容易損壞電機(jī)，而采用變頻調(diào)速，啟動過程電機(jī)轉(zhuǎn)速平緩增加，電流平穩(wěn)，無沖擊電流，是最完美的軟啟動；
2、減小了風(fēng)機(jī)、水泵運(yùn)行噪音，改善了工作環(huán)境
3、CL2700高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)系統(tǒng)保護(hù)功能齊全，運(yùn)行可靠，具有欠壓、過流、過載、過熱、缺相、短路保護(hù)等功能，對電動機(jī)起到很好的保護(hù)作用。
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