水泥厂排风机高压变频技改及施工方案(编辑修改稿)

水泥厂排风机高压变频技改及施工方案(编辑修改稿)内容摘要：

的生产工艺，频繁的故障给用户造成巨大经济损失， 考虑到整个变频系统 当前 实际运行情况， 云南易门大 椿树水泥有限责任公司 决定对 原 变频系统 进行改造，以满足将来的生产需求。 原 排 风机高压变频系统 原 高压变频器装置包括：主要设备为 旁路柜、移相变压器柜、 功率单元 柜 、 控制柜等设备。 变频控制为一拖一手动 工频旁路方案。 变频调速系统接于 10kV 电压等级的主动力电源系统，用于电动机的变频调速。 10KV母线输出真空断路器及 10KV高压电动机为原有设备。 原 设计方案如下： 云 南易门大椿树水泥有限责任公司 排 风机高压变频改造 技术及施工方案 深圳市库马克新技术股份有限公司 领先能效自动化专业设备与服务提供商 第 5 页 服务热线： 4006192020 网址： . 原系统 由 3个高压隔离开关 QS4 QS42 和 QS43 和高压开关 QF、电动机 M组成（ 如图 ）。 QS42 和 QS43 之间存在机械互锁逻辑，不能同时闭合。 变频运 行时， QS43 断开，QS41 和 QS42 闭合；工频运行时， QS41 和 QS42 断开， QS43 闭合。 高压开关 QF、电动机M为现场原有设备。 图 原变频系统控制图 云 南易门大椿树水泥有限责任公司 排 风机高压变频改造 技术及施工方案 深圳市库马克新技术股份有限公司 领先能效自动化专业设备与服务提供商 第 6 页 服务热线： 4006192020 网址： . 2 技改 技术方案 改造 方案说明 本次电气技术改造 主要涉及以下几方面：系统主回路控制方案、高压变频器配置参数、变频器系统控制方案、散热方案。 根据 原 系统 当前 实际运行情况， 结合我公司多年来在类似工程改造项目上的经验，我公司建议拆除原高压变频系统，推荐更换我公司生产的具有自主品牌的 ES9000 系列高压变频节能宝。 主回路技术方案 系统主回路采用一拖一手动旁 路工作方式，高压 变频装置主回路图如 ： 图 一拖一变频调速自动旁路方案图 云 南易门大椿树水泥有限责任公司 排 风机高压变频改造 技术及施工方案 深圳市库马克新技术股份有限公司 领先能效自动化专业设备与服务提供商 第 7 页 服务热线： 4006192020 网址： . 方案描述：高压断路器 QF 与电机 M为原设备。 10kV 电源经 断路器 QF 至 变频装置刀闸 QS1,再 到高压变频 调速 装置 系统 ，变频装置输出经刀闸 QF2 送至电动机。 一旦变频装置出现故障，即可马上断开输入侧 10kV 开关及刀闸 QF1，将变频装置隔离，切换刀闸QF2 至工频侧。 刀闸 QF QF2之间具有闭锁和防止误操作功能。 当任一回路出现问题需要维护处理时，可以断开相应回路隔离开关，形成明显隔离断点，便于人工检修。 改造方案高压变频 选择 技改 项目 设备排 风机参数 为 1600KW/10KV， 为不破坏原排 风机系统工作方式，改造后，新 变频系统 仍 采用一拖一 手动 旁路控制模式。 本方案经济性好、技术可靠、维护成本低。 对于高压变频器的选型， 选用我公司生产的具有国际先进水平、高可靠性、高性能 ES9000 系列变频节能宝。 ES9000 高压变频节能宝产品具有 磁通优化功能 、比普通高压变频器更节能， ES9000 高压变频节能宝能根据负载的变化及电机的性能、在拖动电机运行时、自动对电机拖动系统进行磁通优化、可将包括电机和变频器在内的电机拖动系统的效率提高 110%，使用户获得 更多的节能效益。 高压变频器技术参数 序号 规 范 参 数 备 注 1 使用标准 Q/CP BLH0032020 2 型式及型号 ES9000A202010K 适配 1600KW/10KV 电机 3 供货商及产地 CMK 4 安装地点 室内 5 技术方案 多级模块串联，交直交、高高方式 6 对电动机要求 普通鼠笼式异步电机 7 额定输入电压 /允许变化范围 10kV177。 10% 8 变压器调压范围 ＋ 5% 9 系统输出电压 0～ 10kV 10 系统输出电流 115A 云 南易门大椿树水泥有限责任公司 排 风机高压变频改造 技术及施工方案 深圳市库马克新技术股份有限公司 领先能效自动化专业设备与服务提供商 第 8 页 服务热线： 4006192020 网址： . 序号 规 范 参 数 备 注 11 逆变侧最高输出电压 10kV 12 额定容量 2020 kVA 13 额定输入频率 /允许变化范围 50Hz177。 10% 14 对电网电压波动的敏感性 35%～ +15% 15 输入侧功率因数 ＞ （＞ 20%负载） 16 变频器效率 ＞ 17 控制方式 多级正弦 PWM 控制 18 控制电源 一路 AC 220V 容量不小于 3KVA， 用户可选配 UPS，供变频器控制系统使用。 用户提供 (每套 ) AC380V/10kVA，三相四线，供变频器冷却风机使用。 19 电网侧变换器型式及元件 48 脉冲，二极管三相全桥 20 电机侧逆变器型式及元件 IGBT 逆变桥 串连 21 电隔离部分是否采用光纤电缆 采用安捷伦 光纤 连接 22 冷却方式 强迫风冷 23 标准控制连接 硬连接 24 过程控制方式 开环 25 操作界面 中文人机界面 26 变频装置外形尺寸 (长深高 ) 5300*1300*2520 含旁路柜 27 变频装置重量 9000kg 28 防护等级 IP30 29 柜体摆放方式 并列安装（变频器与旁路柜） 30 柜体颜色 31 进出线方式 下进 下 出 云 南易门大椿树水泥有限责任公司 排 风机高压变频改造 技术及施工方案 深圳市库马克新技术股份有限公司 领先能效自动化专业设备与服务提供商 第 9 页 服务热线： 4006192020 网址： . 电气 设备改造 方案的 选择 更换功率单元柜、控制柜方案 原排 风机高压变频调速系统中，产生故障比较频繁的器件为功率单元与电路板，因此，可在保留原旁路柜、移相变压器柜的基础上对变频系统进行改造。 此改造方式为拆除原高压变频系统功率单元柜与控制柜，更换新的功率单元柜与控制柜。 由于此方式需要拆除原系统移相变压器至功率单元的所有动力电缆，施工量大 ， 投资改造工期长， 需根据原旁路柜与变压器柜系统接口定义重新设置软件参数， 且为日 后的新设备与旧设备之间产生的质保与维护带来不便。 设备整体全新更换方案 原高压变频系统整体拆除，更换我公司 高压变频装置 ES9000 系列高压 变频器 ， 包含旁路柜、移相变压器柜、 功率单元 柜 、 控制柜。 此方案整体将原系统更换为我公司高压变频系统，设计施工简便、维护成本低，投资工期短，我公司建议采用设备整体更新方案作为此次改造电气技术方案。 高压变频调速系统选型 高压大功率变频调速系统具有技术含量高、开发难度大、研发费用高的特点，它应用在生产的重要部位，一旦出现质量事故，将会给用户带来比节能还要昂贵的损失，甚至严重的后果。 使得用户对产品的品质和可靠性要求相当严 格。 深圳库马克新技术股份有限公司从企业的长远利益着想，为了保证产品品质，对用户高度负责，采用我公司自主生产的高科技节能改造产品 ES9000 系列高压变频系统，对高压电机进行改造。 在保证用户用电安全和不影响用户用电水平的前提下，提升电能使用效率，优化电力品质，从而达到节约电费成本，保护用电设备的目的。 该系统应用在国内各个行业多种复杂工况，截止目前已经有几百套的运行案例，其产品的可靠性和稳定性遥遥领先于同行业。 根据设备负荷情况，依据电机的额定电压与额定电流，结合我司以往众多电厂高压变频节能改造的经验， 该方案中、高压变频器选用我公司生产的 ES9000 系列高性能高压变频器 ，因此次改造设备均为平方转矩负载，根据国标要求的轻载设备的选型原则（即变频器额定电流≥电机额定电流，变频器额定功率≥电机额定功率，电压等级一致），我们的选型如下： 云 南易门大椿树水泥有限责任公司 排 风机高压变频改造 技术及施工方案 深圳市库马克新技术股份有限公司 领先能效自动化专业设备与服务提供商 第 10 页 服务热线： 4006192020 网址： . 改造系统引 风机变频器的选型 序号 设备名称 工序名称 电机功率(KW) 额定电压(KV) 额定电流(A) 变频器选型 单位 数量 控制方式 1 排 风机 水泥烧结 1600 10 ES9000A202010K 套 1 一拖一 手动旁路 ES9000 高压变频装置 ES9000系列高压变频节能宝采用多单元串联结构，主回路主要由多绕组供电变压器和数个逆变单元构成。 多绕组供电变压器为每个逆变单元单独供电，并实现单元之间的供电电源隔离和与电网之间的隔离。 逆变单元是核心功率部件，其开关器件为 IGBT。 典型的主回路结构如图 所示。 输入侧移相变压器供电原理 ES9000 高压变频节能宝的输入侧配置有多绕组隔离变压器，变压器的副边有多个相互隔离的三相绕组，每三个三相绕组组成一个同相位组，向三个单元独立供电，形成 6脉冲整流输入。 10KV等级的 ES9000 有 8个同相位组， 8个同相位组构成 48 脉冲输入。 云 南易门大椿树水泥有限责任公司 排 风机高压变频改造 技术及施工方案 深圳市库马克新技术股份有限公司 领先能效自动化专业设备与服务提供商 第 11 页 服务热线： 4006192020 网址： . 散热设计 方案 高压变频调速统采用移相隔离变压器和大功率高频电力电子元件，其发热量较大，系统效率约 97%、约 4%的功率以发热形式消耗；同时运行环境的温度影响系统运行的稳定性及功率元件的使用寿命，因此为了使变频器能长期稳定和可靠地运行，对变频器的安装环境温度要求很严格： 5℃ 至 +45℃ ，温度变化应不大于 5K/h。 针对现场不同的环境 工况 ， 当前国内高压变频系统主要有一下几种散热方式：风道散热、空调散热、空 水冷 却器散热等冷却方式。 风道散热方式 ： 主要针对于现场环境清洁、空气中灰尘 少、并且环境温度能够满足设备运行温度要求的可采用风道散热设计。 如果变频器柜顶风机距出风口较近（小于 米，中间无转折），出风口可不加装辅助排风机；如果出风口的现场施工存在不便，风道需有转折，则可以考虑加装风机强迫排风，排风机的排风量必须不小于变频器柜顶风机的排风量。 注意事项：进风口面积必须足够大，防止室内形成负压，产生高海拔效应，人为的降低设备系统容量。 进风口必须加装方便拆卸的防尘滤网，防尘滤网必须定期更换、冲洗。 风道材料：采用喷漆的冷轧钢板、白铁皮或者不锈钢。 进风口的下边沿一般在墙壁距地面 ~ 处。 风道散热的优缺点 ：成本低，可靠性高，散热效果良好 ，可靠性高；不能使用于现场比较脏，灰尘比较大的环境。 主要用于电机功率比较小的系统。 变频室 进风口的面积需要根据系统的具体情况进行确定，并且风口应设置空气过滤网，过滤网的网孔不得大于 55mm。 系统的通风量 Qf，假定进风口的风速 V 不超过3 m/s，由 Qf =SV 可知，进风口的面积 S≈Qf /V。 根据风冷系统的散热原理， △Q=△tQf Cpρ, 其中： △Q：系统总的损耗功率 △t：空气 进口 与出口的温差； Qf：总的通风量 云 南易门大椿树水泥有限责任公司 排 风机高压变频改造 技术及施工方案 深圳市库马克新技术股份有限公司 领先能效自动化专业设备与服务提供商 第 12 页 服务热。