兩種不同冷卻方式在高壓變頻應(yīng)用中的對(duì)比分析
0引言
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201237.htm目前,高壓變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)已在電力行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。隨著600MW及以上機(jī)組成為火力發(fā)電的主力機(jī)型,高壓變頻器在引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、凝結(jié)泵等變頻節(jié)能改造應(yīng)用中的容量,也都在逐步提高到2000kW以上。高壓變頻器應(yīng)用中的設(shè)備散熱和運(yùn)行環(huán)境問(wèn)題成為直接影響變頻器自身運(yùn)行可靠性和機(jī)組安全穩(wěn)定的重要因素。而且,隨著變頻器裝機(jī)容量和功率的增加,其輔助冷卻系統(tǒng)的投資和運(yùn)營(yíng)成本也逐漸成為項(xiàng)目實(shí)施不可小覷的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。采取配套適用的高壓變頻專(zhuān)用冷卻系統(tǒng),對(duì)提高設(shè)備安全穩(wěn)定性能、降低輔助冷卻系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)成本,實(shí)現(xiàn)高壓變頻節(jié)能項(xiàng)目收益最大化,具有積極意義。
1兩種冷卻方案比較
大唐某電廠(chǎng)根據(jù)節(jié)能降耗措施的需要,對(duì)3#、4#機(jī)組配套的2240kW一次風(fēng)機(jī)系統(tǒng)實(shí)施變頻節(jié)能改造。按照變頻器額定功率2240kW、變頻器效率96%計(jì)算,每臺(tái)高壓變頻器的額定發(fā)熱量。
即:如果將變頻器室內(nèi)環(huán)境維持在允許工作溫度范圍內(nèi),必須將變頻器產(chǎn)生的熱量全部帶出室外,避免變頻器室內(nèi)出現(xiàn)熱量累積。因此,每臺(tái)變頻器對(duì)制冷或熱交換系統(tǒng)的冷量需求約90kW。
如果采用空調(diào)方式冷卻,那么,每小時(shí)需要將消耗36kWh的電能用于變頻器本體散熱。這不僅需要大量的設(shè)備投資,還需要以損失一次風(fēng)機(jī)變頻器節(jié)約的電量作為代價(jià);既不經(jīng)濟(jì)也不符合變頻改造的初衷。采用風(fēng)道冷卻方式,可以節(jié)能;但是又會(huì)因現(xiàn)場(chǎng)粉塵原因,帶來(lái)設(shè)備維護(hù)量大、易引發(fā)設(shè)備故障等影響設(shè)備運(yùn)行安全。
經(jīng)過(guò)多方研究論證,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的安裝位置和空間情況,為兩臺(tái)HARVERT系列一次風(fēng)機(jī)高壓變頻器分別采用了空-水冷卻系統(tǒng)和密閉冷卻系統(tǒng)。從而,既滿(mǎn)足設(shè)備運(yùn)行安全,又解決了冷卻系統(tǒng)運(yùn)行成本高的問(wèn)題,達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
1.1空-水冷卻方案
3#機(jī)組A一次風(fēng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)空間位置較大,適合采用空間需求較大的空-水冷卻系統(tǒng)。
1.1.1系統(tǒng)介紹
BLH-CK系列空-水冷卻系統(tǒng),從根本上解決了單位散熱密度高、功率大,有效提高系統(tǒng)安全可靠性、降低運(yùn)營(yíng)成本的問(wèn)題。該系統(tǒng)是一種可將變頻器柜頂排出的熱風(fēng)100%進(jìn)行熱交換冷卻的高效、環(huán)保、節(jié)能的封閉式冷卻系統(tǒng)。該系統(tǒng)由于其采用完全機(jī)械型式設(shè)計(jì),較空調(diào)等電力、電子設(shè)備而言系統(tǒng)簡(jiǎn)單,具有明顯的安全、可靠性。
其工作原理是:將變頻器的熱風(fēng)通過(guò)風(fēng)道直接通過(guò)空冷裝置進(jìn)行熱交換,由交換器內(nèi)部的冷卻水管道與熱空氣進(jìn)行非介質(zhì)接觸式交換,直接將變頻器散失的熱量帶走;避免變頻器對(duì)室內(nèi)環(huán)境形成加熱作用。空冷裝置的供水壓力在0.25~0.35MPa、冷水溫度不大于33℃時(shí),即可保證熱風(fēng)經(jīng)過(guò)交換器后,將變頻器室內(nèi)的環(huán)境溫度控制在40℃以下。從而,保證了變頻器室內(nèi)良好的運(yùn)行環(huán)境。
同時(shí),由于房間密閉,變頻器利用室內(nèi)的循環(huán)風(fēng)進(jìn)行設(shè)備冷卻,具有粉塵度低,維護(hù)量小的特點(diǎn);減少了環(huán)境對(duì)變頻器功率柜、控制柜運(yùn)行穩(wěn)定性的不利影響。空-水冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖如下:
該系統(tǒng)具備以下幾方面的特點(diǎn):
1) 設(shè)備安裝簡(jiǎn)單、快捷。
2) 設(shè)備使用壽命長(zhǎng),故障率低,性能可靠。
3) 運(yùn)營(yíng)成本低???水冷卻系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)成本只有同等熱交換功率空調(diào)冷卻方式的1/5~1/8。
4) 變頻器免維護(hù)周期長(zhǎng)、維護(hù)量低小,環(huán)境衛(wèi)生。
1.1.2安全性能評(píng)價(jià)
該系統(tǒng)設(shè)備整體安裝于高壓變頻器室墻外,冷卻水與循環(huán)風(fēng)完全分離,水管線(xiàn)在變頻室外與高壓設(shè)備明確分離,確保高壓設(shè)備室不會(huì)受到防水、絕緣破壞等安全威脅和事故;避免冷卻水管線(xiàn)在高壓室內(nèi)布局容易出現(xiàn)破裂后漏水危及高壓設(shè)備運(yùn)行安全的嚴(yán)重事故發(fā)生。在空-水冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)中,為了防止空冷裝置出口側(cè)凝露帶水排入室內(nèi),對(duì)空-水冷卻裝置的出風(fēng)口、風(fēng)速等指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算;保證良好的排壓情況下,運(yùn)行安全穩(wěn)定。同時(shí),冷卻系統(tǒng)提供風(fēng)機(jī)、空-水冷卻裝置的故障報(bào)警檢測(cè)點(diǎn),可遠(yuǎn)傳至DCS。
1.2 密閉冷卻方案
3#機(jī)組B一次風(fēng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)空間位置有限,采用占地面積較小的密閉冷卻系統(tǒng)。
1.2.1系統(tǒng)介紹
密閉式冷卻系統(tǒng)采用R134a制冷劑作為熱交換介質(zhì),利用高效制冷壓縮機(jī)組進(jìn)行冷熱量轉(zhuǎn)換。室內(nèi)熱交換器直接安裝于變頻器功率柜柜頂,柜頂排出的熱風(fēng)經(jīng)熱交換器后由制冷劑直接將熱量帶到室外;通過(guò)壓縮機(jī)組將熱量散失到大氣中。該系統(tǒng)能夠保證變頻器始終處于30~35℃運(yùn)行環(huán)境,大幅度延長(zhǎng)濾網(wǎng)更換周期減少現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)量。且不受現(xiàn)場(chǎng)安裝空間、位置、環(huán)境溫度等條件限制,具有更強(qiáng)的適應(yīng)能力。制冷壓縮機(jī)組安裝于變頻器附近,允許在-15~+45℃環(huán)境溫度下持續(xù)工作。
評(píng)論