罗克韦尔产品在电力行业控制系统中的解决方案

·背景： 中国政府正逐渐放开对能源工业的管理，这使得电厂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，必须要提高效率，减少生产成本。 但在存在巨大改造潜力的同时，超低成本以及每年以8%的速度增长的负荷需要量也对改造形成了巨大的挑战。 幸运的是，行业决策者们清楚地认识到未来激烈的竞争，正努力实行电力自动化改造。山东黄岛发电厂改造就是一例。 黄岛发电厂座落于青岛，是中国工业化程度较高的山东省的电力供应的主要厂家之一。该厂提出口号要不断进行技术改造，包括达到ISO要求的各项质量标准。目前，该厂正实行一系列现代化技术改造，并收到了明显效果。 ·挑战： 山东黄岛发电厂的工程师们最近正着手制定一个现代化方案以减少能源消耗，改善负压通风机系统的过程控制。负压通风系统通过控制进入炉膛的空气流速以加速或抑制锅炉中煤的燃烧速度。 原系统存在的问题：与8台800千瓦的电动机连接的原系统的风机设备不管电力负荷需要量有多大都要进行连续运转。燃烧速度也是通过开启或关闭每台锅炉上的挡风门来进行手动控制。当电力需要量小时，这些装置将旁路进入燃烧过程的空气，或当需要量增大时，保持开启状态。 原系统存在问题引起的结果：电动机以全速持续运转，结果造成能源消耗过大。挡风系统也不能提供精确的流速控制，导致燃烧控制次优化，浪费现象突出。 原系统每年所花费的成本是惊人的，但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。 为解决这一问题，电厂管理层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。 ·解决方案： 此项改造工程，黄岛电厂还选择他的姊妹公司－中国最大的电力控股公司SEPCO的子公司四海自动控制工程公司作为他的合作伙伴，与罗克韦尔自动化公司一起为项目改造提供工程设计和服务。 两个公司的工程师在使用中压变频驱动装置控制电动机速度及运转方面取得了一致意见。采用这一方案，电动机和锅炉风机可以按需要运转，也就是说，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锅炉风机从而实现最佳的燃烧效果。因不必用来控制气流，挡风门也可以取消。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，既可以最大限度地减少浪涌电流，又不损害电路和电动机性能。最后，还可以对用于燃烧的煤炭进行更为精确地控制，从而减少浪费，此外中压驱动方案的快速安装特性也最大限度地减少了停工时间。 ·罗克韦尔自动化公司的中压变频装置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条件下将电能反馈回电站。这对于因高惯性荷载经常需要迅速减速的泵、风机和鼓风机来讲是非常理想的。 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，而不用采取降功率使用或增加滤波器等措施，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，它不需要像3kV变频装置那样增加很多额外的花费很大的、同时易出故障的降压和升压硬件设备。 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亦提供了全部启动和现场试验服务以确保系统的完整性及其性能。 ·成果： 如今，黄岛发电厂用电量每年减少电能3000万千瓦特时，节约资金120万美元。 实际上，节约的成本加快了黄岛发电厂投资回报的进程，该厂仅用两年时间就收回了全部投资。迅速的投资回报是中压变频解决方案的一个显著特征。 该方案是在黄岛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，新的控制设备也是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。 “尽管许多公司都声称能够向客户提供定制中压解决方案，但我们相信只有罗克韦尔自动化公司和四海公司做得最好，”山东黄岛发电厂主任Li Jiying说，“我们已决定与他们继续合作，在未来的项目中继续采用他们的解决方案。” 这次改造的成功是与罗克韦尔自动化与中国四海公司在中国和整个亚太地区长期合作提供中压变频解决方案的经历分不开的。