一、前言

錫林浩特市屬北溫帶大陸性氣候，年平均氣溫1.7℃，平均海拔高度988.5米，冬季時間較長，供熱時間為7個月。近年來，隨著錫林浩特市城市建設步伐不斷加快，新增供熱面積不斷擴大。為了有效緩解了全市熱源緊缺現(xiàn)象，2012年，錫林浩特招商引資并開工建設了北車集團城市節(jié)能環(huán)保集中供熱項目。錫林浩特市集中供熱工程項目擁有4套58MW供熱鍋爐。該項目一期工程于2013竣工投產(chǎn)，二期3#爐于14年12月并網(wǎng)供熱，有效地緩解了全市熱源緊缺的現(xiàn)象。

二、北車熱源廠工藝汽水系統(tǒng)流程介紹

北車熱源廠汽水系統(tǒng)使用循環(huán)水泵并聯(lián)母管供水，鍋爐并聯(lián)運行的系統(tǒng)方案。該方案具有系統(tǒng)穩(wěn)定，靈活性好，可靠性高等特點。

汽水系統(tǒng)工藝流程如下圖所示：

錫林浩特北車熱源廠全面投產(chǎn)后具備320萬平方米取暖供熱能力。其中1#、2#、3#循環(huán)水泵為一期供熱水泵，功率為355KW,直接啟動工頻運行方式，采用兩用一備的使用方案。工頻啟停電機會對設備造成沖擊，會引起電機、水泵、閥門、管路故障率增加，維修費用加大，同時對電網(wǎng)和管網(wǎng)都有很大沖擊。4#、5#、6#循環(huán)水泵為二期供熱水泵，功率為1250KW。4#、5#采用希望森蘭SBH系列高壓變頻器作為水泵的啟動運行調(diào)速裝置。變頻器拖動設備啟停，不會造成設備沖擊，同時經(jīng)濟節(jié)能。6#為固態(tài)軟啟動，在調(diào)試中因為沖擊太大、故障率高等原因已停止使用。日常供水4#、5#變頻運行，1#、2#、3#作為備用。

現(xiàn)場電機參數(shù)如下表所示：

水泵參數(shù)如下表所示:

高壓變頻器參數(shù)如下表所示：

錫林浩特北車熱源廠現(xiàn)1#、2#、3#鍋爐投入運行，供水量約為3000t/h，單臺泵供水量約為1500t/h。離心水泵采用擋板調(diào)節(jié)流量，對應的電機輸入功率PL與流量Q的關系有：

單臺泵實際消耗功率為766KW，兩臺消耗功率為1532KW。在實際使用中電機采用變頻器調(diào)速，電機運行頻率為32.49Hz，單臺電機加變頻器自身消耗實際功率為315KW，兩臺為630KW，節(jié)電功率為902KW，節(jié)電率58.88%。

單臺變頻器運行監(jiān)視界面如下圖所示：

三、SBH系列高壓變頻器原理

SBH系列高壓變頻器采取的拓撲結構方式為單元串聯(lián)型高壓變頻器，其為直接高-高變換電壓源型，變頻器基本原理如下圖所示：

高壓變頻器從10kV電網(wǎng)取電，經(jīng)過內(nèi)部移相變壓器降壓、移相、隔離輸送給各個功率單元。功率單元電路結構如下圖所示：

功率單元整流電路為二極管全波整流，多脈沖構成多極移相疊加的整流方式極大地改善網(wǎng)側的電流波形，使其負載下的網(wǎng)側功率因數(shù)大于0.96。輸出側由每個功率單元的U、V輸出端子相互串聯(lián)而成星型接法給電機供電，通過對IGBT逆變橋進行正弦SVPWM控制，得到階梯的SVPWM波形，該波形正弦度好，dv/dt小，可以降低輸出諧波及由此引起的電機發(fā)熱、噪音等，從而減少對輸出電纜和電機的絕緣損壞，無需輸出濾波器，可直接驅(qū)動普通異步電機。同時，消除了由此引起的機械振動，減小了軸承和葉片的機械應力。通過軟件控制，可以輸出不同等級的頻率電壓。SBH系列變頻器系統(tǒng)安全、可靠，保護裝置功能齊全，具有過壓、欠壓、過流、過熱、缺相等保護裝置。具有完整的故障監(jiān)測電路、精確的故障報警保護。

四、森蘭高壓變頻器的特點

1、一體化設計，系統(tǒng)更簡潔、維護更方便、安全性能更高。

2、輸入限流功能，通過增加限流電阻能夠減小高壓變頻器上電時對上一級開關的沖擊電流，實現(xiàn)軟充電。

3、單元模塊化設計以及雙冗余機械式單元旁路技術，抗干擾能力更強，可靠性更高。每個功率單元的結構與電氣性能一致，可互換使用。

4、具有單元旁路技術，當某個單元出現(xiàn)故障時，可將故障單元旁路，實現(xiàn)旁路運行，不停機，保證生產(chǎn)連續(xù)性。

5、AVR自動穩(wěn)壓功能，當輸入電網(wǎng)電壓發(fā)生波動時，AVR功能可以保持變頻器的輸出電壓不受影響。

6、雙電源冗余設計，分別由兩路電源供電，比傳統(tǒng)UPS方案更可靠。

7、“飛車”啟動功能當電機仍處于旋轉狀態(tài)時，通過轉速跟蹤技術，可直接帶電機啟動，無沖擊電流。

8、SVPWM空間電壓矢量控制，直流母線電壓利用率高，可提高輸出電壓15%。

五、總結

錫林浩特北車熱源廠自變頻器正式投產(chǎn)以來，連續(xù)無故障運行，節(jié)能效果明顯，為熱源廠正常供熱提供了強有力的保障，同時為用戶SBH系列變頻器的應用降低了系統(tǒng)對管路密封性能的破壞，延長了設備的使用壽命，減少維護量，提高了系統(tǒng)的自動化程度，節(jié)約了大量電能，切實響應了國家節(jié)能降耗的號召，降低了生產(chǎn)成本。