一、引言。
我國生物質能資源豐富，生物質能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景廣闊。另一方面，中國農(nóng)作物播種面積為18億畝，每年生產(chǎn)約7億噸物質。相當于3.5億噸標準煤。另外，農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄物有稻殼、玉米芯、花生殼、甘蔗渣、棉籽殼等，也是重要的生物質資源。另一方面，我國現(xiàn)有森林面積約為1.95億公頃，森林覆蓋率為20.36%，每年生物質資源量約為8億至10億噸。
同時，發(fā)展生物質發(fā)電，實施煤炭替代，可顯著減少二氧化碳和二氧化硫的排放，產(chǎn)生巨大的環(huán)境效益。生物質相對于傳統(tǒng)化石燃料而言，屬于清潔能源，燃燒后排放的二氧化碳屬于自然碳循環(huán)，不會造成污染。據(jù)估計，運營一臺2.5萬kW的生物質發(fā)電機組，與同類型的火電機組相比，二氧化碳排放量可減少約10萬t/a。
二、項目介紹。
該項目電廠容量為4×12MW，分兩期建設，一期建設2×12MW供熱發(fā)電機組。每年燃燒稻殼量約20萬噸，年發(fā)電量144GWH，產(chǎn)品銷售收入8489萬元，年繳稅1417萬元，其中增值稅1288萬元。年利潤率10.45%，10年后可收回成本，社會效益和經(jīng)濟效益良好。
為了進一步降低發(fā)電站的用電率，降低發(fā)電成本，提高電價競爭力，決定拖動系統(tǒng)內的供水泵，選擇我們SKI800系列的工業(yè)變頻器。
三、系統(tǒng)方案。
1.主回路方案:
供水泵是重要的負荷，除了考慮正常運行時采用變頻方案外，還需要考慮變頻檢查時采用工作頻率運行方案，經(jīng)過多方面考慮，最終采用手動旁路方案。
圖表2手動切換方案。
一拖一手旁路柜由三個高壓隔離開關QS1、QS2、QS3組成。手動隔離柜嚴格按照五防聯(lián)鎖要求設計，變頻輸出QS2和隔離高壓隔離開關QS3機械封閉，完全可以保證變頻調速系統(tǒng)的安全運行。
1)在變頻運行情況下，QS1、QS2關閉，QS3關閉。
手動切換到工作頻率運轉時，系統(tǒng)停止變頻器輸出，切斷用戶開關，機械操作依次切斷QS1、QS2，機械操作關閉QS3，將馬達切換到工作頻率側，關閉用戶開關，使馬達頻率運轉
2)工頻旁路運行情況下，QS3關閉，QS1、QS2關閉。
手動切換到變頻運行時，系統(tǒng)首先切斷用戶開關，機械操作切斷QS3，機械操作依次關閉QS2、QS1，將馬達切換到變頻側，然后關閉用戶開關。
2.控制系統(tǒng)方案。
為了更方便的操作，變頻器的起停在機器旁邊的箱子里進行控制，在DCS上進行監(jiān)視。頻率調節(jié)由前級傳感器返回的電流模擬信號(4-20mA)進行PID控制。具體控制信號如下:
2.1與高壓開關柜連鎖信號。
1)接通許可:常開接點，接通有效，該信號串聯(lián)在供電高壓開關柜的接通回路中，變頻器自檢完成或系統(tǒng)處于工作頻率狀態(tài)時，信號關閉，允許用戶接通高壓電
2)高壓跳閘:常閉接點，切斷有效，該信號與供電高壓開關柜的門路并聯(lián)，變頻器發(fā)生重大故障或急停信號有效時，切斷用戶的高壓電
2.2變頻DO信號。
上述輸出信號都是獨立的、無源的干接點，默認為常開點，有效閉合，容量為250VAC5A。
2.3變頻DI信號。
以上輸入信號只需客戶提供獨立的無源干燥接點、脈沖信號，除緊急停止外，其他信號默認為常開接點，閉合有效
2.4變頻AI信號。
2.5變頻AO信號。
四、改造后的效果:
1.變頻調速的節(jié)能。
采用變頻調速后，鼓風機泵負荷的節(jié)能效果最明顯，節(jié)能率可達15%~60%。這是因為鼓風機泵的消耗電力與轉速的三次方成比例，用戶所需的平均流量小時，鼓風機泵的轉速低，節(jié)能效果也相當大。傳統(tǒng)的擋板和閥門調節(jié)流量時，消耗電力的變化很少。由于這種負荷多，約占交流電機總容量的20%~30%。
2.網(wǎng)側功率因數(shù)提高。
原電機直接由工頻驅動時，滿載時功率因數(shù)在0.81左右，實際運行功率因數(shù)遠低于0.8。采用變頻調速系統(tǒng)后，電源側的功率因數(shù)可提高到0.9以上，無效補償裝置可大幅減少無效功率，滿足電網(wǎng)要求，進一步節(jié)約上游設備的運行費用。
3.設備運行和維護費用下降。
采用變頻調節(jié)后，通過調節(jié)馬達的轉速實現(xiàn)節(jié)能，負荷率低時，馬達、鼓風機泵的轉速也下降，主設備和相應的輔助設備比軸承等磨損前減輕，維護周期延長，設備壽命延長，變頻改造后，閥門開度達到100%在變頻器運行中，定期除塵變頻器，無需停止，保證了生產(chǎn)的連續(xù)性。隨著生產(chǎn)的需要，調節(jié)鼓風機泵的轉速，調節(jié)鼓風機泵的流量、壓力滿足生產(chǎn)技術的要求，大幅度降低工作強度。通過變頻調速技術，減少了機械磨損，減輕了維修工作量，降低了維修費用。
4.使用變頻調速裝置后，電機可以軟啟動，啟動時的電流不超過電機額定電流的1.2倍，對電網(wǎng)沒有影響，延長了電機的使用壽命。在整個運行范圍內，馬達可以保證運行穩(wěn)定，損失減少，溫度上升正常。鼓風機泵啟動時的噪音和啟動電流非常小，沒有異常的振動和噪音。
5.與原來的舊系統(tǒng)相比，變頻器具有過流、短路、過壓、壓力不足、相不足、溫度上升等多種保護功能，更完善地保護了電機。
6.操作簡單，運行方便?？赏ㄟ^計算機遠程給定等參數(shù)，實現(xiàn)智能調節(jié)。
7.適應電網(wǎng)電壓變動能力強的電壓工作范圍廣，電網(wǎng)電壓在-10%~+10%之間變動時，系統(tǒng)可以正常工作。
五、結束語。
隨著電力行業(yè)改革的不斷深化，以及競爭價格網(wǎng)絡、經(jīng)濟調度等政策的逐步實施，降低發(fā)電站的電力使用率，降低發(fā)電成本，提高電力競爭力，成為各發(fā)電站追求的經(jīng)濟目標，通過采用通用變頻器對具有高能源消耗的電力設備進行技術改造，不僅可以直接降低工廠的電力，降低供電煤的消耗，增加網(wǎng)絡電力
