一、技術(shù)名稱:高壓變頻調(diào)速技術(shù)
二、技術(shù)所屬領(lǐng)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(yè)1kV以上的高壓交流電機。
三、與該技術(shù)相關(guān)的能耗及碳排放現(xiàn)狀
全國電動機裝機總?cè)萘恳堰_4億多kW,年耗電量達12000億kWh,占全國總用電量的60%,占工業(yè)用電量的80%;其中風機、水泵、壓縮機的裝機總?cè)萘恳殉^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(diào)速運行。目前該技術(shù)可實現(xiàn)節(jié)能量90萬tce/a,CO2減排約238萬t/a。
四、技術(shù)內(nèi)容
1.技術(shù)原理
高壓變頻調(diào)速技術(shù)采用單元串聯(lián)多電平技術(shù)或者IGBT元件直接串聯(lián)高壓變頻器等技術(shù),實現(xiàn)變頻調(diào)速系統(tǒng)的高輸出功率(功率因數(shù)>0.9(5),同時消除對電網(wǎng)諧波的污染。對中高壓、大功率風機、水泵的節(jié)電降耗作用明顯,平均節(jié)電率在30%以上。
2.關(guān)鍵技術(shù)
單元串聯(lián)多電平技術(shù)采用功率單元串聯(lián)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(jié)構(gòu)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
圖2 單元串聯(lián)多電平高壓變頻器原理示意圖
五、主要技術(shù)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(shù):≥0.95。
六、技術(shù)鑒定、獲獎情況及應(yīng)用現(xiàn)狀
該技術(shù)1997年通過了國家機械工業(yè)局組織的技術(shù)鑒定,并在部分電力,冶金推廣應(yīng)用,技術(shù)成熟可靠,節(jié)能經(jīng)濟效益好。
七、典型應(yīng)用案例
典型案例1:北京大唐發(fā)電公司陡河發(fā)電廠
建設(shè)規(guī)模:1000kW/6kV風機高壓變頻器改造。主要技改內(nèi)容:125MW調(diào)峰機組風機變頻調(diào)節(jié),主要設(shè)備為1000kW/6kV風機變頻器。節(jié)能技改投資280萬元,建設(shè)期18個月。每年可節(jié)能1160tce,年節(jié)能經(jīng)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(shè)規(guī)模:1600kW/6kV除塵風機高壓變頻器改造。主要技改內(nèi)容:70t交流電弧爐除塵風機變頻調(diào)節(jié),主要設(shè)備為1600KW/6KV除塵風機變頻器。節(jié)能技改投資280萬元,建設(shè)期12個月。每年可節(jié)能2362tce,年節(jié)能經(jīng)濟效益276萬元,投資回收期12個月。
八、推廣前景及節(jié)能減排潛力
目前,我國大功率的風機、水泵等設(shè)備約有30000萬臺,其中只有約4000臺設(shè)備進行了變頻改造,未來5年,預(yù)計推廣到50%,總投入38億元,節(jié)能能力可達300萬tce/a,減排能力792萬tCO2/a。
(審核編輯: 智匯張瑜)
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