綏化市現有建筑面積831.4萬平方米,2006年綏化中盟熱電廠投產,可實現集中供熱640萬平方米。
綏化中盟熱電廠是綏化市目前唯一的以熱電聯產的燃煤電廠,項目建設二臺B25-8.83/0.294背壓機和1臺 CC25-8.83/0.98/0.294雙抽凝汽機,配2臺25MW發電機和1臺30MW發電機。建設4臺130t/h高溫高壓循環流化床蒸汽鍋爐和2臺116MW循環流化床熱水鍋爐,配套建設17.87KM一級熱力網、20.5KM二級熱力網和32個熱力站,建設蒸汽熱力網4.51KM。
該工程全年生產能力為供熱量523.2×104 GJ,其中供采暖416.9×104 GJ,供工業用汽106.27×104 GJ,發電量為39.89×104 mwh。
熱力網的穩定主要取決于鍋爐、熱網循環系統和管線。鍋爐安全、穩定的經濟運行一般遵循“一守,三動”的控制原則,即主要是以風、灰、煤相互配比來完成鍋爐的經濟性燃燒。而熱網循環系統主要保證水循環穩定和壓力恒定,即控制好水位達到安全運行的目的。
供熱負荷變化時需要調節水量,如果通過調節泵的出口門的開度來實現,實際上是靠壓損來減少給水流量,而電機的出力卻沒有變化。所以熱網循環泵最佳方案就是采用變頻器進行調速,這樣就可以將出口門全部打開,通過調節轉速來控制流量,可以方便的調整機組的供熱量,這樣具有非常大的節能潛力。2006年10月綏化市中盟熱電廠實現對熱網循環泵的電機進行變頻調速。
1.系統主回路方案
變頻器控制為一拖一方案。變頻器接于電壓為10 KV的主動力電源系統,用于電動機的變頻調速。為了增加運行安全性,變頻器另加一套旁路系統,設計方案如下:
此設計是采用手動隔離刀閘式旁路系統,原理是由3個高壓隔離開關QS1、QS2和QS3。要求QS2和QS3閉合時QS1不能閉合,在機械上互鎖。變頻運行時,QS2和QS3閉合,QS1斷開;工頻運行時,QS1閉合,QS2和QS3斷開。為了實現變頻器故障保護,變頻器對用戶現場高壓斷路器QF進行連鎖,一旦變頻器出現故障,變頻器發出跳閘信號,跳開斷路器QF。電機工頻運行時,變頻器允許QF合閘,撤消對QF的跳閘信號,使電機能正常通過QF合閘工頻啟動。主回路方案見圖1所示。

2.應用九洲電氣的Power Smart10000高壓變頻器帶來的節能效應
根據電機的參數以及現場工況和運行的經驗,最終確定熱網循環水泵的電機配套變頻器選用型號為九洲電氣的Power Smart10000-A/096,變頻器額定電流為96A,同電機額定容量匹配,完全滿足現場負載運行的要求。
熱網循環泵工頻運行時,電機電流約為75A左右;變頻運行時,頻率在40Hz時的電流約為60A。
綏化中盟熱電廠熱網循環水泵三號機組,電機參數見表一,水泵參數見表二。電機額定電壓為10KV,額定功率1000KW。哈爾濱九洲公司高壓變頻調速裝置額定電壓為10KV,額定功率1600KW。在相同的運行時間內,工頻運行時,有功電耗:72000 kW·h,無功電耗:21921 kW·h,總出水量:313632 m3 ,功率因數:0.875,平均單耗在229.5。運行成本較高。在變頻調速正常運行后,有功電耗:33590 kW·h,無功電耗:9321 kW·h,總出水量:235224 m3 ,功率因數:0.96,平均單耗降至142.8。節電率在35%左右,節能降耗效果非常顯著。
表一:循環泵電機銘牌(無錫華達電機有限公司)

熱網循環水泵節電費用,按全年運行3600(5個月)小時的日負荷分布統計,使用變頻調速熱網循環水泵,與通過調節出水口閥門相比較,經計算,全年可以節省1020500kW·h。按發電成本電價0.20元/kW·h計算,1020500kW·h ×0.20元/kW·h=204100元。
3.應用九洲電氣的Power Smart10000高壓變頻器產生的影響
1)、節能效果非常顯著。按全年5個月供暖時間算。每年可節約運行成本20萬元。
2)、減少了對電網的沖擊。工頻起動時,啟動電流達到額定電流的6—7倍,甚至更高。對接于該母線上的負荷都會造成波動。采用變頻器調節后,系統實現軟啟動,電機啟動電流很小,啟動時間相應延長,對電網的沖擊很小,同時減輕了起動機械轉矩對電機機械損傷,有效的延長了電機的使用壽命。
3)、工作強度降低。由于變頻器采用觸摸屏操作,使操作界面變得人性化,變頻器與運轉設備之間實現聯鎖控制,以及相應的保護及故障報警,操作工作由手動轉變為監控,大大降低了勞動強度,提高了生產效率,為優化運營提供了可靠保證。
4)、維護量減少。采用變頻調速后,可以避免因通過調節閥門控制使泵過多偏離額定工作區而引起的振動。通常情況下,變頻調速系統的應用主要是為了降低泵的轉速,由于啟動緩慢及轉速的降低,相應地延長了許多零部件,特別是密封器件以及軸承的壽命。
4.九洲電氣的Power Smart10000增加GPRS功能
九洲公司的Power Smart系列高壓變頻器增加了GPRS功能。此項功能是九洲公司Power Smart系列高壓變頻器所特有的功能。GPRS工作流程見圖2所示。

GPRS是(Gerneral Packer Radio Service)的英文縮寫,中文譯為通用無線分組業務,MA8-9ib是使用在機器對機器(Machine-to-Machine)應用的完整無線解決方案,它是利用“分封交換”(Packet-Switched)的概念所發展出的一套無線傳輸方式。所謂的分封交換就是將Date分裝成許多獨立的封包,再將這些封包一個一個傳送出去,形式上有點象寄包裹,采用分封交換的好處是只有在有資料需要傳送時才會占用頻寬,而且可以以傳輸的資料量計價。在硬件上MA8-9i提供了工業標準的RS-232/RS-485接口,可以直接與觸摸屏通過串口連接。并配合即插即用方式,讓變頻器透過TCP/IP方式經由GPRS網絡及Internet與公司的監測系統連結。
由于GPRS使用了“分組”的技術,所以免受斷線的痛苦。此外,相對于GSM的9.6kbps的訪問速度而言,GPRS擁有171.2kbps的訪問速度;在連接建立時間方面,GPRS只需要極短的時間就可以訪問到相關請求;GPRS對于網絡資源的利用率相對較高。
GPRS功能強大、用途廣泛,提供安全、透明的傳輸信道。變頻器增加GPRS功能可經由GPRS網絡與遠程變頻器進行數據傳輸,有效的使公司和用戶方面進行雙向溝通,以便使變頻器更加長期有效的運行。