高壓變頻調速技術_6

2019-11-18 14:25

  一、技術名稱:高壓變頻調速技術

  二、技術所屬領域及適用范圍

  電力、軋鋼、造紙、化工、水泥、煤炭、紡織、鐵路、食品、船舶、機床等工業1kV以上的高壓交流電機。

  三、與該技術相關的能耗及碳排放現狀

  全國電動機裝機總容量已達4億多kW,年耗電量達12000億kWh,占全國總用電量的60%,占工業用電量的80%;其中風機、水泵、壓縮機的裝機總容量已超過1.8億kW,年耗電量達8000億kWh,占全國總用電量的40%左右。目前,僅有約15%左右變頻調速運行。目前該技術可實現節能量90萬tce/a,CO2減排約238萬t/a。

  四、技術內容

  1.技術原理

  高壓變頻調速技術采用單元串聯多電平技術或者IGBT元件直接串聯高壓變頻器等技術,實現變頻調速系統的高輸出功率(功率因數0.9(5),同時消除對電網諧波的污染。對中高壓、大功率風機、水泵的節電降耗作用明顯,平均節電率在30%以上。

  2.關鍵技術

  單元串聯多電平技術采用功率單元串聯電壓相加回路,采取變壓器多繞組別分組分壓整流單元均壓,單元電平疊加,通過IGBT逆變橋進行正弦(PWM)控制,可得到單項交流輸出,每個功率模塊結構及電氣性能上完全一致,可以互換。

  3.工藝流程

  具體工藝流程及原理圖見圖1,圖2。

  圖1 主回路工作原理簡圖

單元串聯多電平高壓變頻器原理示意圖

  圖2 單元串聯多電平高壓變頻器原理示意圖

  五、主要技術指標

  1.效率:96%;

  2.輸出電壓范圍:3kV-11kV;

  3.輸入電流諧波總含量:4%;

  4.輸入功率因數:0.95。

  六、技術鑒定、獲獎情況及應用現狀

  該技術1997年通過了國家機械工業局組織的技術鑒定,并在部分電力,冶金推廣應用,技術成熟可靠,節能經濟效益好。

  七、典型應用案例

  典型案例1:北京大唐發電公司陡河發電廠

  建設規模:1000kW/6kV風機高壓變頻器改造。主要技改內容:125MW調峰機組風機變頻調節,主要設備為1000kW/6kV風機變頻器。節能技改投資280萬元,建設期18個月。每年可節能1160tce,年節能經濟效益100萬元,投資回收期24個月。

  典型案例2:大冶特鋼第四煉鋼廠

  建設規模:1600kW/6kV除塵風機高壓變頻器改造。主要技改內容:70t交流電弧爐除塵風機變頻調節,主要設備為1600KW/6KV除塵風機變頻器。節能技改投資280萬元,建設期12個月。每年可節能2362tce,年節能經濟效益276萬元,投資回收期12個月。

  八、推廣前景及節能減排潛力

  目前,我國大功率的風機、水泵等設備約有30000萬臺,其中只有約4000臺設備進行了變頻改造,未來5年,預計推廣到50%,總投入38億元,節能能力可達300萬tce/a,減排能力792萬tCO2/a。

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