罗克韦尔自动化变频驱动装置在电力行业的应用

电力18讯：    火力发电厂每天都要不断地排出大量煤灰，如何安全可靠的去除煤灰对很多工程技术人员来说都是一个非常棘手的问题。高效的管道传输和废物分配管理涉及到许多有挑战性的技术，能源效率管理的问题是其中之一。

这一点对如今许多传统发电厂来说非常重要，尤其是中国的发电厂。由于中国政府正逐渐放开对能源工业的管理，这些电厂正努力在发电和配电方面寻求更新更有效的方法。决策者们也认识到，要赢得未来的市场，必须提高效率，减少生产成本。罗克韦尔自动化中国公司与中国四海自动控制公司合作对威海发电厂进行了设备改造，大大改善了设备性能和用电效率，同时还迅速降低了成本。

威海发电厂位于经济迅速腾飞的中国山东省的东部沿海地区，被中国国家电力委员会评为一级发电厂。这个大型发电厂现在拥有两台125MW和两个300MW的机组，另外在不久的将来还有两台600MW的电站投入运行。

令许多人惊讶的是，发电过程本身就需要消耗很多电能。减少电能消耗、降低成本，也是世界各地电厂追求的目标。尤其在中国，由于政府鼓励减少生产总成本，这一问题显得更为重要，各地电厂都在努力寻求解决工业生产管理的有效办法。

威海发电厂改造遇到的最大挑战是煤灰浆管道的电动机控制和灰浆泵工况运行。煤浆管道利用三个工业泵上的阀门进行流量控制，然后将水和煤灰的混合物运送到远处的沉淀池。这个处理过程是由三台367.7kW、6kV的电动机驱动的。在原来的系统中，阀门的开启和关闭都取决于与负荷需要量相联系的预计煤浆量。不管输送的煤浆量是多少，这三台367.7kW，6kV的电动机都连续全速运转。此外，计划停机时的 “硬”停机方法也对电动机的性能构成了威胁，从而经常要花费相当多的资金对电动机进行维修。原系统每年所花费的成本是惊人的，但威海电厂从未系统地统计过，生产管理人员只能大致估算由此产生的经济影响。

在电厂管理层决心采取有效方法解决煤浆管道运行的问题后，工程师们就开始寻找既具有丰富经验又能够提供完善客户支持的供应商，以便为电厂提供最佳的设备改造解决方案。他们选择了罗克韦尔自动化中国公司和四海自动控制工程公司为该厂重要的战略合作伙伴，四海自动控制工程公司是中国最大的电力控股公司SEPCO的子公司。

解决方案

两个公司的工程师在使用变频驱动装置控制电动机速度、运转和管道输送网络方面取得了一致意见。采用这一方案，电动机可以根据实际负荷需要量，以最低的转速最有效地带动煤灰运输装置。

由于煤灰浆的流动是通过变频驱动装置控制的，因此管道阀门可以一直呈开启状态。此外，还可以使电动机由“硬启动”和“硬关闭”转换为“软启动”和“软关闭”，这样，既保证了电流的平稳，又不损害电路和电动机性能。变频驱动还大大降低了能源消耗，节约了大笔能源成本。

罗克韦尔自动化公司的中压驱动装置PowerFlex7000是这次完全自动化解决方案的核心。这种18脉冲的变频装置是可再生制动的，可以实现电动机制动在无需附加软、硬件的条件下将电能反馈回电站。对于因高惯性载荷经常需要迅速减速的泵、风机和鼓风机而言，这是非常理想的。

输出电压和输出电流也呈非常好的正弦波，这意味着它可以直接驱动普通电动机，而不用降低功率使用或增加滤波器，同时电动机运行温度也不会有明显上升。同时，由于PowerFlex是6kV变频装置，它不像3kV变频装置那样需要增加很多额外的降压和升压硬件设备，这些设备价格不菲，而且易出故障。

四海公司提供了与之相配套的工程设计和集成服务，同时还负责在当地采购所需的18脉冲隔离变压器。罗克韦尔自动化公司的全球生产方案组也提供了全部启动和现场试验服务，以确保系统的完整性和性能。



罗克韦尔自动化公司关于激活信息企业的概念：用棕色虚线框起来的区域表示本文探讨的目前的自动化水平，其它区域表示罗克韦尔现今能够提供的众多自动化控制解决方案

成果

改造前，威海电厂的三个灰浆泵在8月份的用电量高峰期总共要使用94860kWh的电量。改造后，在同一月份总的用电量只有51840kWh，下降了45％。

设备的切换和启动极快，要求从启动到停止不超过4h，发电中断降低到最小程度。该方案是在威海电厂所有原有电动机和电动机控制断路器的基础上进行的。此外，新的控制设备也在现有设备室和电路配置的范围内进行改造，它加快了执行过程，为以后的工程设计和硬件节省了成本。

由于中压解决方案所带来的明显效益，威海电厂已签署协议对其锅炉鼓风机单元设备的电动机控制进行改造。威海发电厂总工程师说：“罗克韦尔自动化与四海公司的联手合作使我们对这个中压解决方案所带来的效益充满信心。此外，他们在客户服务及工程技术支持方面拥有良好信誉，使其成为我们值得依赖的合作伙伴，并促使我们在今后的生产中