SKI800变频器在生物质发电领域中的应用

一、引言。

我国生物质能资源丰富，生物质能产业的发展前景广阔。另一方面，中国农作物播种面积为18亿亩，每年生产约7亿吨物质。相当于3.5亿吨标准煤。另外，农产品加工废弃物有稻壳、玉米芯、花生壳、甘蔗渣、棉籽壳等，也是重要的生物质资源。另一方面，我国现有森林面积约为1.95亿公顷，森林覆盖率为20.36%，每年生物质资源量约为8亿至10亿吨。

同时，发展生物质发电，实施煤炭替代，可显着减少二氧化碳和二氧化硫的排放，产生巨大的环境效益。生物质相对于传统化石燃料而言，属于清洁能源，燃烧后排放的二氧化碳属于自然碳循环，不会造成污染。据估计，运营一台2.5万kW的生物质发电机组，与同类型的火电机组相比，二氧化碳排放量可减少约10万t/a。

二、项目介绍。

该项目电厂容量为4×12MW，分两期建设，一期建设2×12MW供热发电机组。每年燃烧稻壳量约20万吨，年发电量144GWH，产品销售收入8489万元，年缴税1417万元，其中增值税1288万元。年利润率10.45%，10年后可收回成本，社会效益和经济效益良好。

为了进一步降低发电站的用电率，降低发电成本，提高电价竞争力，决定拖动系统内的供水泵，选择我们SKI800系列的工业变频器。

三、系统方案。

1.主回路方案:

供水泵是重要的负荷，除了考虑正常运行时采用变频方案外，还需要考虑变频检查时采用工作频率运行方案，经过多方面考虑，最终采用手动旁路方案。

图表2手动切换方案。

一拖一手旁路柜由三个高压隔离开关QS1、QS2、QS3组成。手动隔离柜严格按照五防联锁要求设计，变频输出QS2和隔离高压隔离开关QS3机械封闭，完全可以保证变频调速系统的安全运行。

1)在变频运行情况下，QS1、QS2关闭，QS3关闭。

手动切换到工作频率运转时，系统停止变频器输出，切断用户开关，机械操作依次切断QS1、QS2，机械操作关闭QS3，将马达切换到工作频率侧，关闭用户开关，使马达频率运转

2)工频旁路运行情况下，QS3关闭，QS1、QS2关闭。

手动切换到变频运行时，系统首先切断用户开关，机械操作切断QS3，机械操作依次关闭QS2、QS1，将马达切换到变频侧，然后关闭用户开关。

2.控制系统方案。

为了更方便的操作，变频器的起停在机器旁边的箱子里进行控制，在DCS上进行监视。频率调节由前级传感器返回的电流模拟信号(4-20mA)进行PID控制。具体控制信号如下:

2.1与高压开关柜连锁信号。

1)接通许可:常开接点，接通有效，该信号串联在供电高压开关柜的接通回路中，变频器自检完成或系统处于工作频率状态时，信号关闭，允许用户接通高压电

2)高压跳闸:常闭接点，切断有效，该信号与供电高压开关柜的门路并联，变频器发生重大故障或急停信号有效时，切断用户的高压电

2.2变频DO信号。

上述输出信号都是独立的、无源的干接点，默认为常开点，有效闭合，容量为250VAC5A。

2.3变频DI信号。

以上输入信号只需客户提供独立的无源干燥接点、脉冲信号，除紧急停止外，其他信号默认为常开接点，闭合有效

2.4变频AI信号。

2.5变频AO信号。

四、改造后的效果:

1.变频调速的节能。

采用变频调速后，鼓风机泵负荷的节能效果最明显，节能率可达15%~60%。这是因为鼓风机泵的消耗电力与转速的三次方成比例，用户所需的平均流量小时，鼓风机泵的转速低，节能效果也相当大。传统的挡板和阀门调节流量时，消耗电力的变化很少。由于这种负荷多，约占交流电机总容量的20%~30%。

2.网侧功率因数提高。

原电机直接由工频驱动时，满载时功率因数在0.81左右，实际运行功率因数远低于0.8。采用变频调速系统后，电源侧的功率因数可提高到0.9以上，无效补偿装置可大幅减少无效功率，满足电网要求，进一步节约上游设备的运行费用。

3.设备运行和维护费用下降。

采用变频调节后，通过调节马达的转速实现节能，负荷率低时，马达、鼓风机泵的转速也下降，主设备和相应的辅助设备比轴承等磨损前减轻，维护周期延长，设备寿命延长，变频改造后，阀门开度达到100%在变频器运行中，定期除尘变频器，无需停止，保证了生产的连续性。随着生产的需要，调节鼓风机泵的转速，调节鼓风机泵的流量、压力满足生产技术的要求，大幅度降低工作强度。通过变频调速技术，减少了机械磨损，减轻了维修工作量，降低了维修费用。

4.使用变频调速装置后，电机可以软启动，启动时的电流不超过电机额定电流的1.2倍，对电网没有影响，延长了电机的使用寿命。在整个运行范围内，马达可以保证运行稳定，损失减少，温度上升正常。鼓风机泵启动时的噪音和启动电流非常小，没有异常的振动和噪音。

5.与原来的旧系统相比，变频器具有过流、短路、过压、压力不足、相不足、温度上升等多种保护功能，更完善地保护了电机。

6.操作简单，运行方便。可通过计算机远程给定等参数，实现智能调节。

7.适应电网电压变动能力强的电压工作范围广，电网电压在-10%~+10%之间变动时，系统可以正常工作。

五、结束语。

随着电力行业改革的不断深化，以及竞争价格网络、经济调度等政策的逐步实施，降低发电站的电力使用率，降低发电成本，提高电力竞争力，成为各发电站追求的经济目标，通过采用通用变频器对具有高能源消耗的电力设备进行技术改造，不仅可以直接降低工厂的电力，降低供电煤的消耗，增加网络电力