原创《基于ABBACS510变频器的烟气再循环系统的设计》：本论文可用于循环系统论文范文参考下载，循环系统相关论文写作参考研究。
摘 要：介绍了ACS510系列变频器在循环流化床锅炉烟气再循环系统的应用.通过改变变频器频率来调节烟气再循环风量,配合一二次风量调整,控制炉膛出口含氧量,从而降低氮氧化物排放量.
关键词：ABB变频器；风机；ACS510；循环流化床锅炉
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.02.110
0概述
随着新的燃煤电站锅炉氮氧化物排放标准的制定,循环流化床锅炉氮氧化物排放控制越发受到重视,温度和氧化还原气氛是影響循环流化床锅炉的中氮氧化物生产的最主要因素.烟气再循环系统作为循环流化床锅炉低氮燃烧改造重要手段之一,从引风机出口引出一管道,经过烟气再循环风机把部分低氧烟气引到一次风机入口,有效减少一次风含氧量.根据锅炉运行参数来调整一二次风量和烟气再循环风量配比,控制炉膛出口含氧量,确保锅炉燃烧正常,同时降低氮氧化物排放量.
1烟气再循环系统工作原理
风机传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量,其输入功率大,且大量的能源消耗在挡板、阀门的截流过程中.当使用变频调速时,如果流量要求减小,通过降低风机的转速即可满足要求.由于变频器内部滤波电容的作用,从而减少了无功损耗,增加了电网的有功功率.利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始,最大值也不超过额定电流,减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求,延长了设备和阀门的使用寿命,节省了设备的维护费用.
为降低企业能耗、提高机组经济运行效益,烟气再循环系统选用变频风机,通过改变变频器频率,来调节烟气再循环风量.同时考虑到便于机组运行人员操作,将变频器的远程控制接入主机DCS系统,通过DCS系统进行远程控制,实现机组DCS系统画面的远程操作和监控.
利用变频器启动烟气再循环风机,在DCS端设置炉膛出口氧量,此信号作为变频器给定信号,就地炉膛出口氧量仪检测的含氧量作为检测信号,反馈到变频器的实际信号端,变频器通过PID调节控制电机频率.当机组运行工况一定时,锅炉总风量随之确定,如果炉膛出口含氧量高于设定氧量,变频器频率增加,低氧烟气再循环风量占总风量比例增大,降低了炉膛出口含氧量；当炉膛出口含氧量低于设定氧量,变频器频率降低,低氧烟气再循环风量占总风量比例减小,增加了炉膛出口含氧量.这样使炉膛出口含氧量维持在一个恒定的数值范围内,从而通过改变电机的频率实现电机的无极调速、无波动氧量的效果.
2变频器的选型
ABB变频器为工业应用而设计,特别适用于工业过程控制领域,广泛应用于电力、化工、采矿、石油等行业.ABB变频器是通过将380V交流电压整流滤波成为平滑的510V直流电压,再通过逆变器件将510V直流电压变成频率与电压均可调的交流电压,电压调节范围在0-380V之间,频率可调范围在0HZ-60HZ之间,以达到控制电动机无极调速的目的,ABB变频器以其稳定的性能、丰富的组合功能、高性能的矢量控制技术、低速高转矩输出、良好的动态特性及超强的过载能力,在变频器市场占据着重要的地位.由于ABB针对的行业较多,ABB公司专门为一些行业生产了特定变频器,在选型过程中要注意,不然高端系列应用在低端场合,造成浪费；低端系列应用在高端场合,无法保证设备正常运行.ABB变频器主要有以下几个系列：
（1）ACS350系列,此系列主要应用于食品饮料、物料输送、纺织、印刷、橡胶与塑料及木工机械行业,功率为0.37～7.5kW；
（2）ACS510系列,此系列主要应用于风机水泵行业,典型应用于恒压供水、冷却风机、地铁和隧道通风机等,功率为1.1～160kW；
（3）ACS550系列,此系列主要应用于机床类的重负载设备,功率为0.75～160kW；
（4）ACS800系列,此系列主要应用于对变频器要求特别高的行业,如大型起重机、锻造、机床等设备,功率为0.55～5600kW.
ACSS10系列变频器于2005年在第九届国际工业自动化展览会上发布,该系列变频器具有节能和环保的特点,特别是在风机和水泵的应用方面,优化了变频器的调速功能,可明显减少因局部负载引起的电机损耗和噪音.
河南中原大化公司化肥事业部有两台75t/h循环流化床锅炉,设计压力为5.4MPa,设计温度为450℃,承担着向公司合成氨、2套三聚氰胺装置供应蒸汽的任务,所以机组排放是否达标直接关系到整个公司的生产运行.为符合国家出台的燃煤电站锅炉氮氧化物排放标准要求,对该锅炉进行低氮燃烧技术改造,该项目烟气再循环系统所需最大风量29000m3/h、风压3000Pa,风机功率为30kW、380V供电,根据电机参数选用与之相匹配的ABB变频器型号为ACS510-01060A-4.
3变频器的外部接线
烟气再循环系统以ABB ACS510变频器为核心,通过控制风机的频率来实现风量调节.变频器的控制回路分就地操作和远程遥控,变频器电气接线包括主回路、开关量输入/输出、模拟量输入/输出、频率给定与显示等,具体接线如图1所示.
（1）电源的进线接变频器的U1、V1、W1,电缆接地线接PE,电机电缆接变频器的U2、V2、W2,电缆接地线接PE；
（2）将J1 A11跳线开关拨至ON,A11控制方式设为模拟电流输入；
（3）DCS AO端子输出4-20mA模拟信号接变频器的2、3号端子上,以设定变频器频率,实现无极变速运行；
（4）变频器的6、7号端子输出4-20mA模拟信号接DCS AT端,以反馈变频器实际频率；
（5）变频器的8、9号端子输出4-20mA模拟信号接量程为20mA的电流表,以显示变频器实际电流；
（6）风机的启动/停止信号接变频器的10、13号端子上,风机的启动/停止可就地操作或远程遥控；
（7）变频器的11、12端子短接,以实现DCS远程控制；
（8）变频器的继电器输出22、24端子接运行指示灯；
（9）变频器的继电器输出25、27端子接故障指示灯.
4变频器的调试
首先检查变频器接线,特别是变频器输入输出线是否颠倒,线路接线颠倒,将烧毁变频器.之后上电并查看变频器指示灯及控制盘显示是否正常.通过控制盘对变频器设置参数,需调整参数见“表1”中“设定值”列,其他参数为变频器默认值.
5变频器日常检查和维护
在实际应用中,变频器受周围的温度、湿度、振动、粉尘、腐蚀性气体等环境条件的影响,其性能会有一些变化.如合理维护得当,则能延长使用寿命,并减少因突然故障造成的生产损失.通常做如下检查：
（1）变频器安装环境是否异常,主要包括环境温度、湿度等是否符合要求,环境温度容许值为-10～50℃,周围空气相对湿度≤95%（无结露）.
（2）变频器下进风口、上出风口是否积尘或因积尘过多而阻塞,变频器因本身散热要求通风量大,需定期对变频器进行除尘.
（3）变频器风扇运转是够正常,散热通道是否通畅,停机时,用手转动风扇,观察轴承有无卡死或杂音,必要时更换轴承或对其进行维修.
（4）变频器运行参数（输出电流、电压、频率等）是否正常,有无报警.
（5）变频器内是否有振动或异常声音.
6结论
此次改造实现了再循环风机的软启动,无启动冲击电流,调速范围宽,调速精度高,且保护功能完备,具有过压、过流、缺相、欠压、短路、过热等全面保护功能,并可显示电流、频率、运行、故障报警等.机组运行后,通过设定变频器频率调节烟气再循环风量及一二次风系统风量配比,将全工况炉膛出口含氧量基本维持在5%左右,NOx排放值为150mg/Nm3以下,其余各项指标均符合设计要求.
循环系统论文参考资料：
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