星空体育网页版登录入口_登录入口:高压变频器应用行业方案
电力行业中，发电厂按发电方式的不同可分为：火电、水电、核电、风电以及生物质发电。目前我国的发电厂主要是燃煤机组，容量约占80%；其次是水电、核电，占15%左右；其余5%是风能、太阳能和生物质能。
火电厂工艺流程流程为首先通过燃烧加热锅炉生成蒸汽,利用蒸汽的力量使汽轮机旋转并通过与其相连的发电机产生电能。火电厂工艺由燃料燃烧系统、汽水系统、电气系统三个主要部分组成，变频器在各个系统中均有重要应用。
①燃烧系统：燃料的化学能在锅炉中转变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽；
②汽水系统：锅炉产生的蒸汽进入汽轮机，推动汽轮机旋转，将热能转变为机械能；
③电气系统：汽轮机旋转的机械能带动发电机发电，把机械能变为电能。
交流变频调速技术是现代化电气传动的主要发展方向。变频调速技术可以起到改善工艺的作用，使调速曲线平滑、调速范围大、效率高、起动电流小，运行平稳、节能效果良好，是风机、泵类设备的一项最佳的节能改造技术，早已广泛应用在电力行业上。从低压到高压的系列变频调速产品，电压等级有380V、690V、1000V、3000V、6000V、等，一般而言，300MW火电机组需要配一次风机2台、二次风机2台、引风机2台、凝结泵2台、循环泵2台、给水泵2台、灰渣泵2台、脱硫增压风机1台、一共15台辅机，总功率为左右。粗略估计，一般每单位机组需要配变频器8-10台。在水电、核电、生物质发电当中的风机水泵负载也有广泛应用。
以300MW火力发电机组为例，负载电机功率及预计达到节能效果如下表：
设备名称
安装功率(kW)
节电率(%)
设备名称
安装功率(kW)
节电率(%)
凝结水泵
1200
15%-25%
一次风机
2100
15%-20%
循环水泵
1800
5%-10%
二次风机
1300
15%-20%
给水泵
5500
15%-25%
引风机
3000
15%-30%
增压风机
2500
15%-25%
冶金行业
钢铁冶炼的过程是一个比较复杂的过程，从铁矿石的开采到生产出市场上流通的钢材，要经过选矿、烧结、炼铁、炼钢、轧钢等多道工序的处理。
钢铁行业的电力消耗主要来自于炼铁、炼钢和轧钢设备中应用的各种电动辅机。大中型钢铁企业大多设有：选矿厂、焦化厂、烧结厂、炼铁厂、炼钢厂、轧钢厂等。钢铁行业的设备容量大，在节能传动方面，由于钢铁生产流程中大量采用的供/排水泵、鼓风机和除尘风机，这些设备的常规设计为不停机运行，流量过剩时采用流体循环或放空的耗能方法，因此变频节电潜力很大。
年产300万吨钢铁企业，具备烧结、炼铁、炼钢、轧钢工艺段，全厂约有60台高压电机能改造高压变频器，节能效果明显。
变频器应用概览：
选矿厂：粉碎机、皮带机、球磨机、矿渣泵；
烧结厂：烧结主抽风机、环冷风机、机尾除尘风机、余热锅炉循环风机；
焦化厂：干熄焦循环风机、出焦除尘风机、焦炉鼓风机；
炼铁厂：高炉（出铁场除尘或炉前除尘风机、矿槽除尘、高炉鼓风机）、热风炉（高炉助燃风机）、上料系统（喷煤排粉风机）和水渣处理设备（高炉冲渣泵）；
炼钢厂：转炉一次除尘、转炉二次除尘、精炼炉除尘、混铁炉除尘、电炉除尘风机；
轧钢厂：除磷泵、浊环泵、净环泵、加热炉除尘风机、精轧除尘风机；
动力厂：风（空压机、氧压机、氮压机）、水（循环泵、冷却泵）、煤（皮带机）、气（煤气加压机）、电（自备电厂锅炉辅机）
石化行业
化工行业生产工艺一般为高温高压、易燃易爆、有毒有害介质，安全生产极其重要。由于工艺不断改进，使化工生产逐步实现柔性化，电动机不匹配生产工艺变化越来越频繁，调速节电工作变得越来越迫切，并且也是生产工艺自动调节的需要。因此，节电和生产工艺两方面的需求，使高压变频器在化工工艺流程中的改造应用变得极具意义。
化工行业适用高压变频器的设备主要有空气压缩机、循环水泵、SO 风机、空气鼓风机、氨压缩机、CO2 压缩机、氮气压缩机、煤气风机及其他介质压缩机等异步（同步）电动机。由于生产工艺条件复杂，高压变频器的应用及其调节方案也就相当复杂，不同于一般自来水公司、热电厂的水泵和风机上的简单改造应用。
游梁式抽油机
采用的抽油设备中，以游梁式抽油机应用最为普遍，数量也最多。一方面，游梁式抽油机运动为反复地上下提升，一个冲程提升一次，其动力来自于电动机带动的两个重量相当大的钢质滑块，当滑块提升时，类似于杠杆的作用，将采油机杆送入井中，滑块下降时，采油杆提出带油至井口，由于电机转速一定，在滑块下降过程中，负荷减轻，电机拖动产生的能量无法被负载吸引，势必会寻找能量消耗的渠道，导致电机进入再生发电状态，将多余的能量反馈到电网，引起主回路母线电压的升高，势必会对整个电网产生冲击，导致电网供电质量下降，功率因数降低，面临被供电企业罚款的危险;频繁的高压冲击会损坏电机，对电动机没有可靠的保护功能，一旦电机损害，造成生产效率降低、维护量加大，极不利于抽油设备的节能降耗，给企业造成较大的经济损失。另一方面，游梁式抽油机引入两个大质量的钢质滑块，导致抽油机的起动冲击大等诸多问题。
目前，对游梁式抽油机的变频器改造主要有以下三个方面:
(1) 以提高电网质量，减小对电网影响为目标的变频改造。这主要集中在供电企业对电网质量要求较高的场合，为了避免电网质量的下降，需引入变频控制，其主要目的就是减小抽油机工作过程对电网的影响。这种应用在胜利油田的临盘采油厂已经提上应用日程。
(2) 以节能为第一目标的变频改造。这一点比较普遍，一方面，油田的抽油机为了克服大的起动转矩，采用的电动机远远大于实际所需功率，工作时电动机的利用率一般在20%-30%之间，最高不会超过50%，电动机常常处于轻载状态，造成了电动机资源的浪费。另一方面，抽油机的工作情况是连续变化的，这些都取决于地底下的状态，若一直处于工频运行，势必也会造成电能的浪费。为了节能，提高电动机的工作效率，需进行变频改造。
(3) 以提高电网质量和节能为目的的变频改造。这种情况综合了上面两种改造的优点，是应用中的一个重要发展方向。
注水泵
通过注水井向油层注水，是保证油层压力，提高油藏采油速度和采收率而被广泛采用的一项重要开发措施。在油田注水工程中，注水泵是满足油田注水，保证地层压力的源设备，为了保证较长时期内满足油田注水需要，在设计上注水泵的容量选型一般都较大，同时在实际生产中，日注水量又总是一个波动较大的参数。
当采用变频调速时，50Hz 满载时功率因数为接近l，工作电流比电机额定电流值要低许多,这是由于变频装置的内滤波电容产生的改善功率因数的作用,可以为电网节约容量。采用变频调速后，可以避免因通过阀门控制使泵过多偏离额定工作区而引起的振动，这种振动严重时会引起悬臂泵轴头断裂。由于启动缓慢及转速的降低，相应地延长了许多零部件如密封、轴承的寿命，特别是减轻了起动机械转矩对电机机械损伤，有效的延长了电机的使用寿命，减少了检修维护开支，节约大量维护费用。
引风机
引风机的出力由水汽车间根据锅炉出力及燃烧工况进行调节，由中控室通过DCS 调节引风机挡板以维持炉膛负压，目前其锅炉平均负荷均在90%～95%，挡板开度不超过30%，由于引风机设计时冗余功率较大，加上风量控制用挡风板的阻力消耗电能，造成耗能高，直接影响机组的经济运行。在高压变频器改造后的效果显著。
1)，由于高压变频器卓越的软启动/停止功能（可以零转速启动），大大减小了启动冲击电流对电动机和电网的冲击，目前在引风机电机现场可明显感到电机噪音大幅下降，运转十分平稳，振动极小，由此有效减小了电机故障，从而大大延长了电机的检修周期和使用寿命，同时还有效避免了冲击负荷对电网的不利影响；其二，变频改造后，从电气微机监控上可知，目前电机功率因数高达0.97，无功损失极小。
2）对机械设备及管网的益处：其一，由于风门全开，杜绝了喘振、紊流及风门故障的可能；其二，由于高压变频器特有的平滑调节，从而大大减少了风机的机械磨损，同时降低了轴承、轴瓦的温度，有效减少了检修费用，延长了风机的使用寿命。
3）对运行工艺的益处：使用变频调节后，负压调节变得快速、灵敏。
4）对控制工艺的益处：使用变频调节后，进一步提高了设备运行控制和系统运行管理的自动化水平。
市政行业
市政行业包含供水、供暖、燃气系统、废水处理等。根据国家统计局的统计，目前全国有800个城市，45,000个乡镇（其中有大约2,000个县城），大的城市都有燃气系统，北方的城市都有供暖系统，所有城市和大多数乡镇都有供水系统。
由于基础薄弱，水资源缺乏，中国将建立一系列的供水工程及污水处理工程，以提高供水能力和水资源的利用率，满足日益增长的生活及工业用水需求。
中高压变频器主要运用在注水机泵，污水泵、净化泵、清水泵、生物粗处理塔泵。
注水机泵
根据注水系统实际状况，除了存在正常注水与测试、洗井、钻关等用水之间的矛盾之外，还存在正常注水与水源供水量不足之间的矛盾。上述两种矛盾使注水系统的注水量波动较大，运行工况十分复杂。为了适应注水量的波动，只能通过调节注水泵出口阀门来控制流量，人为的增加了管网阻力，造成相当大的能量浪费在阀门上，从而导致注水泵管网与系统注水方案之间匹配不合理，泵管压差较高，注水单耗较大。
高压变频改造效果，注水泵采用变频后，实际流量的可调节范围远远大于理论可调节的流量。主要原因是变频进行流量调节时，只考虑到离心泵的相似定律（流量与频率成正比，压力与频率的平方成正比），没有考虑离心泵其它的特性，即它在一定范围内离心泵可以牺牲泵出口流量，换取泵出口压力的升高，这样会导致泵出口水量减少，单耗略有上升，但与注水泵工频运行时相同流量下的单耗仍要低很多。注水泵安装高压变频调节单个注水站运行状态的手段，实现了无节流调节，减小泵管压差，降低泵水单耗。由于变频调速方式可以大幅度改变注水泵的流量范围而又能保证其在高效区工作。
热网泵
通过变频器实现管道压力闭环控制，保持管网压力的恒定，可以有效防止爆管现象发生。同时可节约原来通过改变阀门开度调节时浪费在阀门上的能源。变频器控制热网泵为一拖一控制。
从变频器投入运行的应用效果来看，完全达到了用户进行热网泵变频改造的目的，和改造前相比，其优越性体现于：
(1) 操作简便，易于观察； 变频器运行时的所有数据及运行状态在人机界面都可显示，如运行频率，输入电压，输入电流，输出电压，输出电流，开闭环，压力值等。人机界面操作简单明了，观察方便。
(2) 变频器运行稳定，性能良好； 高压变频器投入运行以来，运行稳定，转速调节平滑可靠，电压和电流正常，没有出现异常现象。
(3) 减轻了值班人员的劳动强度；值班人员在值班时通过微机远程监控系统进行操作，不再需要频繁地操作阀门，工作量大大减小。
(4) 恒压控制 ；采用压力恒压控制,用户只需根据实际管网需要设定所需压力，变频器自动恒压运行，压力设定方便，精确稳定，保证管网稳定运行，爆管现象再没有发生，提高了供汽质量。
(5) 降低了维护费用；由于变频器对电机实现软启动，启动电流小，对热网泵机组没有任何机械冲击，相应地延长了水泵、电机及阀门的使用寿命，大大降低了维护工作量和维护成本。
(6) 节电效果明显。
水泥行业
水泥是建筑工业三大基本材料之一，使用广、用量大、素有“建筑工业的粮食”之称。生产水泥虽需要较多的能源，但水泥与砂、石等材料的混泥土是一种低能耗新型建筑材料。水泥具有较好的可塑性，与砂、石等胶合后的混和物具有较好的和易性，可浇注成多种形状及尺寸的构件，以满足设计上的不同要求；因此，水泥工业在整个国民经济中起着十分重要的作用。在目前甚至未来相当长的时期内，水泥仍将是人类社会的主要的建筑材料。
中国是水泥生产大国，目前全国共有水泥生产企业5,000余家，水泥总产量连续20多年一直居世界第一位。不过，目前中国的整体发展水平还远远落后的国外，干法占比较低，综合能耗较高，产业集中度也处于较低的状况。全球水泥产量主要集中于中国，五大水泥生产国分别为中国、印度、美国、日本和俄罗斯。而就我国而言，2001 年，全国水泥产量是6.61吨，2007 年水泥实际产量超过13.5 亿吨，全球近一半的水泥在中国生产；2008 年为13.88 亿吨，2012 年更是高达21.84亿吨，年复合增长率高达11%。
按照用途分类有：通用水泥、专用水泥、特性水泥，现通用水泥为市场用量最大的产品，适用于大多数工业、民用建筑工程，主要成分为硅酸盐系列品种水泥。
水泥的生产工艺分为干法和湿法两种：
干法：将原料同时烘干与粉磨或先烘干后粉磨成生料粉，而后喂入干法窑内煅烧成熟料，则称为干法生产；将生料粉加入适量水分制成生料球，而后喂入立窑或立波尔窑内煅烧成熟料的方法叫半干法，亦归入干法。所谓新型干法主要指水泥窖外分解技术，是指在悬浮预热器与回转窖之间增设一个分解炉，在其中加入40%－60%的燃料，使燃料的燃烧放热过程与生料分解的吸热过程同时迅速进行，可大幅降低能耗。
湿法：将原料加水粉磨成生料浆（含水33-40%）后喂入湿法回转窑煅烧成熟料，则称为湿法；将湿法制备的生料浆脱水后，制成生料块入窑煅烧，称为半湿法，亦归入湿法
由于新型干法技术优势明显，且具有生产效率高，环保的特点，所以国家在大力推动水泥产业的技术改革，现新型干法水泥生产线的比率达80%以上。
水泥生产的基本流程包括：生料的制备（按比例混合磨细）→煅烧（1450℃）→熟料（加入适量的石膏，粉磨）→硅酸盐水泥。基本生产工艺为“2磨1烧”，原料磨采用立磨，水泥磨采用球磨。
变频器在水泥行业中的应用：
注：电机功率与各个水泥厂的工艺相关会有不同，图纸的功率仅供参考
水泥行业变频驱动优化总结：以5000t/d 干法水泥生产线为例，通过变频调速达到节能效果的用电设备通常可总结如下：
表中给出通常的节能效果，具体个案需根据客户实际运行状况分析计算。
矿山行业
矿山：是地壳运动在其长期形成、发展与演变过程中的产物，是自然界矿物质在一定的地质条件下，经一定地质作用面聚集而形成的。不同的地质作用可以形成不同类型的矿产。矿产是一种重要生产资料和劳动对象，是冶金、机械、电力、化工、轻工、建材、国防、农业以及衣食住行等各方面的重要资源。
通常我们将矿产资源分为以下几个大类：
A．能源矿产: 煤炭、石油、天然气等
B．金属矿产:
(1). 黑色金属：铁、锰、铬、钨等
(2). 有色金属：铜、锌、铅等
(3). 轻金属：铝、镁等
(4). 贵金属：金、银、铂等
(5).放射性元素：铀、镭等
(6). 稀有／稀土元素：锂、铍、铌、钽等
C．非金属矿产：
(1). 化工原料：磷、硫、盐、碱等
(2). 工业矿物：金刚石、石棉、云母等
(3). 建筑材料：花岗岩、大理石，石灰石等
随着计算机和微电子技术的不断发展，煤炭生产自动化和信息化程度也不断提高。高压变频器以具有调速性能好、安全可靠、运行平稳、操作简单、低频转矩大、节电效果显著、功率因数高、谐波含量低等优点而得到了广泛的应用。
高压变频器在采矿行业主要应用于矿井排水泵、主排风扇、介质泵、砂泵站水隔离浆体泵、矿石粉碎机、提升机、矿井通风机、空气压缩机、皮带机、挖掘机等。砂泵站水隔离浆体泵矿石开采分为露天开采和地下平巷开采两种，铁矿开采也不例外。开采出来铁矿石的首先经过破碎，体积小的颗粒进入球磨机，再经过螺旋分级机、细筛机、磁选和过滤机设备等，最后提出所需的精矿粉，作为高炉炼铁的原料。每级分出来的废矿最终进入浓缩池，成为最终尾矿，经过砂泵站的水隔离设备排到即不污染环境又能在将来将尾矿回收利用的储存地点。
煤矿提升绞车
煤矿提升机的驱动电动机一般采用三相绕线式异步电动机，其调速方法是在电动机转子回路中接入金属电阻，用主令控制器逐段切除电阻来达到加减速和调速的目的。采用转子串电阻调速的电控系统，这种系统的制动方式为能耗制动，制动所产生的能量全部消耗在电阻上。电动机转子串电阻调速系统的调速属有级调速，开环控制，调速范围小，调速精度低，爬行速度不易控制，尤其是重物下放时，需要动力制动与转子串电阻及制动闸配合操作，司机不易控制，安全性能差。在减速时和下放重物时，投入动力制动，不仅消耗外加直流电能，而且还将电动机上的再生电能消耗在转子串接的电阻上，浪费了大量的电能，且运行维护量大，维护费用高。绞车高压变频电控系统能在环境潮湿度极大的情况下，连续安全运行；能够适应绞车频繁启动停止的工况要求；实现了低速大转矩运行；在实验过程中，绞车启动平稳，加速过程正常。设备运行良好，工作可靠，大大提高了系统的安全性能，降低了电耗及维护费用，实现了绞车安全高效的目的。
矿用提升机应用变频器后，具备以下有益效果：
(1)、变频控制系统替代原系统电阻分段调速，使调速平滑无极，性能可靠，节约和降低维护费用约30%；
(2)、绞车下放时采用回馈制动，其再生能量回馈电网，提高了系统功率因数，节能可达20%左右；
(3)、采用PLC 控制运行各段加、减速过程，改善操作人员的工作环境。缩短单次提升时间，可以最大限度发挥提升设备工作能力，一般可提高15-20%；
(4)、实现软启动，起车运行平稳。直流制动，使重车停车平稳。
(5)、起车平稳、运行平稳、停车平稳、自动控制加减速过程，就使得井筒运行事故降低；
(6)、原控制系统保留，用作备用，不影响生产。
实验平台
造纸行业中变频器主要应用有：纸浆泵、干燥风机、高浓磨浆机、磨机、撕裂机等。
主机传动应用：国内纸机主传动一般超过800米/分，称为高速纸机。低速纸机一般是800米/分以下，对于低速纸机的应用，=S=产品全能满足应用的需求。
辅助设备传动应用由于大多是单电传动，所以无论是高速纸机还是低速纸机的辅助传动=S=产品均能够满足应用要求。随着自动化程度的提高，辅助设备传动控制需求越来越多，单从量来讲可能比主传动还要多。
高压软启动器
对于大功率风机，压缩机，泵类负载，变频软起方案，有非常突出的优点。可以实现速度平滑启动，转矩输出无冲击，电流和负载转矩相关，无电流冲击，对于电网和机械设备寿命，有着直接启动和降压启动所无可比拟的优点。
此类负载在正常工作时为工频运行，变频启动。启动过程有如下特点：
1）在开始启动时，要求变频器输出克服静摩擦力矩，静摩擦力矩通常是额定力矩的5%-20%左右。
2）加速过程中的负载力矩与转速平方成正比，随着速度增加，负载力矩会显著增加。
3）稳定的负载力矩和风门开度以及气体压力有关，根据不同要求，稳定力矩范围为30%-60%。配置变频器时需要根据实际的要求来配置。
4）对于风机压缩机，在加速过程中，有可能会通过机械系统1-3阶临界转速，临界转速又称为机械共振点。要求变频器具有临界转速频率跳跃功能。
5）当风机运行至50Hz时，需要变频à工频切换，需要变频器提供同步切换功能。
6）电机在变频启动和工频运行时，需要提供对电机的保护。变频运行时，变频器可以通过自身程序对变频器和电机进行保护，切换至工频时，需要旁路开关所安装的电机综合保护装置来进行保护。
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