Високонапрегови инвертори в термични електроцентрали: Подобряване на ефективността и намаляване на емисиите

Термалната енергия остава важна в глобалния енергиен микс, но традиционните системи се сблъскват с предизвикателства като високо енергопотребление и емисии, което изисква иновации за по-зелени операции. Високонапрядните инвертори, регулирайки скоростта на моторите, предлагат ефективно решение за енергийна ефективност и намаляване на емисиите в електроцентрали.

1 Обзор на високонапрядните инвертори

Високонапрядните инвертори контролират високонапрядни мотори и трансформатори, като регулират честотата, осигурявайки спестяване на енергия, подобряване на ефективността и удължаване на жизнения цикъл на оборудването. Системата, състояща се от инвертори, автоматични прекъсватели, разединители и транзистори, функционира синхронизирано за стабилна работа. Инверторът, като ядро, динамично регулира напрежението и честотата, за да отговаря на потребностите на нагрузката, оптимизирайки операцията. Това намалява енергийното потребление и минимизира повредите от често стартиране или прегрузки, удължавайки жизнения цикъл на оборудването.

Автоматичните прекъсватели защитават от прегрузки и късо свързване; разединителите гарантират безопасност при поддръжка. Транзисторите позволяват прецизен контрол на тока, подобрявайки оперативната точност. Тези надеждни компоненти подкрепят широкото използване на високонапрядните инвертори в електроенергетиката, нефтодобива, химическата и металургическата индустрия за ефективно управление на вентилатори, помпи и компресори.

2 Приложна стойност в термалното производство на електроенергия
2.1 Подобряване на ефективността на котлите

Котлите, централни за преобразуването на енергия, директно влияят върху ефективността и емисиите на завода. Високонапрядните инвертори подобряват работата на котлите, като позволяват безступенен контрол на скоростта на помпите за питане, вентилаторите за принудително вдушване и издушване. Това позволява динамично регулиране в зависимост от нагрузката и нуждите на горенето, поддържайки оптимален поток на вода, въздух и газове. Прецизният контрол намалява енергийните загуби от излишен достав и предотвратява непълно горене поради недостиг на въздух, повишавайки термалната ефективност и стабилност. Това също намалява механичните износ и вибрации, удължавайки жизнения цикъл на оборудването и намалявайки разходите за поддръжка.

2.2 Намаляване на термалните загуби на турбините

Парните турбини са ключови за преобразуването на енергия, но термалните загуби намаляват ефективността и увеличават разходите. Високонапрядните инвертори намаляват това, като прецизно управляват входящия пар и регулирането на скоростта. В противовес на фиксираното управление чрез клапи, инверторите регулират потока на пара в реално време, за да отговарят на нуждите на нагрузката, поддържайки турбините в зони на върховна ефективност. Те също гладко преходят на скорости при стартиране, спиране и промяна на нагрузката, намалявайки енергийните загуби и механичните напрежения, подобрявайки надеждността и икономическата ефективност.

2.3 Намаляване на енергийното потребление на завода

Помощното оборудване, като помпи и вентилатори, използват значителна част от енергията на завода, влияйки на нетния изход и икономиката. Високонапрядните инвертори намаляват това, като позволяват безступенен контрол на скоростта на моторите, адаптирайки мощността към реалните нужди на нагрузката. Това избягва проблема с "прекомерно голям мотор", намалявайки енергийното потребление. Например, инверторите на охлаждащи помпи и вентилатори адаптират потока в зависимост от нуждите, минимизирайки загубите. Те също подобряват ефективността на помощното оборудване, намаляват износ от колебания, удължават жизнения цикъл и намаляват разходите за поддръжка и просто стоене.

3 Конкретни приложения в термалната енергия
3.1 В котлени системи

Освен основния контрол на скоростта, високонапрядните инвертори подкрепят напредналата оптимизация на котлите. Интегрирани с датчици и анализ на данни, те позволяват интелигентно управление на горенето, наблюдавайки температурата на пламъка, газовете в комина и съдържанието на кислород, адаптирайки горивото и въздуха за върховна ефективност и ниски емисии на NOx и SOx.

Те също подобряват способността за следване на нагрузката. Използвайки предиктивни алгоритми, инверторите адаптират изхода на котлите в очакване на нуждите на мрежата, подобрявайки гъвкавостта и намалявайки загубите от колебания на нагрузката. Дълбока интеграция с DCS и SIS позволява координирано управление с турбини и генератори, оптимизирайки общата ефективност и реакция чрез споделяне на данни и единен график, подкрепяйки интелигентната и ефективна трансформация на завода.

3.2 В системи за кондензационни помпи

Традиционните кондензационни помпи работят с фиксирана скорост, изразходвайки енергия. Високонапрядните инвертори решават това, като позволяват прецизен контрол на скоростта в зависимост от потока на кондензата (Фиг. 1). Помпите забавят при ниски нагрузки, за да спестят енергия, и ускоряват при високи нагрузки, за да поддържат доставката, осигурявайки стабилност.

Системата наблюдава температурата, тока и напрежението на мотора в реално време, използвайки вградена защита, за да предотврати прегрузки и дефекти, удължавайки жизнения цикъл на оборудването. Интеграцията с управлението на котлите и турбините оптимизира цикъла пар-вода, максимизирайки ефективността. Удалено наблюдение и диагностика на дефекти позволяват ранна детекция на проблеми, предотвратявайки непланови спиране. Анализът на данни допълнително оптимизира операциите, откривайки допълнителни енергийни спестявания и подобрявайки икономическата ефективност.

3.3 Приложение на високонапрядните инвертори в системи за премахване на прах

Приложението на високонапрядните инвертори в системи за премахване на прах предлага ново решение за подобряване на екологичната ефективност и енергийната ефективност в термалните електроцентрали. С гъвкав контрол на скоростта, интелигентна координация и значителни екологични ползи, високонапрядните инвертори стават ключово избор за модернизация и оптимизация на системите за премахване на прах.

По-специално, процесът на управление с високонапрядни инвертори в системата за премахване на прах в електроцентрала включва ключови стъпки като установяване на позицията на ланса, изчисление на отклонение, управление с PLC, регулиране на скоростта с променлива честота и оптимизация на обратната връзка, както е показано на Фигура 2. Позицията на кислородния ланс е критична за ефективността на премахването на прах. Традиционните методи използват фиксирана настройка, неспособни да се адаптират в реално време в зависимост от състава на газовете в комина и ефективността на премахването на прах. В сравнение, високонапрядните инвертори интегрират високоточни датчици, за да наблюдават концентрацията на праха и съдържанието на кислород в газовете в комина в реално време, динамично изчислявайки оптималната позиция на ланса с помощта на предварително зададени алгоритми. В този процес, инверторът не само управлява контрола на скоростта на мотора, но и участва в затворената връзка за корекция на позицията, осигурявайки прецизен и бърз отговор на команди за позициониране.

Програмируемият логически контролер (PLC), като основен контролен блок, координира работата на всички компоненти на системата. Тясната интеграция между високонапрядния инвертор и PLC позволява фин контрол на всеки част от системата за премахване на прах. Чрез приемане на контролни сигнали от PLC, инверторът прецизно адаптира скоростта на вентилатора за премахване на прах, за да отговаря на текущия поток на газовете в комина и концентрацията на прах. Тази стратегия за управление на скоростта, базирана на реални данни, подобрява ефективността на премахването на прах, избягвайки енергийни загуби и износ на оборудването, причинени от излишно душене.

Приложението на високонапрядните инвертори надхвърля простия контрол на скоростта, позволявайки непрекъснато оптимизиране на стратегиите за управление чрез механизми за обратна връзка. Чрез наблюдаване на ключови показатели, като концентрацията на емисиите на прах и прозрачността на газовете в комина в реално време, инверторът автоматично адаптира параметрите за управление, базирайки се на данните от обратната връзка, достигайки адаптивно регулиране. Това непрекъснато оптимизиране значително подобрява стабилността и надеждността на системата, намалявайки оперативните и ремонтните разходи.

4 Заключение

Накратко, широко приложението на високонапрядните инвертори в термалното производство на електроенергия – обхващащо интелигентно управление на котли, ефективен контрол на кондензационни помпи и екологично оптимизирано премахване на прах – демонстрира техния значителен потенциал и стойност. Чрез прецизен контроль на скоростта, интелигентна оптимизация на системата и управление чрез обратна връзка в реално време, високонапрядните инвертори не само значително подобряват енергийната ефективност и екологичната ефективност, но и подобряват гъвкавостта и стабилността на системата, предоставяйки твърда техническа подкрепа за непрекъснато, ефективно и безопасно функциониране на електроцентрали.