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能效管理

Unidrive M700 VSD幫助大型電站最大限度提高冷卻塔性能并降低維護(hù)成本

2025China.cn   2017年02月06日

  該電站目前正在使用艾默生CT(Control Techniques)的Unidrive M700變速驅(qū)動器,來控制遍及兩個塔上的22個冷卻塔風(fēng)機(jī)。這種先進(jìn)的新驅(qū)動器更換首次安裝于1975年的系統(tǒng),帶來了許多好處。這意味著可以通過改變風(fēng)機(jī)速度來盡量減少低單位負(fù)載下的電能使用,消除因缺乏制動系統(tǒng)而產(chǎn)生的風(fēng)轉(zhuǎn),盡量減少冬季凍結(jié)電勢,減輕風(fēng)機(jī)振動而無需從服務(wù)中移除,以及消除防止冬季電機(jī)過載和夏季低空氣輸送所需的季節(jié)性葉片間距調(diào)整。僅葉片間距調(diào)整本身就能獲得顯著的工時節(jié)省——電站對此估計的價值為38,000美元每年。

  該電站位于美國中大西洋地區(qū),它包含多個天然氣和石油點(diǎn)火單元。該電站渴望為其冷卻風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)自動化控制系統(tǒng)——服務(wù)這套風(fēng)機(jī)的系統(tǒng)已有40多年歷史了。這項改造直接解決了以下問題:

  能源和成本降低,而不會影響冷卻塔效率

  ? 要管理能源使用和制冷容量,意味著要不斷開關(guān)這些200馬力的風(fēng)機(jī)啟動器,因為它們總是全速運(yùn)行。能夠改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速并因此改變不同負(fù)載的冷卻速度,這使得所有風(fēng)機(jī)能夠以低得多的能源需求運(yùn)行(最佳的冷卻塔效率)。系統(tǒng)只移動排熱所需那么多的空氣,因此能耗會少很多。

  ? 要管理單個風(fēng)機(jī)的振動,即使是在有負(fù)載需求的時候,也必須要將它們關(guān)閉,因此制冷需求很高。能夠維持所有風(fēng)機(jī)工作——其中某些減速運(yùn)行以管理振動,便能在單元發(fā)電需要時提供最佳冷卻。

  ? 另一個問題是,由于夏季和冬季月份相關(guān)的空氣密度差異,需要對風(fēng)機(jī)葉片間距進(jìn)行人工季節(jié)性的更改。僅此每年就需要花費(fèi)接近480個工時,這對于電站周圍更迫切的需求以及葉片間距調(diào)整所需的起重機(jī)租賃和安全管理來說,是一筆不小的維護(hù)資源挪用。

  資產(chǎn)管理和保護(hù)

  ? 風(fēng)機(jī)有一個16英尺長的玻璃纖維/金屬驅(qū)動軸,用于連接風(fēng)機(jī)齒輪箱和電機(jī)。由于沒有制動系統(tǒng),空載風(fēng)機(jī)的自由風(fēng)轉(zhuǎn)始終是個問題,這有時會產(chǎn)生不好的啟動情況,從而引起電機(jī)過載,在驅(qū)動軸上引起嚴(yán)重扭力,有時還會引起齒輪箱的問題。對于該新系統(tǒng)來說,軟啟動和預(yù)啟動制動在M700 VSD中是固有功能。在加入軟啟動和風(fēng)機(jī)制動后,驅(qū)動軸在風(fēng)機(jī)啟動過程中受到的峰值扭矩得到了盡可能的降低,同時,有關(guān)風(fēng)轉(zhuǎn)的擔(dān)憂也蕩然無存。電機(jī)再也看不到跨線啟動器施加的大電流了。

  ? 凍結(jié)和解凍是冷卻塔中的一個問題。如果塔的側(cè)面結(jié)冰,現(xiàn)有的系統(tǒng)要求風(fēng)機(jī)反向放置,以求解凍冷卻塔入口上的重負(fù)。結(jié)冰會產(chǎn)生非常有害的影響,即不斷積累甚至引發(fā)塔崩。在寒冷的天氣中利用變速功能適當(dāng)管理氣流可以消除過冷,從而防止結(jié)冰。除了在最惡劣的氣候條件下,這無需再對風(fēng)機(jī)進(jìn)行反轉(zhuǎn)。

  “我們決定審視一下變頻驅(qū)動器(VFD)解決方案,并最初考慮了三家制造商?!痹撾娏镜募夹g(shù)顧問MarkLeigh說,“

  不過,艾默生CT是能夠滿足我們所需很短項目交付時間的唯一一家機(jī)構(gòu)。就推薦優(yōu)化解決方案來說,他們在技術(shù)上也非常能干。”

  艾默生CT帶實(shí)時以太網(wǎng)功能的Unidrive M700交流驅(qū)動器,被安裝在該電站的一個電機(jī)控制室內(nèi),用以控制22個冷卻塔風(fēng)機(jī)。這些驅(qū)動器為感應(yīng)電機(jī)和永磁電機(jī)提供了高性能和靈活的控制。對電站來說最重要的是,新的Unidrive M700對過程具有更多控制。

  “在標(biāo)準(zhǔn)的跨線起動器風(fēng)機(jī)電機(jī)中,對于固定的最大馬力,在固定的速度下——在這個案例中是1750rpm,變量是風(fēng)機(jī)葉片間距和空氣密度?!盠eigh先生解釋說,“相反,在VFD控制的風(fēng)機(jī)電機(jī)中,對于固定的最大馬力,在固定的風(fēng)機(jī)葉片間距下,變量是速度和空氣密度。因此,速度調(diào)整不會耗費(fèi)工時,因為這是由VFD根據(jù)200馬力上限,即電機(jī)和起動器的最大額定值自動完成的。我們估計大約三周可以節(jié)省四個工人,即大約480個工時,也即相當(dāng)于大約38,000美元每年?!?/FONT>

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