1、XX生物發電廠風機節能可行性方案可行性方案一. 風機電機節能改造的必要性生物發電廠項目一次風機450KW及引風機500KW ，在運行中以風門的擋板調節風壓和風量來滿足生產要求，未上其他調速裝置。在這種情況下僅僅是改變通道的流通阻力，而驅動源的輸出功率并沒有改變，增加了無功，浪費了大量的電能及原材料。致使生產用電率高，生產成本不易降低，增加了電機的負荷與管網的損耗，對生產的工藝有很大影響，選擇合適的調速方式對風機調速成為當務之急。內反饋斬波調速技術在我國很多行業得到了良好的應用，并受到用戶的青睞，這項技術目前非常成熟，特別是安全性與可靠性極高，在使用中節電效率非常明顯，不僅可以節電，改善工藝，提

2、高運行質量，降低生產成本，為企業帶來極大的經濟效益，同時可同機組自控系統相配合，提高自動回路投入率，組成完整的機組優化控制系統，達到省人、省力、省設備，提高機組整體自動化水平和企業整體管理水平。選擇內反饋斬波調速，是針對電機自動改變電機的電流，也就是改變電機的轉速，風門擋板在全開狀態，解決了上面所有的問題。二. 液力偶合器調速的局限性液力耦合器出現的時間最早，屬于機械調速。但是，隨著技術的進步，液力耦合器逐漸顯現了以下的局限性：1. 液力耦合器是由電機的機械軸輸出端與液力耦合器的機械軸連接；由液力耦合器改變速度通過液力耦合的輸出端與風機的機械軸連接。風機與電機的距離較遠，效率很差。需提供較大的

3、安裝空間，基礎復雜。2. 由于液力耦合器的兩端出軸為兩個半軸，頸向跳動大，在短時間內就會造成設備漏油。這樣必然會導致機械軸及軸承干磨。因而，故障率較高。3. 液力耦合器屬于一種機械調速設備。液力耦合器的原理決定了液力耦合器有5-8%的速度損失。同時功率損失變為熱量，使液壓油溫過高。需要大量冷卻水冷卻液壓油。4. 在實際運行中油溫高于95以上，使冷卻器的水易結垢堵塞，造成故障。5. 由于液力耦合器是用液壓油傳遞功率，因此速度控制不穩定、功率因數低、調速精度差。6. 當液力耦合器故障時，設備只能停止運行。影響生產。7. 液力耦合器整機效率低，調速本身的損耗大、維護量大、二次成本過高。因此，以發展的

4、眼光看，從運行的成本及滿足生產的角度分析，液力耦合器屬于淘汰產品。必將被其他的調速裝置所代替。三. 高壓變頻器與內反饋斬波調速的方案比較序號方案1：采用高壓變頻器方案2：斬波內反饋調速裝置1方案簡述高壓變頻器是屬于一種高-高做法，由高壓輸入再高壓輸出到高壓電機所有元件必須能承受大電壓和大電流，可靠性降低。內反饋斬波調速是從高壓電動機的低壓轉子三相進行調速的，是直接改變電機的電流來改變電機轉數，是用低壓控制高壓，同樣是用進口的高壓大功率IGBT模塊，使用在低壓控制上可靠性更高。2電動機普通鼠籠式電機，例：YKK710-6-1800KW/6KV普通繞線式內反饋電機，例：YRKKNT710-6-18

5、00KW/6KV3環境要求需要安裝在環境很好的空調房。安裝在一般的高壓配電房或低壓配電房即可。4開關設備在原有的高壓開關柜基礎上多增加1臺旁路高壓開關柜只需原有的高壓開關柜5高壓電纜原有的高壓開關柜高壓變頻器高壓電機。有系統旁路高壓開關柜高壓電動機共3根高壓電纜只用原有的一根高壓電纜6低壓電纜-從斬波柜電機轉子，一根低壓電纜。逆變柜電機反饋繞組，一根低壓電纜。7電網電源快切保護功能高壓變頻器在電廠項目使用中，當電網電源快切(母連切換)時很容易出現頻率改變，元器件模塊擊穿等故障保護功能很難實現。SN6100內反饋斬波調速裝置具有電網電源快切(母連切換)的保護功能，裝置在調速過程中兩個電源10KV

6、快速切換時，調速系統能保持原調速狀態，不會轉入全速壯態，保證裝置能正常調速運行。8軟啟動功能高壓變頻器沒有獨立的軟起動裝置，是靠變頻器從0轉數到100%轉數來起動電機的，一旦變頻器故障，也就沒有了軟起動，電機再需要起動，還要配額外的軟起動裝置，而不用軟起動裝置，對大功率電機直接起動也較困難，對電機的沖擊也很大。內反饋斬波調速裝置其本身即配備獨立的液態軟起動裝置，即使內饋斬波調速故障時，也可以用獨立的液態軟起動隨時連續并多次對電機進行軟起，并且起動電流小于電機額定電流的1.5IN。9自動軟旁路功能高壓變頻器是屬于手動硬旁路，變頻器突然故障時轉為工頻運行，需切斷輸入高壓開關柜內的真空斷路器和隔離開

7、關，然后再接通旁路高壓開關內的真空斷路器和隔離開關，此時電機斷電3-5秒，在實際操作中或更長，即使能切換工頻時，應電機是在帶風機或水泵負荷中運行，此時電機轉數較慢，用高壓開關突然給電機送額定的電壓和電流時，對電機的沖擊很大，嚴重時可能燒壞電機，特別是送風機突然變全速，風壓大幅度變化會導致鍋爐熄火，或生產中斷。內反饋斬波調速是自動軟旁路，調速突然故障時，旁路接觸器自動斷開，是通過液態電阻電流慢慢增大，是在調速狀態基礎上逐漸升到全速，過渡時間20秒。對電機沒有沖擊，并保證風門調節器的響應，不會造成鍋爐熄火及生產中斷。10故障概率高壓變頻器的元器件，所承受的是大電流、大電壓，是在高壓條件下運行，而元

8、器件的數量比內反饋斬波多幾十倍，同樣的合格率，相應的元器件故障概率比內反饋斬波高10倍以上。內反饋斬波同樣是大功率IGBT模塊，它是使用在低電壓、小電流上運行，所以可靠性較高，系統較小，采用元器件數量也很少，相應的元器件故障概率很少。11諧波影響高壓變頻器是在電網側控制，直接承受電網電壓，控制功率要大于電機功率150%，且直接污染電網，就是加濾波裝置，也很難減少諧波量，輸出濾波器因電機定子電流全部通過變頻器，電力電子元件處在高壓條件下運行，就是加入輸出濾波器，電機的諧波產生較大，不易做到。內反饋斬波調速控制功率小，由于是在電機轉子側實施調速控制，而轉子電壓較低，其控制功率只為電機功率的25%左

9、右，所以它的諧波污染小，電流畸變率小于4%，由于電機轉子的隔離作用不會反饋到電網，無污染，是綠色環保產品，由于電機的轉差能量通過逆變器，經過輸出濾波器，反饋到電機的附加繞組，其附繞組又起到隔離作用，所以電機不會產生諧波。12功率因數0.9以上0.9以上13過載能力120%150%14效率效率0.95效率0.98，實際消耗只有變頻器的1/1015調速范圍從0-100%，其中0-50%是為了軟起動，在實際滿足生產要求調速范圍應在50-100%之間。由獨立的軟起動裝置從0起動到50%進入調速狀態，調速范圍50-100%16調速精度調速精度高，適用于一切裝置閉環調速精度在3%左右，特別適用于風機和水泵

10、的拖動調速17干擾對其它設備產生電磁干擾，使某些自動控制系統工作產生異常對其它設備不產生電磁干擾18本體尺寸10米（根據容量大小）150024502.7米(根據容量大小)800245019維護1. 維護要求高，用戶很難自己維修2. 內部復雜,可靠性相對較低3. 故障后修復較難4. 系統龐大、占地大、造價高、維護成本高。1. 維護簡單，一般技術人員經過短時間培訓就能掌握；2. 中文彩色觸摸屏操作方便,1000次事件記錄,故障和誤操作均可查詢3. 可靠性高，即使故障也保證電機全速運行4. 故障修復容易，5. 系統小、占地小、造價低、維護費用低、部件全進口，全部名牌產品20總投資是內反饋方案的1倍是

11、高壓變頻器的50-80%四. 節能分析表一電動機帶風機時轉速與輸入功率特性（以100%轉速時電動機輸入功率P基為基準）轉速100%Nn90%Nn80%Nn70%Nn60%Nn電機功率100%P基80%P基60%P基45%P基30%P基概述：離心式風機的風量調節，傳統方式是由改變檔板開度來實現的。當檔板開度由大變小時電動機軸功率不會明顯減小，而采用調速方式來調節風量時，當轉速由高變低時，電動機軸功率按轉速的三次方下降，這是由離心風機的特性決定的。在相同工藝要求的風量條件下，采用降低轉速方法時，軸功率的接近轉速下降量的平方。所以，采用調速是離心風機節能的有效方法。注：1、上表是以風機的檔板在全打開

12、，改變電動機轉速時不改變負載的其它狀態為條件；2、當電動機轉速為全速及擋板全開時，若電動機已超過額定值，則基準值應予以調整,風機節能多少取決于峰值的變化以表一所示.3、新建項目的風機節能多少取決于峰值的變化以表一所示，根據同行業，同機組容量調速運行的比較及我公司多年來做過同類項目調速運行的經驗，平均最低節電率在35%-57%，醴縣生物發電廠項目一次風機和引風機電機型號規格及參數預計為：YRKKNT450-4-450KW/10KV IP54、YRKKNT500-6-500KW/10KV IP54；采用內反饋斬波調速SN6100-450KW/10KV、SN6100-500KW/10KV運行，滿足生

13、產運行要求前提下，風門擋板全開狀態，節電率約為：35%-57%。五. 安裝調試施工周期 設備全部到貨：每套電機及調速裝置安裝及布線約3-5天，由用戶負責完成，賣方協助。 每套電機及調速裝置調試運行約2-3天，由賣方負責完成，買方協助。六. SN6100調速系統構成及原理簡述*.啟動： 電動機轉子回路經由液體電阻啟動器構成回路，斷路器合閘后，啟動電阻電極下降，電阻變小，電動機轉速逐步上升直到全速。*.全速運行：啟動結束，全速接觸器KM2閉合，KM4斷開，電動機全速運行。*.調速運行：接觸器KM3、KM1閉合，接觸器KM2、KM4斷開，電動機調速運行；改變斬波器占空比，電動機轉速改變。*.故障：調

14、速部分發生故障時，接觸器KM4閉合，KM3、KM1斷開，電動機轉速由調速狀態逐漸上升到全速，接觸器KM2閉合，電動機全速運行；*.維修旁路：隔離刀閘K2閉合，K1斷開，熔斷器拉開，電動機全速運行，裝置可維修。*.裝置具有與DCS的接口 *. DI：遠方開車；遠方停車；遠方轉調速；遠方轉全速； *.DO：裝置備好；全速運行；調速運行；故障； *.AI：遠方轉速調節； *.AO：轉速遠方顯示。*.系統原理圖七. 內饋斬波調速裝置參數如下 調速裝置原理簡述：*.啟動： 電動機轉子回路經由液體電阻啟動器構成回路，斷路器合閘后，啟動電阻電極下降，電阻變小，電動機轉速逐步上升直到全速。*.全速運行：啟動結

15、束，全速接觸器KM2閉合，KM4斷開，電動機全速運行。*.調速運行：接觸器KM3、KM1閉合，接觸器KM2、KM4斷開，電動機調速運行；改變斬波器占空比，電動機轉速改變。*.故障：調速部分發生故障時，接觸器KM4閉合，KM3、KM1斷開，電動機轉速由調速狀態逐漸上升到全速，接觸器KM2閉合，電動機全速運行；*.維修旁路：隔離刀閘K2閉合，K1斷開，熔斷器拉開，電動機全速運行，裝置可維修。4調速裝置與DCS的接口裝置具有與DCS的接口 DI：遠方開車；遠方停車；遠方轉調速；遠方轉全速； DO：裝置備好；全速運行；調速運行；故障； AI：遠方轉速調節； AO：轉速遠方顯示。5.裝置外形尺寸調速柜

16、：寬深高400-500KW）；(后門為拆卸式)液態軟啟動柜：寬深高=6008002200 ；可以根據用戶要求進行變更。6調速裝置技術條件SN6100系列內反饋斬波調速裝置具有下列特征：（1）全部電力電子元件采用模塊結構，單一冷卻風道，結構緊湊維修方便； （2）用IGBT模塊制作斬波器，斬波器無直通或失控故障；（3）用IGBT模塊制作逆變器，逆變器無顛覆故障；（4） 對于負載為風機時，推薦采用液態電阻啟動器來保證電動機的軟啟動要求，啟動電流(1.5) I N（5）啟動時，可以使電動機直接進入調速狀態；調速裝置故障時，電動機轉速由當前狀態斜坡上升到全速狀態，其過程時間可達

17、到30秒。八. 內饋斬波調速裝置參數技術指標1工作方式：軟起動、全速運行、PWM斬波調速、連續運行；2調速范圍：額定轉速的（50%-100%），連續可調；3裝置效率：98%；4啟動電流: 啟動時定子電流小于（1.5）IN （對液態電阻啟動器 ）；5功率因素：不低于0.9滯后（4極電機，轉速80%時） ；6系統諧波失真：小于4% ；7逆變器過載能力：125% 10分鐘，150%60秒鐘 ；8遠方操作I/O 就地/遠方操作可選，遠方操作適應DCS系統(無源接點)；遠方操作內容（干接點）：遠方開車；遠方轉調速；遠方轉全速；遠方停車。遠方信號內容（干接點）：裝置備好；全速運行；調速運行；裝置故障。9自

18、動控制 手動/自動控制可選，自動控制時，接受420ma 信號10噪音：前方1米外A特性70db11控制電源：一路三相380/220V，控制電源容量2KVA，一路220VDC控制電源中斷時，裝置可正常工作 12保護功能和自診斷能力：過載、過流、過壓、超溫等保護齊全；故障自診斷和聲光報警功能；1000次事件記錄，隨時可查詢事故或誤操作13故障應對能力及旁路性能：電網電壓波動0.5秒，電動機母線掉電快切，裝置不受影響。本裝置故障時自動轉全速運行（可以選擇）。裝置檢修時，電動機可全速運行14冷卻方式：強制風冷15環境溫度：-10-40， 16相對濕度：95%以下（不結露）17防護等級：IP2318海拔

19、高度：1000米19其他條件：使用于無嚴重腐蝕性氣體、無嚴重灰塵、無嚴重震動的場合20裝置重量：18003000 KG (5002000 KW)21調速裝置符合上海市企業標準Q/TCKT02-2007的要求九. 斬波調速技術特征內反饋斬波調速裝置采用IGBT制作的斬波器與逆變器是上海南征電子電氣成套有限公司的獨家知識產權，專利號為ZL 200520039244.7，本公司專利技術產品受到國家法律保護，任何個人或單位均不得仿制。本公司的內反饋斬波調速裝置SN6100系列的專利技術特征如下：u 調速方式：根據實際負載要求自動改變電機電流，降低電機轉數，進行無級調速，調速系統可就地操作調速運行或遠方

20、DCS系統操作調速運行，也可以直接轉全速運行。軟啟動裝置可獨立單獨連續啟動等功能。u 調速范圍：電機額定轉數50%-100%，也可根據用戶設計的調速范圍要求無級調速，調速精度高。u 軟啟動方式：特殊控制的液態電阻軟啟動裝置，啟動電流小于1.5倍電機的額定電流。啟動轉矩大，啟動平穩，實現平滑無級的連續啟動，對電機、電網及廠變系統無沖擊，電機啟動到任意轉數直接進入調速狀態。u 自動軟旁路方式：特殊的控制方式，即使調速裝置突然故障時，自動轉為工頻運行，保證電機正常運行，不停機、不停產，并使電機轉速逐漸升到最高轉速，過度時間約10-30秒可調，以滿足風門，閥門調節器的響應，使電機在負載運行下從原調速的

21、轉速上逐漸升到全速，轉換無沖擊，不會燒壞電機，使鍋爐不會熄火。u 斬波器與脈沖控制方式：獨特的IGBT并聯技術，是本系統電子電路的核心專利技術，IGBT是自關斷、自恢復元件，由于IGBT的關斷速度比SCR或IGCT高幾佰倍，自身關斷保護能力及自恢復能力高度有效，能徹底切除電網波動或雷擊產生的脈沖及電磁波干擾，等脈沖過后自恢復能力高度有效，具有特殊的抗干擾能力。保證斬波器工作絕對可靠。u 逆變器及同步信號控制方式：采用IGBT組成的逆變器，同步信號發生故障時，逆變器絕對不會顛覆或過電流，IGBT是自關斷、自恢復元件，自身關斷保護及自恢復能力高度有效，能有效切除過電流故障，保證逆變器正常運行。u

22、電網電源快切保護功能：SN6100內反饋斬波調速裝置具有電網電源快切(母連切換)的保護功能，裝置在調速過程中兩個電源10KV快速切換時，調速系統能保持原調速狀態，不會轉入全速壯態，保證裝置能正常調速運行。u 操作電源控制方式：調速裝置具有電源控制回路切換，當380V或220V控制電源丟失時，可自動切換到電機的附加繞組上供電，只要電機有調速裝置仍正常運行，也可以切換到用戶的UPS直流電源供電，避免因控制失電而導致器件損壞，確保控制系統的可靠運行。u 保護和自診斷功能：裝置具有缺相、短路、過載、過電流、過電壓、欠壓、欠流、超溫等保護功能及故障自診斷和聲光報警，故障或誤操作事件記錄等功能。u 電源故

23、障應對能力及旁路性能：在電機電源發生欠壓、缺相、短路等故障時，斬波器不會失控，逆變器不會顛覆故障，電源電壓波動0.5秒，裝置不受影響。故障檢修不影響電機全速運行。u 調速裝置與DCS系統匹配方式：調速裝置采用可編程PCL控制和用戶任何基礎的DCS系統實現無縫接口，調速裝置通過比較轉速輸出量：由4-20mA工業通用接口與DCS速度給定之間的大小，自動調節電機的轉數，實現風機、水泵自動調速運行。在用戶現場DCS給定信號掉線時，調速裝置提供報警的同時，可按原轉速繼續運行，維護機組的運行工況不變。u 控制方式：采用進口液晶中文觸摸屏，能正確測速顯示電機參數，斷路器合閘、分閘，轉子電流電壓，調速轉全速，

24、全速轉調速，啟動，停機，占空比大小，一次二次三次故障報警及恢復，1000次歷史事件記錄及打印，等等的顯示及就地操作。也可與總控制室DCS系統操作控制，實現遠方顯示操作，具有開環和閉環兩種控制可選，可方便實現壓力和流量閉環控制。u 功率因數：調速裝置功率因數不低于0.9滯后，保證電機運行功率不低于電機額定的功率因數。u 諧波：系統諧波失真：小于4%。十. SN6100內反饋斬波調速裝置調速系統實現的基本功能見圖1，內反饋斬波調速裝置主要是由整流器，斬波器，逆變器組成的。此外，裝置內還有軟啟動電路，裝置門上裝有觸摸屏。 KM2 電動機 輸入整流器 IGBT斬波器 IGBT逆變器 LR1 LR26K

25、V母線 K1 PM D KM1 IGBT1 CB C LR3 KM3圖11、“本機/遠方”操作選擇功能 裝置具有“本機/遠方”操作選擇功能，使用者可以根據情況進行選擇。“本機/遠方”操作選擇開關設在觸摸屏的基本窗口。當此開關位置在“本機”操作時，可以在觸摸屏上實現高壓斷路器的合閘和分閘、電動機轉全速和轉調速、以及電機轉速的調整；當此開關位置在“遠方”操作時，可以通過遠方的無源觸點（如DCS的輸出接點）實現高壓斷路器的合閘和分閘、電動機轉全速和轉調速、以及電機轉速的調整。為了便于查詢，當操作人員改變選擇時，將被記錄下這個信息。2、“手動/自動”控制選擇功能裝置具有“手動/自動”控制選擇功能，使用

26、者可以根據情況進行選擇。為了便于查詢，當操作人員改變選擇時，將被記錄下這個信息。當此開關位置在“手動”位置時，可以在觸摸屏上按壓 +/- 按鈕來調整斬波器的占空比，即改變電動機轉速。當“手動/自動”開關指向“自動”位置時，可以從外部輸入4-20mA 電流來調整斬波器的占空比，即改變電動機轉速。3、聯鎖操作(a) 調速裝置可以選擇在機柜觸摸屏上操作高壓開關或中央控制室操作；(b) 出口電動門開/關與裝置啟動/停止聯鎖；4、自動調節壓力（或流量）1. 當選擇裝置調速運行時，裝置接受4-20 ma 壓力變送器信號通過DCS系統所給定的轉數、數據實現自動調速；2. 當選擇裝置全速運行時，電動機轉速為額定轉速；5、旁路運行當調速裝置內部發生故障時，裝置自動轉為全速運行并發出就地和遠方報警信號；此后，可由人工操作將裝置退出運行，電動機繼續運行。這樣，就可對裝置進行維修。見圖3，內反饋斬波調速系統主要是由液態軟啟動柜，整流柜，斬波柜，逆變器組成。此外，裝置門上裝有中文液晶觸摸屏。十一. 內反饋斬波調速裝置工作原理內反饋斬波調速裝置原理如圖（3）所示。內反饋斬波調速裝置是由液態軟啟動器，整流器，斬波器，和有源逆變器組成。此外，裝置還有旁路開關及輸入濾波器，輸出濾波器和功率