关于引风机电机变频改造的方案
关于引风机电机变频改造的方案
关于引风机电机变频改造的方案关于引风机电机变频改造的方案一、引风机电机运行现状热电公司两台130T/H锅炉所配置的两台引风机额定功率为560KW，平均消耗功率约为401KW，月耗电约30万度，其运行参数如下：二、原一次风机变频改造效果分析及引风机变频改造的必要性(一)原两台一次风机变频改造效果分析2007年10月在进行变频改造前公司专业技术人员对锅炉两台一次风机的运行情况进行了调查，其运行情况如下：运行工况：通过调节风门开度来调节风量，从而达到调节锅炉负荷的目的，锅炉负荷小范围变化对电机功率消耗影响不大。
但由于3#锅炉与4#锅炉在带负荷特性上有些差异，所以在同负荷情况下其风量要求不一样（3#炉风量>4#炉风量），其电机消耗功率也不一样。
平均运行电流3#炉I3：67A 4#炉I4：63A额定电压U：6KV平均运行功率：3#炉P3 =1.732*平均运行电流*额定电压*功率因数=1.732*67*6*0.85=595(KW)4#炉P4=1.732*平均运行电流*额定电压*功率因数=1.732*63*6*0.85=554(KW)加装变频装置后，其运行情况如下：运行工况：风门全开，通过调节风机电机的输入电压频率来改变电机的转速来调节风量，从而达到调节锅炉负荷的目的，锅炉负荷变化对电机功率消耗影响较大。
平均运行电流：3#炉I3：45A 4#炉I4：39A额定电压U：6KV平均运行功率：3#炉P３变=1.732*平均运行电流*额定电压*功率因数=1.732*45*6*0.85=397(KW)4#炉P4变=1.732*平均运行电流*额定电压*功率因数=1.732*39*6*0.85=344(KW)从以上统计数据我们可以得出：平均节省电量：3#炉P3省= P３-P３变=595-397=198（KW）4#炉P4省= P4-P4变=554-344=210（KW）节电率：3#炉= P3省／P3*100%=198／595*100%=33%4#炉= P4省／P4*100%=210/554*100%=38%以2008年3月至2009年3月这一时间段为例，3#炉运行4309小时，4#炉运行5563小时，电价按0.41元／度计算，节省电量和电费为：3#炉总节省电量=运行时间*平均节省电量=4309*198=85.3182万度总节省电费=节省电量*电价=85.3182*0.41=34.9804万元4#炉总节省电量=运行时间*平均节省电量=5563*210=116.823万度总节省电费=节省电量*电价=116.823*0.41=47.8974万元两台共节省电量和电费为：总节省电量=3#炉总节省电量+4#炉总节省电量=85.3182+116.823=202.1412万度总节省电费=3#炉总节省电费+4#炉总节省电费=34.9804+47.8974=82.8778万元(二)引风机电机变频改造的必要性公司电气专业技术人员通过对该两台风机电机运行数据的分析，发现该两台引电机负荷容裕量大。
电厂引风机变频改造方案
三水恒益发电厂引风机变频改造方案三水恒益发电厂引风机一拖二变频调速节能改造方案：1.变频器采用高-高方式，ROBINCON PH-6-6-800型2.引风机电动机(315kW/6kV/39A)，采用“一拖二”方案：即用一台6kV/800kV A的高压变频器，同时拖动两台315kW的引风机运行。
二、变频改造一次接线示意图：甲引风机乙引风机三、运行方式要求1、变频一拖二启动：手动合上K3、K4、K5开关，手动启动变频器，两台引风机同时由静止状态软启动。
2、变频一拖二运行时，当变频器发生严重故障，自动切开K3、K4|、K5开关。
停甲、乙引风机，锅炉保护动作灭火。
运行人员手动切换引风机至工频运行，按灭火处理。
3、变频一拖二运行时，停运单台引风机：如甲引风机故障需停运时，可远方手动或就地按甲引风机事故按钮切开K4开关，若电机过流保护动作，则直接跳K4开关，由DCS系统自动向变频器发出指令，将乙引风机转速提升至额定转速运行。
4、两台引风机工频运行时，不能在运行中切换至变频运行，须按1、方式进行。
5、单台引风机变频运行时，不能直接合K4或K5开关启动另一台风机。
三、实施方案的相关专业的要求（一）电气1、电厂6kV段原先供两台引风机起停用的隔离刀闸和真空断路器（K1、K2）维持不变，供两台引风机工频旁路投切，另外增加一路隔离刀闸和真空断路器(K3)给变频器用，6kVⅠ段没有空余电柜，可利用原励磁系统试验备用电源柜。
新增开关K3、K4、K5选用真空断路器，1250A，电缆50mm2。
2、变频器输出端隔离刀闸G1、G2、G3、G4以及开关K4、K5以及CT、保护等一二次设备成套外委设计制造安装。
3.G1、G2刀闸与K4开关要机械闭锁，G3、G4刀闸与K5开关要机械闭锁。
4.K3、K4、K5开关分合闸位置信号（开关量）送入DCS系统，DCS系统向开关出输出开关分合指令（开关量）。
5.K4与K1开关互锁，K5与K2开关互锁。
引风机变频改造中的控制逻辑设计
引风机变频改造中的控制逻辑设计摘要：引风机电机使用变频控制，原设计通过手动切换刀闸柜，实现风机工、变频切换，但是如果发生变频器故障跳闸，无法及时切换到工频方式运行，将跳停引风机，威胁到机组的安全稳定运行，在控制逻辑设计中，新增设备和原有设备的联锁保护需要修改，新增变频跳闸联启工频控制逻辑，并需要考虑在运行过程中可能出现的各类隐患，以“保护优先”为逻辑保护设计原则，完善保护设置确保设备能够安全稳定运行。
关键词：引风机；变频改造；控制逻辑；保护设计引言引风机电机使用变频控制，原设计通过手动切换刀闸柜，实现风机工、变频切换，但是如果发生变频器故障跳闸，无法及时切换到工频方式运行，将跳停引风机，威胁到机组的安全稳定运行，故对原设计的刀闸柜进行改造，全部更换成开关柜，实现引风机电机变频运行方式下自动切换到工频运行。
在控制逻辑设计中，新增设备和原有设备的联锁保护需要修改，新增变频跳闸联启工频控制逻辑，并需要考虑在运行过程中可能出现的各类隐患，以“保护优先”为逻辑保护设计原则，完善保护设置确保设备能够安全稳定运行。
1.机组情况介绍国电福州发电有限公司江阴电厂1号机组为600MW燃煤汽轮发电机组，锅炉为超临界参数变压直流炉。
机组重要辅机包括6台HP型中速辊式磨煤机、2台动叶可调轴流式送风机、2台静叶可调式引风机、2台动叶可调轴流式一次风机、两台汽动给水泵和一台30%容量的电动调速给水泵（电泵作启动及备用）等。
DCS控制系统采用西屋控制有限公司的Symphony集散控制系统，实现功能包括DAS、FSSS、SCS、ECS、MCS（含FSCS、FSSS等）。
2.引风机变频改造设备情况本次引风机变频开关柜改造，每台机组共新增6台KYN28A-12型金属铠装中置式真空开关柜，6台VD4-12型真空断路器，移除旧刀闸柜4个，敷设控制电缆5000米。
热控专业负责根据设备进行控制逻辑的编译、下装、调试工作，将原有的工频运行逻辑修改为变频器一拖一控制方式。
引风机电机变频改造项目设计方案(doc 25页)
引风机电机变频改造项目设计方案(doc 25页)内蒙古丰泰发电引风机电机变频改造项目设计方案北京天福力高科技发展中心2007年3月目录1.概述 (1)2.系统改造方案 (1)2.1.主回路方案12.2.变频器运行方案12.2.1.变频器正常工况12.2.2.变频器异常工况22.2.3.变频器基本性能简介22.2.4.变频器控制接口(可按用户要求扩展)32.2.5.变频器结构2.2.6.变频器的保护43.施工方案 (4)3.1.变频器的安放43.2.变频器进线方式93.3.暖通设计方案93.4.变频器内部安装接线及端子排出线图103.4.1.变频器内部的电气接线103.5.变频器进机组DCS信号（供参考）133.6.变频器输入输出接口说明143.6.1.高压接口143.6.2.低压控制接口143.7.电源要求、接地要求153.7.1.电源要求3.7.2.接地要求153.8.变频控制方案153.9.施工方案计划163.10.施工材料表161.概述利用变频器驱动异步电机所构成的调速系统，对于节能越来越发挥着巨大的作用，利用变频器实现调速运行，是变频器应用的最重要的一个领域，尤其是风机、水泵等机械运行的节能效果最为明显。
由于变频器可以方便的实现软起动，因而可以有效地减少电动机启停时对电网的冲击，改善电源容量裕度。
2.系统改造方案对于内蒙古丰泰发电有限公司引风机电机变频装置，北京天福力高科技中心根据招标书要求提供西门子罗宾康品牌完美无谐波系列(Perfect_Harmony)高压变频器。
该系列变频采用若干个低压PWM变频功率单元串联的方式实现直接高压输出。
该变频器具有对电网谐波污染极小，输入功率因数高，输出波形质量好，不存在谐波引起的电机附加发热、转矩脉动、噪音、dv/dt及共模电压等问题的特性，不必加输出滤波器，就可以使用普通的异步电机，包括国产电机。
2.1.主回路方案如图一：K1、K2、K3组成旁路刀闸柜；K2与K3互锁，K2闭合，K3断开，电机变频运行；K2断开，K3闭合，电机工频运行。
引风机电机变频改造项目设计方案
引风机电机变频改造项目设计方案引风机是锅炉燃烧过程中一个非常重要的设备，它的主要功能是将空气送入燃烧区，通过氧化反应来促进燃烧。
经过多年的运行，引风机电机存在着一些问题，包括能效低、噪音大、寿命短等。
针对这些问题，我们提出了一份引风机电机变频改造项目设计方案。
一、方案背景引风机电机在长时间的运行中，会产生一些问题，比如说产生的噪音会对周围环境造成影响，甚至会给设备周围的操作人员带来危害；此外，由于引风机电机是一种比较老旧的设备，因此它的能效比较低，运行费用相对较高。
在面对这些问题的同时，我们也认识到引风机电机变频可以很好地解决这些问题。
变频器可以通过调整电机的转速来降低噪音并提高能效，延长电机的寿命，因此引风机电机变频改造的设计方案就应运而生。
二、方案概述引风机电机变频改造的设计方案主要包括以下几个方面：1. 引风机电机变频器的选型。
我们将会根据引风机电机的具体情况和需求来选定合适的变频器，确保其能够满足项目的需求；2. 变频器的安装。
我们将会把选好的变频器安装在引风机电机上，以实现对电机的控制；3. 基础电气控制设计。
我们将会对引风机进行电气控制，以满足变频器工作的必要条件及要求；4. 系统调试与运行。
在变频改造完成后，我们将对引风机进行运行调试，以确保系统正常运行，达到设计效果。
三、项目实施1. 引风机变频器的选型在选型方面，我们将会根据引风机电机的功率、转速等参数来选定合适的变频器。
选型的过程中，我们将会参考国内外的先进技术，对各种品牌的变频器进行分析和比较，最终选定一款性能稳定、品质可靠、功能完善的变频器。
2. 变频器的安装变频器的安装是本次改造中非常关键的一个环节。
我们将会遵循相关的设备安装流程和施工标准，对变频器进行安装和调试，保证变频器与引风机电机的连接符合设计要求，并确保其工作稳定，不会影响设备的正常运行。
3. 基础电气控制设计引风机电机变频改造后需要进行电气控制，以满足变频器的工作要求。
引风机变频改造课件
未来发展的展望
智能化发展
随着技术的发展，未来引风机变 频改造将更加智能化，能够实现 远程监控、故障预警和自动调整
等功能。
节能减排
随着环保意识的提高，未来引风机 变频改造将更加注重节能减排，以 降低对环境的影响。
集成化与模块化
为了便于维护和升级，未来引风机 变频改造将趋向于集成化和模块化 设计。
技术
引风机变频改造需要采用先进的变频技术，包括PWM控制技术、矢量控制技术、直接转矩控制技术等，同时需 要结合实际应用场景，选择合适的变频器和控制系统，实现对引风机的高效控制。
引风机变频改造的应用场景与优势
应用场景
引风机变频改造适用于各种需要精确控制风量、风压的场合，如钢铁、电力、化工、造纸等行业。在 这些行业中，引风机是重要的机械设备之一，通过变频改造可以实现节能减排、降低噪音、提高设备 稳定性和延长设备使用寿命等目标。
06
引风机变频改造的案例分 析
案例一：某钢铁厂引风机变频改造
改造背景
钢铁厂原有引风机采用工频运行 ，能耗高，调节性能差。
改造方案
采用变频器对引风机进行变频改 造，实现电机软启动和无级调速
。
改造效果
节能效果显著，提高了生产效率 ，降低了维护成本。
案例二：某电厂引风机变频改造
改造背景
电厂原有引风机系统存在振动大、噪声高等问题 ，影响设备寿命和运行稳定性。
效果。
性能测试
在多种工况下对引风机进行测试， 确保变频改造后的引风机性能稳定 、满足使用要求。
记录与报告
对调试和测试过程进行详细记录， 形成完整的报告，为后续维护和使 用提供参考。
05
引风机变频改造的效益评 估与优化建议
引风机变频改造工程施工方案
1号机引风机变频改造施工方案批准：复审：初审：编写：二〇一二年五月二日1号机引风机变频改造施工方案一、工程概况：工程名称：01号机引风机变频改造工程施工单位：建筑有限公司二、编制依据：本施工方案编制时，依据甲方提供的施工图纸及《电气装置安装设计规范》、《电气设备安装工程施工规范》、《建筑地基基础设计规范》、《建筑地基基础施工规范》等三、项目实施组织机构专业部负责人：班组施工负责人：班组技术负责人：四、施工部署：4. 1施工前准备情况：施工材料、工具准备，安全工具准备，办理工作票4.2 施工人员准备情况及工作时间安排：此工程共分7个阶段：○1电缆沟基础施工○2电缆桥架及竖井安装○3动力电缆控制电缆敷设○4室外厂房施工○5盘柜安装、高压预试、接线○6防火施工○7静态调试、整体调试○8动态调试4.3具体施工方案：（1）电缆沟基础施工按照图纸要求挖沟、浇筑基础，确定好四周预留距离、钢架及电缆支架接地要焊接良好、根据图纸要求做好预埋管线的敷设。
技术要求：电缆沟长宽深约23000mm*1000mm*1400mm，内部须有铆劲保证单台16吨设备承重。
基础需高出地面500mm。
电缆沟具有一定防水能力及排水口避免雨水存积，电缆沟底部采用水泥地面，并需要有一定坡度以便排水。
竖井一侧需开凿一引至电源箱的400mm宽沟槽。
地沟内需要焊接桥架铺设用角钢两层。
地基接地沿着基础槽钢敷设，引致现场主接地网。
排水孔用预埋管，并设置防鼠网。
室内安装16台立式空调，需提前预埋电源穿线管、空调制冷及排水管。
设备基座采用14#槽钢敷设在预埋件上，具体要求参加图纸。
（2）电缆桥架及竖井安装电缆桥架安装分厂房内及厂房外两部分。
厂房内电缆桥架为控制电缆设置，因此只安装单层槽盒，为400宽。
用两根槽钢做支撑，槽盒焊接在槽钢上，总计约20米，通行电缆预计40根，最大尺寸为16*1.0.槽盒路径为：1号炉升降梯门口2米处，延捞渣机控缆槽盒前行约20米，至炉零米横向总槽盒，接至最顶层。
引风机变频器的改造技术及其在电厂的应用
引风机变频器的改造技术及其在电厂的应用摘要:引风机变频器通过改变电压与频率之间的关系,实现了对引风机转速的无级调速,极大地改变了以往引风机糟糕的运行工况,主要体现在:降低了能耗、简化了人工操作、稳定了运行工况。
关键词:变频器引风机应用自从20世纪80年代变频器商业化以来,变频器得到了快速的发展。
变频器主要用于交流电动机转速的调节,除此之外,变频器还具有显著的节能作用。
在电厂中广泛应用着各种引风机,由于燃料构成、热负荷、电负荷以及季节等变化因数较大,因此,在各个不同的燃烧情况下,所需要的空气量也是不同的,且变化极大,造成了资源的浪费和设备损坏的加速。
本文就引风机变频器的改造技术及其的应用进行简单的介绍。
1 引风机变频器的改造技术引风机变频器的主要作用就是改变异步电动机的供电频率,通过频率的改变来改变轴转速,实现对轴的调速运行。
异步电动机的转速公式如下:n＝(60f/P)×(1－S)r/min…式中:n为电动机转速;f为电动机定子供电频率;P为电动机极对数;S为电动机转差率。
从中可以发现:在电动机极对数、转差率不发生变化的情况下,电动机转速与供电频率呈线性关系。
其工作原理是主回路先将工频交流电通过整流器变成直流电,经滤波后,再经过逆变器通过给定输入控制量,将直流电变成可控频率的交流电,供给三相交流异步电动机,实现电动机调速运行。
在整个过程中,只要精准的控制电源的频率就可以精确的控制转速,满足工业生产的需要。
在改变电机的转速时,为保持电机的最大转矩不变,就必须要求定子供电电压做出相应的调节,以维持磁通量的恒定,根据电子电压(U1)和定子供电频率(f1)的不同比例关系,有着不同的调速方式:(1)保持U1和f1成比例地改变来维持恒磁通,实现变频调速。
但在低频时,定子阻抗就会变得逐渐明显,最大转矩Mm也会出现随频率的降低而减小的现象,特别体现在启动转矩上;(2)随f1的降低适当提高U1,以此保持最大转矩Mm时的恒磁通;(3)在f1>f1e(定子工频)时,若仍维持U1/f1=常数,势必使U1超过定子额定电压U1e。
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关于引风机电机变频改造的方案
一、引风机电机运行现状
热电公司两台130T/H锅炉所配置的两台引风机额定功率为560KW，平均消耗功率约为401KW，月耗电约30万度，其运行参数如下：
二、原一次风机变频改造效果分析及引风机变频改造的必要性
(一)原两台一次风机变频改造效果分析
2007年10月在进行变频改造前公司专业技术人员对锅炉两台一次风机的运行情况进行了调查，其运行情况如下：
运行工况：通过调节风门开度来调节风量，从而达到调节锅炉负荷的目的，锅炉负荷小范围变化对电机功率消耗影响不大。
但由于3#锅炉与4#锅炉在带负荷特性上有些差异，所以在同负荷情况下其风量要求不一样（3#炉风量>4#炉风量），其电机消耗功率也不一样。
平均运行电流3#炉I3：67A 4#炉I4：63A
额定电压U：6KV
平均运行功率：
3#炉P3 =1.732*平均运行电流*额定电压*功率因数
=1.732*67*6*0.85=595(KW)
4#炉P4=1.732*平均运行电流*额定电压*功率因数
=1.732*63*6*0.85=554(KW)
加装变频装置后，其运行情况如下：
运行工况：风门全开，通过调节风机电机的输入电压频率来改变电机的转速来调节风量，从而达到调节锅炉负荷的目的，锅炉负荷变化对电机功率消耗影响较大。
平均运行电流：3#炉I3：45A 4#炉I4：39A
额定电压U：6KV
平均运行功率：
3#炉P３变=1.732*平均运行电流*额定电压*功率因数
=1.732*45*6*0.85=397(KW)
4#炉P4变=1.732*平均运行电流*额定电压*功率因数
=1.732*39*6*0.85=344(KW)
从以上统计数据我们可以得出：
平均节省电量：3#炉P3省= P３-P３变=595-397=198（KW）
4#炉P4省= P4-P4变=554-344=210（KW）
节电率：3#炉= P3省／P3*100%=198／595*100%=33%
4#炉= P4省／P4*100%=210/554*100%=38%
以2008年3月至2009年3月这一时间段为例，3#炉运行4309小时，4#炉运行5563小时，电价按0.41元／度计算，节省电量和电费为：
3#炉总节省电量=运行时间*平均节省电量=4309*198=85.3182万度总节省电费=节省电量*电价=85.3182*0.41=34.9804万元4#炉总节省电量=运行时间*平均节省电量=5563*210=116.823万度总节省电费=节省电量*电价=116.823*0.41=47.8974万元两台共节省电量和电费为：
总节省电量=3#炉总节省电量+4#炉总节省电量
=85.3182+116.823=202.1412万度
总节省电费=3#炉总节省电费+4#炉总节省电费
=34.9804+47.8974=82.8778万元
(二)引风机电机变频改造的必要性
公司电气专业技术人员通过对该两台风机电机运行数据的分析，发现该两台
引电机负荷容裕量大。
由于风门开度只有15%，其所耗电能有一大部分被消耗在风门挡板上，如将风门全开，则能大大的减少其所耗电能，减少不必要的电能损耗。
所以，将风门调节风量的方式改为风门全开，用变频器调节的方式十分必要。
三、改造方案、费用及周期
(一) 改造方案
对该两台引风机电机加装高压变频器。
(二) 改造费用
该容量变频器市场报价约为70万元/台，两台约140万元，安装材料费用（主要为高压电缆）约3万元，总费用约为143万元。
如果该项目采用节能返款的方式进行实施，即用改造后节省下的电费来支付设备费用，逐月结算直至付清全部设备款项后，设备资产转入我方所有，从而减轻投资压力。
(三) 改造周期
该项目改造工期为四个月。
四、经济效益分析
(一) 直接经济效益分析:
根据引风机的运行数据
目前运行的实际功率=1.732 * 实际工作电压* 实际工作电流* 功率因数=1.732*6*46*0.84≈401 kw
则拟采用变频调速后，因为变频调速装置效率较高,≥0.96，计算时按0.96计。
电机效率为0.95。
根据风门15%的开度，估计其流量比约为80%左右，则采用变频调速后风机消耗的功率为
系统消耗的功率=轴功率* 阀门开度估计流量比/ 电机效率/ 变频器效率=491* （80%）3 / 0.95 / 0.96 ≈276 kw
节约功率= (现在消耗功率- 改造后消耗功率) / 现在消耗功率=(401-276)/401≈31%
按年运行7000小时计算，单台年节省电能87.5万度，折算电费35.875万元(电价按0.41元计算)，两台每年节约电费71.75万元，即2年就能收回投
资，即使按年运行5000小时测算，投资回报周期为33个月。
（二）间接经济效益分析
采用变频调节，除了可以产生以上经济效益外，还有：
1、功率因数得以提高，变频调速可以在很宽的转速范围内保持高功率因数
运行（例如20%以上转速时功率因数大于0.95）。
2、可实现空载软启动，启动电流（小于额定电流的10%）大为减少，避免
了因大启动电流造成的绝缘老化及由于大电动力矩造成的机械冲击对电
机寿命的影响，可减少电机的维护工作量，节约检修维护费用。
3、采用变频调节，检修维护方便。
4、采用变频调速，阀门全开，转速降低使环境噪音影响得到大大改善。
五、结论和建议
以上分析表明，对引风机电机进行变频改造，技术上切实可行，经济效益明显，建议尽快安排该项目的实施。