引言：能源管理，智能電網(wǎng)是目前國(guó)家大力提倡的事情，本文就介紹了羅克韋爾自動(dòng)化產(chǎn)品在山東黃島發(fā)電廠控制系統(tǒng)中的成功應(yīng)用，幫助電廠節(jié)省了成本，提高了能效。
1.背景：
中國(guó)政府正逐漸放開對(duì)能源工業(yè)的管理，這使得電廠努力在發(fā)電和配電方面尋求更新更有效的方法。決策者們也認(rèn)識(shí)到要贏得未來的市場(chǎng)，必須要提高效率，減少生產(chǎn)成本。
但在存在巨大改造潛力的同時(shí)，超低成本以及每年以8%的速度增長(zhǎng)的負(fù)荷需要量也對(duì)改造形成了巨大的挑戰(zhàn)。
幸運(yùn)的是，行業(yè)決策者們清楚地認(rèn)識(shí)到未來激烈的競(jìng)爭(zhēng)，正努力實(shí)行電力自動(dòng)化改造。山東黃島發(fā)電廠改造就是一例。
黃島發(fā)電廠座落于青島，是中國(guó)工業(yè)化程度較高的山東省的電力供應(yīng)的主要廠家之一。該廠提出口號(hào)要不斷進(jìn)行技術(shù)改造，包括達(dá)到ISO要求的各項(xiàng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。目前，該廠正實(shí)行一系列現(xiàn)代化技術(shù)改造，并收到了明顯效果。
2.挑戰(zhàn)：
山東黃島發(fā)電廠的工程師們最近正著手制定一個(gè)現(xiàn)代化方案以減少能源消耗，改善負(fù)壓通風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的過程控制。負(fù)壓通風(fēng)系統(tǒng)通過控制進(jìn)入爐膛的空氣流速以加速或抑制鍋爐中煤的燃燒速度。
原系統(tǒng)存在的問題：與8臺(tái)800千瓦的電動(dòng)機(jī)連接的原系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)設(shè)備不管電力負(fù)荷需要量有多大都要進(jìn)行連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。燃燒速度也是通過開啟或關(guān)閉每臺(tái)鍋爐上的擋風(fēng)門來進(jìn)行手動(dòng)控制。當(dāng)電力需要量小時(shí)，這些裝置將旁路進(jìn)入燃燒過程的空氣，或當(dāng)需要量增大時(shí)，保持開啟狀態(tài)。
原系統(tǒng)存在問題引起的結(jié)果：電動(dòng)機(jī)以全速持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，結(jié)果造成能源消耗過大。擋風(fēng)系統(tǒng)也不能提供精確的流速控制，導(dǎo)致燃燒控制次優(yōu)化，浪費(fèi)現(xiàn)象突出。
原系統(tǒng)每年所花費(fèi)的成本是驚人的，但電廠從未系統(tǒng)地統(tǒng)計(jì)過，生產(chǎn)管理人員只能大致估算由此產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)影響。
為解決這一問題，電廠管理層開始尋找既具有豐富經(jīng)驗(yàn)又能夠提供完善客戶支持的供應(yīng)商為電廠提供最佳的設(shè)備改造解決方案。他們選擇了羅克韋爾自動(dòng)化中國(guó)公司。
3.解決方案：
此項(xiàng)改造工程，黃島電廠還選擇他的姊妹公司-中國(guó)最大的電力控股公司SEPCO的子公司四海自動(dòng)控制工程公司作為他的合作伙伴，與羅克韋爾自動(dòng)化公司一起為項(xiàng)目改造提供工程設(shè)計(jì)和服務(wù)。
兩個(gè)公司的工程師在使用中壓變頻驅(qū)動(dòng)裝置控制電動(dòng)機(jī)速度及運(yùn)轉(zhuǎn)方面取得了一致意見。采用這一方案，電動(dòng)機(jī)和鍋爐風(fēng)機(jī)可以按需要運(yùn)轉(zhuǎn)，也就是說，電動(dòng)機(jī)可以根據(jù)實(shí)際負(fù)荷需要量以最低的轉(zhuǎn)速最有效地帶動(dòng)鍋爐風(fēng)機(jī)從而實(shí)現(xiàn)最佳的燃燒效果。因不必用來控制氣流，擋風(fēng)門也可以取消。此外，還可以使電動(dòng)機(jī)由“硬啟動(dòng)”和 “硬關(guān)閉”轉(zhuǎn)換為軟啟動(dòng)和軟關(guān)閉，這樣，既可以最大限度地減少浪涌電流，又不損害電路和電動(dòng)機(jī)性能。最后，還可以對(duì)用于燃燒的煤炭進(jìn)行更為精確地控制，從而減少浪費(fèi)，此外中壓驅(qū)動(dòng)方案的快速安裝特性也最大限度地減少了停工時(shí)間。
羅克韋爾自動(dòng)化公司的中壓變頻裝置PowerFlex7000是這次完全自動(dòng)化解決方案的核心。這種18脈沖的變頻裝置是可再生制動(dòng)的，可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)在無需附加軟硬件條件下將電能反饋回電站。這對(duì)于因高慣性荷載經(jīng)常需要迅速減速的泵、風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)來講是非常理想的。
輸出電壓和輸出電流也呈非常好的正弦波，這意味著它可以直接驅(qū)動(dòng)普通電動(dòng)機(jī)，而不用采取降功率使用或增加濾波器等措施，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行溫度也不會(huì)有明顯上升。同時(shí)，由于PowerFlex是6kV變頻裝置，它不需要像3kV變頻裝置那樣增加很多額外的花費(fèi)很大的、同時(shí)易出故障的降壓和升壓硬件設(shè)備。
四海公司提供了與之相配套的工程設(shè)計(jì)和集成服務(wù)，同時(shí)還負(fù)責(zé)當(dāng)?shù)夭少?gòu)所需的18脈沖隔離變壓器。羅克韋爾自動(dòng)化公司的全球生產(chǎn)方案組亦提供了全部啟動(dòng)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)服務(wù)以確保系統(tǒng)的完整性及其性能。
4.成果：
如今，黃島發(fā)電廠用電量每年減少電能3000萬千瓦特時(shí)，節(jié)約資金120萬美元。
實(shí)際上，節(jié)約的成本加快了黃島發(fā)電廠投資回報(bào)的進(jìn)程，該廠僅用兩年時(shí)間就收回了全部投資。迅速的投資回報(bào)是中壓變頻解決方案的一個(gè)顯著特征。
該方案是在黃島電廠所有原有電動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)控制斷路器的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。此外，新的控制設(shè)備也是在現(xiàn)有設(shè)備室和電路配置的范圍內(nèi)進(jìn)行改造，它加快了執(zhí)行過程，為以后的工程設(shè)計(jì)和硬件節(jié)省了成本。
“盡管許多公司都聲稱能夠向客戶提供定制中壓解決方案，但我們相信只有羅克韋爾自動(dòng)化公司和四海公司做得最好，”山東黃島發(fā)電廠主任Li Jiying說，“我們已決定與他們繼續(xù)合作，在未來的項(xiàng)目中繼續(xù)采用他們的解決方案。”
這次改造的成功是與羅克韋爾自動(dòng)化與中國(guó)四海公司在中國(guó)和整個(gè)亞太地區(qū)長(zhǎng)期合作提供中壓變頻解決方案的經(jīng)歷分不開的。
（轉(zhuǎn)載）
