羅克韋爾中壓變頻驅動方案在節能上的應用

在山東黃島發電廠四臺鍋爐負壓通風系統驅動裝置的改造成功再一次證明了羅克韋爾自動化公司的中壓變頻驅動方案的價值及適應性，在兩年內就實現了投資回報。
背景：

中國政府正逐漸放開對能源工業的管理，這使得電廠努力在發電和配電方面尋求更新更有效的方法。決策者們也認識到要贏得未來的市場，必須要提高效率，減少生產成本。

但在存在巨大改造潛力的同時，超低成本以及每年以8%的速度增長的負荷需要量也對改造形成了巨大的挑戰。
幸運的是，行業決策者們清楚地認識到未來激烈的競爭，正努力實行電力自動化改造。山東黃島發電廠改造就是一例。

黃島發電廠座落于青島，是中國工業化程度較高的山東省的電力供應的主要廠家之一。該廠提出口號要不斷進行技術改造，包括達到ISO要求的各項質量標準。目前，該廠正實行一系列現代化技術改造，并收到了明顯效果。

挑戰：

山東黃島發電廠的工程師們最近正著手制定一個現代化方案以減少能源消耗，改善負壓通風機系統的過程控制。負壓通風系統通過控制進入爐膛的空氣流速以加速或抑制鍋爐中煤的燃燒速度。

原系統存在的問題：與8臺800千瓦的電動機連接的原系統的風機設備不管電力負荷需要量有多大都要進行連續運轉。燃燒速度也是通過開啟或關閉每臺鍋爐上的擋風門來進行手動控制。當電力需要量小時，這些裝置將旁路進入燃燒過程的空氣，或當需要量增大時，保持開啟狀態。

原系統存在問題引起的結果：電動機以全速持續運轉，結果造成能源消耗過大。擋風系統也不能提供精確的流速控制，導致燃燒控制次優化，浪費現象突出。

原系統每年所花費的成本是驚人的，但電廠從未系統地統計過，生產管理人員只能大致估算由此產生的經濟影響。

為解決這一問題，電廠管理層開始尋找既具有豐富經驗又能夠提供完善客戶支持的供應商為電廠提供最佳的設備改造解決方案。他們選擇了羅克韋爾自動化中國公司。
解決方案：
此項改造工程，黃島電廠還選擇他的姊妹公司－中國最大的電力控股公司SEPCO的子公司四海自動控制工程公司作為他的合作伙伴，與羅克韋爾自動化公司一起為項目改造提供工程設計和服務。

兩個公司的工程師在使用中壓變頻驅動裝置控制電動機速度及運轉方面取得了一致意見。采用這一方案，電動機和鍋爐風機可以按需要運轉，也就是說，電動機可以根據實際負荷需要量以最低的轉速最有效地帶動鍋爐風機從而實現最佳的燃燒效果。因不必用來控制氣流，擋風門也可以取消。此外，還可以使電動機由“硬啟動”和“硬關閉”轉換為軟啟動和軟關閉，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機性能。最后，還可以對用于燃燒的煤炭進行更為精確地控制，從而減少浪費，此外中壓驅動方案的快速安裝特性也最大限度地減少了停工時間。

羅克韋爾自動化公司的中壓變頻裝置PowerFlex7000是這次完全自動化解決方案的核心。這種18脈沖的變頻裝置是可再生制動的，可以實現電動機制動在無需附加軟硬件條件下將電能反饋回電站。這對于因高慣性荷載經常需要迅速減速的泵、風機和鼓風機來講是非常理想的。

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動普通電動機，而不用采取降功率使用或增加濾波器等措施，電動機運行溫度也不會有明顯上升。同時，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很大的、同時易出故障的降壓和升壓硬件設備。
四海公司提供了與之相配套的工程設計和集成服務，同時還負責當地采購所需的18脈沖隔離變壓器。羅克韋爾自動化公司的全球生產方案組亦提供了全部啟動和現場試驗服務以確保系統的完整性及其性能。
成果：

如今，黃島發電廠用電量每年減少電能3000萬千瓦特時，節約資金120萬美元。

實際上，節約的成本加快了黃島發電廠投資回報的進程，該廠僅用兩年時間就收回了全部投資。迅速的投資回報是中壓變頻解決方案的一個顯著特征。

該方案是在黃島電廠所有原有電動機和電動機控制斷路器的基礎上進行的。此外，新的控制設備也是在現有設備室和電路配置的范圍內進行改造，它加快了執行過程，為以后的工程設計和硬件節省了成本。
“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化公司和四海公司做得最好，”山東黃島發電廠主任Li Jiying說，“我們已決定與他們繼續合作，在未來的項目中繼續采用他們的解決方案。”

這次改造的成功是與羅克韋爾自動化與中國四海公司在中國和整個亞太地區長期合作提供中壓變頻解決方案的經歷分不開的。