上海老港再生能源利用中心日焚燒處理城市生活垃圾3000噸，配套先進的煙氣處理系統以及發電設備，是亞洲最大的生活垃圾處理設施之一，也是環保要求最高的設施之一。工程于2010年8月開工建設，2013年5月建成并投入試運行。項目投產后，在年處理生活垃圾100萬噸的同時，年發電量能達到約2.5億度，年上網電量約2億度。垃圾焚燒后的爐渣將進行綜合再利用，如填埋場覆蓋材料、制磚、鋪路基等。

該項目使用新時達AS800系列高壓變頻器13臺，其中一次風機4臺、給水泵6臺、循環水泵3臺。本文以該項目為例，介紹AS800高壓變頻器在電力行業風機、水泵上的運用特點，并對現場應用的工藝、變頻器技術特點及應用效果進行說明。

現場應用工藝介紹

循環水泵工藝

在循環水泵系統中，循環水泵實現水資源的循環利用，凝汽器出口的熱水進入冷卻塔，循環水的熱量傳遞給大氣溫度降低后，再經循環水泵提升有壓力后進入凝汽器進行冷卻低壓缸排汽，由于系統水位基本穩定，故循環水泵的揚程也基本穩定，也就是說循環水泵水量的大小決定了循環水泵的耗電量。

由于機組負荷及外部環境變化，真空在不斷變化，因此需要及時調整循環水量，保證機組安全、經濟地運行。在冬季正常運行時，1臺循環水泵低速運行足已滿足機組的冷卻需要；然而在溫差變化大的季節、以及負荷變化大的情況下，循環水泵雖然高、低雙速調節方式，但不能保證機組在經濟的方式下運行，致使工廠用電率高，發電成本高，因此有必要對水泵進行變頻調節。

利用高壓變頻器根據實際需要對循環水泵電機進行調速，進而調節水泵冷卻水量的大小，即可以降低電動機的功率，又能達到最有利真空控制的目的，從而既保證和改善發電機組運行工況，又可達到節能降耗的效果。

為了降低工廠用電率，減少發電成本，上海老港再生能源利用中心決定對電廠1臺循環水泵加裝新時達AS800系列高壓變頻器，以達到經濟高效的運行方式。

垃圾發電廠鍋爐工藝

圖1 垃圾發電廠鍋爐工藝流程

垃圾發電廠鍋爐工藝流程見圖1。垃圾發電廠鍋爐系統包括一次風機、引風機系統，在實際運行過程中，一次風機系統主要將垃圾儲坑里面的可燃燒氣體抽到垃圾焚燒爐，燃燒產生熱量供給鍋爐，產生蒸汽推動汽輪機發電，同時防止氣體外泄（氣體含毒），在應用中屬于重要設備，必須保證其運行的可靠性。引風機系統是將發電過程中給爐膛形成負壓將廢氣吸走，對整個發電系統的影響也比較重要，引風機的停機可能導致鍋爐滅火。

現場AS800高壓變頻器

變頻器系統配置

根據現場負載的工況需求, 考慮到變頻器退出運行后不影響生產，確保系統正常工作，系統需配置工頻旁路，當變頻器出現故障時，將電機投切到工頻下運行。一拖一自動旁路方案適用于要求操作方便，或者變頻器變頻運行時故障后可以自動切換到工頻的一拖一工況。

為了變頻器退出運行后不影響生產，確保系統正常工作，系統需配置工頻旁路，當變頻器出現故障時，將電機投切到工頻下運行。圖2中的3個接觸器安裝在旁路柜中，為了確保不向變頻器輸出端反送電，KM2與KM3實現自然機械互鎖。當 KM1、KM2閉合， KM3斷開時，電機運行在變頻狀態；當KM1、KM2斷開，KM3閉合時，電機工頻運行。

圖2  變頻系統一次回路

AS800高壓變頻器技術特點

機械的理想動力：輸出電流中含有的高次諧波成分極其微小，由此產生的脈動力矩對軸系統的影響力可以忽略不計，減少了電機的震動。

多種曲線選擇功能：由于密煉機機械是多級傳動機構，不同的機械會有不同特性，提供多種曲線算法以適應不同的機械工藝要求。

高壓變頻必須滿足現場水泵負載要求，以及動態響應快速制動運行的需要。

圖3 現場實測輸出電流波形圖

以變頻器調整電機的轉速來調整水量，使電機輸出的功率與水量需求基本上成正比關系，始終使電機高效率工作，以達到明顯的節電效果。

系統具有自動控制旁路柜，可為配置爐前操作臺提供足夠的接點。

系統具有變頻和工頻2套控制回路，具有單模塊旁路功能，增加變頻器冗余能力。

使電機起動、加載時的電流平緩上升，沒有任何沖擊；可使電機實現軟停，避免反生電流造成的危害，有利于延長設備的使用壽命。

通過移相整流變壓器極大地抑制了網側輸入諧波電流，通過多級H橋功率單元級聯的方式實現電壓疊加，得到幾近完美的高壓正弦波輸出，可直接驅動高壓電動機，無需加裝任何濾波器。

由于電機在高效率狀態下運行，功率因數較高，降低了無功損耗，節約了大量電能。

應用效果分析

節約能源。變頻器控制的風機水泵與傳統控制的風機水泵比較，節約能源是最有實際意義的，根據現場原料量需求情況調節風機水泵的轉速是經濟的運行狀態。

運行成本降低。傳統風機水泵的運行成本由三項組成：采購成本、維護成本、能源成本。其中能源成本大約占風機水泵運行成本的60%。通過能源成本的降低，再加上變頻起動后對設備的沖擊減少，維護和維修量也跟隨降低，所以運行成本將大大降低。

延長風機水泵的使用壽命。變頻器從0Hz起動風機水泵，它的起動加速時間可以調整，從而減少起動時對風機水泵的電器部件和機械部件所造成的沖擊，增強系統的可靠性，使水泵的使用壽命延長。此外，變頻控制能夠減少機組起動時電流波動，這一波動電流會影響電網和其它設備的用電，變頻器能夠有效地將起動電流的峰值減少到最低程度。

降低設備噪聲。根據風機水泵的工況要求，變頻調速改造后，電機運轉速度明顯減慢，因此有效地降低了風機水泵運行時的噪聲。

節能效益說明。根據現場的運行情況分析，現場加變頻的用電量與不加變頻的用電量相比，節能率在20%以上，給用戶帶來巨大的經濟效益。