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锋速达通风降温系统

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风机选型与安装

生产厂房通风降温设备_风机运行中电力和风力参数的监测电力百科


风机运行中电力和风力参数的监测
    
风机运行中电力和风力参数的监测
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风力发电机组需要持续监测的电力参数包括电网三相电压、发电机输出的三相电流、电网频率、发电机功率因数等。这些参数无论风力发电机组是处于并网状态还是脱网状态都被监测,用于判定风力发电机组的起动条件、工作状态及故障情况,还用于统计风力发电机组的有功功率、无功功率和总发电量。此外,还根据电力参数,主要是发电机有功功率和功率因数来确定补偿电容的投进与切出。

1.电压丈量

电压丈量主要检测以下故障:

(1)电网冲击  相电压超过450V 0.2s。
(2)过电压   相电压超过433V 50s。
(3)低电压   相电压低于329V 50s。
(4)电网电压跌落 相电压低于260V 0.1s。
(5)相序故障。

对电压故障要求反应较快。在主电路中设有过电压保护,其动作设定值可参考冲击电压整定保护值。发生电压故障时风力发电机组必须退出电网,一般采取正常停机,而后根据情况进行处理。

电压丈量值经均匀值算法处理后可用于计算机组的功率和发电量的计算。

2.电流丈量

关于电流的故障有:

(1)电流跌落   0.1s内一相电流跌落80%。
(2)三相不对称   三相中有一相电流与其他两相相差过大,相电流相差25%,或在均匀电流低于50A时,相电流相差50%。
(3)晶闸管故障 软起动期间,某相电流大于额定电流或者触发脉冲发出后电流连续0.1s为0。

对电流故障同样要求反应迅速。通常控制系统带有两个电流保护即电流短路保护和过电流保护。电流短路保护采用断路器,动作电流按照发电机内部相间短路电流整定,动作时间。0~0.5s。过电流保护由软件控制,动作电流按照额定电流的2倍整定,动作时间1~3s。电流丈量值经均匀值算法处理后与电压、功率因数合成为有功功率、无功功率及其他电力参数。

电流是风力发电机组并网时需要持续监视的参量,假如切人电流小于答应极限,则晶闸管导通角不再增大,当电流开始下降后,导通角逐渐打开直至完全开启。并网期间,通过电流丈量可检测发电机或晶闸管的短路及三相电流不平衡信号。假如三相电流不平衡超出答应范围,控制系统将发出故障停机指令,风力发电机组退出电网。

3.频率

电网频率被持续丈量。丈量值经均匀值算法处理与电网上、下限频率进行比较,超出时风力发电机组退出电网。

电网频率直接影响发电机的同步转速,进而影响发电机的瞬时出力。

4.功率因数

功率因数通过分别丈量电压相角和电流相角获得,经过移相补偿算法和均匀值算法处理后,用于统计发电机有功功率和无功功率。

由于无功功率导致电网的电流增加,线损增大,且占用系统容量。因而送人电网的功率,感性无功分量越少越好,一般要求功率因数保持在0.95以上。为此,风力发电机组使用了电容器补偿无功功率。考虑到风力发电机组的输出功率常在大范围内变化,补偿电容器一般按不同容量分成若干组,根据发电机输出功率的大小来投进与切出。

这种方式投进补偿电容时,可能造成过补偿。此时会向电网输进容性无功。

电容补偿并未改变发电机运行状况。补偿后,发电机接触器上电流应大于主接触器电流。

(二)风力参数监测

1.风速

风速通过机舱外的数字式风速仪测得。计算机每秒采集一次来自于风速仪的风速数据;每10min计算一次均匀值,用于判别起动风速(风速v>3m/s时,起动小发电机,v>8m/s起动大发电机)和停机风速(v>25m/s)。安装在机舱顶上的风速仪处于风轮的下风向,本身并不精确,一般不用来产生功率曲线。

2.风向

风向标安装在机舱顶部两侧,主要丈量风向与机舱中心线的偏差角。一般采用两个风向标,以便互相校验,排除可能产生的误信号。控制器根据风向信号,起动偏航系统。当两个风向标不一致时,偏航会自动中断。当风速低于3m/s时,偏航系统不会起动。(end)

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收录时间:2011年01月23日 15:49:29 来源:未知 作者:

锅炉是火力发电的动力源。排粉机、 引风机(统称风机)是锅炉机组中的重要组成设备。排粉机用于输送煤粉;引风机用来抽吸烟气,使其经烟囱排烟。太原一电厂 1#~8# 锅炉机组的风机叶轮,在工作过程中,因转速高(1 480 r/min 以上),且承受一定的风压,叶片会受到尘埃颗粒及烟气的摩擦与腐蚀作用,一般运行 7 个月左右,就会发生叶片被冲刷磨穿现象,导致叶轮寿命下降,需要停机检修。这会造成相应的锅炉机组停止运行,不仅增加了工人维修的劳动强度,加大了装拆费用、 备品备件用量及相应费用,更为严重的是停机会影响发电量,造成严重的经济损失及社会影响。

    如何提高风机叶片的寿命(最起码在锅炉的一个大修期内不发生磨损破坏),是迫切需要解决的一个重要问题。作者根据风机使用的工作条件,对叶片磨损原因进行了分析,基于提高叶轮叶片寿命的需要,对叶片表面进行强化处理。选择了堆焊方法及堆焊材料,确定了堆焊工艺,并应用于生产实际,取得了令人满意的效果。

    1 风机叶轮结构及技术要求

    锅炉机组的风机规格一般不统一,叶轮直径在 (1 600~2 000) mm 之间。作者以直径 1 600 mm 的排粉机叶轮为例加以说明。图 1 为叶轮结构示意图。

    图 1 叶轮结构示意图
    Fig.1 Scheme of the fan blade

    对叶轮的技术要求:
    (1) 后盘不平度≤0.5/100;
    (2) 后盘外圆处端跳偏差≤4 mm;
    (3) 圆盘外圆处径跳偏差≤3 mm;
    (4) 锥形前盘外圆处端跳偏差≤6 mm;
    (5) 叶片出口工作面对后盘的不垂直度偏差≤1/100;
    (6) 经静、 动平衡校正。

    2 叶片强化方法及材料的选择

    磨损是一种与材料表面状态有关的现象。要提高叶轮的寿命,必须对叶片表面进行强化,使其能经受住磨损。

    2.1 磨损原因分析

    作者现场考察了已磨损叶片的表面状况,发现磨损最严重的部位已成豁口状(局部磨穿),稍严重部位已磨成薄刃状,其他部位的表面磨成一道道微细沟槽。根据现场工作条件,判定叶轮受到磨料磨损、 冲蚀磨损、 热磨损等多重作用。其中,主要是受到磨料磨损,即微小的尘埃和煤灰等颗粒,在风压作用下,对高速运转的叶片表面进行了显微切削,造成了叶片的磨损[1]。

    2.2 选择强化方法

    就一般情况而言,对工件表面进行强化的方法有多种,如渗碳、 刷镀及等离子喷涂等。针对风机的使用工况及现场条件,可行的方法仅有氧乙炔喷焊及电弧堆焊。

    在试板上分别进行了氧乙炔喷焊与电弧堆焊的对比试验。喷焊(喷涂后重溶)加热速度慢、 加热时间长,导致试件变形严重,但稀释率较低;而电弧堆焊加热时间短,试件变形较小,但稀释率较高。因叶轮的形状及刚度等原因,叶轮变形后校形较困难,加之在生产制造叶轮的过程中,叶轮本身已有一定的制造偏差,故为保证叶轮的尺寸及形位偏差这一基本要求,采用变形较小的电弧堆焊方法。

   ,彩钢瓦屋顶通风降温; 2.3 选择材料

    受磨料磨损的工件,一般选用碳化钨或高铬合金铸铁作为堆焊材料。但采用电弧堆焊的方法,会使碳化钨原始颗粒大部分熔化,在堆焊层析出硬度并不算高的含钨复合化合物,影响耐磨性的提高;而采用高铬合金铸铁作为堆焊材料,可使堆焊层含有 Cr7C3 高硬相,且其价格比碳化钨便宜[2,3]。作者分别选择了牡丹江、 天津、 哈尔滨三个厂家生产的堆焊材料进行了对比试验,结果如表 1 所示。
    表 1 堆焊材料对比试验
    序号 生产地 合金体系 堆焊后硬度 表面状况
    1# 牡丹江 Fe-Cr-B HRC>50 积瘤状
    2# 天 津 Cr-Ni-Si HRC43 平整
    3# 哈尔滨 Fe-Cr-B HRC>50 平整

    从表 1 可以看出,1# 材料堆焊后表面硬度高,但焊接工艺性能差,堆焊层表面呈“积瘤状”、 不平滑;为避免在叶轮使用过程中,在“积瘤”处“挂灰”,破坏叶轮动平衡,故不采用。2# 材料堆焊后,虽然表面成型较平滑,但其硬度较低,因其耐磨性较差,故也不采用。3# 材料无论在表面成型,还是在表面硬度方面均较好,故选其为堆焊材料。

    3 堆焊工艺及结果

    3.1 堆焊工艺

    工艺是影响堆焊质量的重要因素。根据对叶轮的要求,把堆焊叶片的工艺重点放在了降低稀释率和减少焊后变形这两个方面。

    3.1.1 降低稀释率

    堆焊层的稀释率,反映了堆焊层中母材熔入数量的百分比。叶轮母材一般为 Q235 或 16 Mn。母材熔化后对耐磨合金材料起稀释作用,会降低堆焊层合金化的效果,影响耐磨性。

    在保证母材与耐磨合金相互熔合的前提下,降低稀释率就是减少母材熔化量。为此,在正式堆焊叶轮前,进行了工艺试验。作者分别采用不同规范参数对各组试件堆焊,然后比较各组的硬度值结果,选择出较理想的工艺规范。

    试验时,把试件分成 6 组,每组 3 块试板,试板尺寸为 120 mm×50 mm×6 mm;材质与叶轮相同,均为 Q235;耐磨合金粉块尺寸为 90 mm×30 mm× 3 mm;使用 AX1-500 直流弧焊机,采用直流正接(正接较反接熔深浅);用直径 10 mm 碳精棒作电极(电极直径大,水帘降温生产厂家,可减小电流密度);特制加长焊把(减少碳弧对人体的烘烤)。每块试板上堆焊一块耐磨合金粉块,堆焊层硬度值按每组试件平均值记录。试验结果如表 2 所示。
    表 2 工艺规范对堆焊层硬度的影响
    试件组 电流I/A 电压 U/V 焊接时间 硬度(HRC)
    1 280~300 25~30 2′15″ 54
    2 300~320 25~30 1′50″ 58
    3 330~350 25~30 1′30″ 61
    4 360~380 25~30 1′20″ 53
    5 400~420 25~30 1′05″ 58
    6 430~450 25~30 58″ 56

    作者认为:采用第 3 试件组的工艺规范效果最好。

    为减少母材熔化量,应注意使堆焊电流减小、 电压降低、 堆焊速度加快;但堆焊电流过小,会使耐磨合金粉块不易熔化,导致堆焊速度减慢。欲使堆焊速度加快,又需加大堆焊电流。这一矛盾只有通过试验才能找到最佳组合。

    焊工操作时需注意以下两点:

    (1) 电弧摆动幅度尽量小,以刚超出粉块边缘为宜,但不可咬边;
    (2) 采用坡度为 5°~10° 的下坡焊,使熔池流动方向与施焊方向一致。

    3.1.2 控制叶轮变形量

    堆焊后的叶轮,在验收时不仅需作静、动平衡试验,还需各表面的尺寸、 形状及位置满足偏差要求。由于堆焊会使叶轮受热不均匀,产生焊接应力,导致焊接变形等,故还需采取适当工艺措施,才能把叶轮变形控制在公差范围内[4,5]。

    在堆焊时采取了以下工艺措施:

    (1) 保证焊接顺序

    在每一叶片上堆焊完一块粉块后,转动叶轮,在对称叶片相应位置,堆焊另一粉块,顺序如图 2 所示。如此循环往复,直至把各叶片堆焊完毕。以此顺序堆焊,可使叶轮前、 后盘均匀收缩,并可避免热应力过于集中,减少焊接变形。

    图 2 堆焊粉块顺序示意图

    (2) 锤击焊缝

    叶轮变形是由于堆焊层在冷却过程中发生纵向、 横向收缩造成的。每堆焊完一粉块,用小锤轻击,延展堆焊层,可补偿部分收缩量,减少变形。

    (3) 减少线能量

    减小线能量能使叶片受到的热输入量减少,热应力变小。这与降低稀释率的要求是一致的。

    3.2 结 果

    采用上述工艺措施,对叶轮进行堆焊。焊后检查,叶轮变形量在技术要求范围内,并用便携式硬度计对各叶片堆焊层进行抽查,测得各点 HRC>56。
   
    电厂运行表明,堆焊后的风机叶片寿命提高 4 倍左右,避免了叶轮在锅炉的一个大修期内,因叶片磨损而造成更换或修理,保证了机组的正常工作,取得了良好的经济效益和社会效益。

    4 结 论

    经实际生产考验,该堆焊技术是切实可行的,可以大大提高风机叶片的使用寿命,该技术适用于承受磨料磨损的其他工件。


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风电拟推“总量控制” 风机市场面临压缩困境
    

风电行业投资过热现象突遇急刹车。

国家能源局继收紧风电审批权外,近日,又向各省下发了《关于“十二五”第一批拟核准风电项目计划安排的特急通知》(下简称《通知》),安排全国拟核准风电项目总计2883万千瓦,并将拟核准指标分解到各省。

业内对于这一政策的解读,普遍认为是国家开始强制控制风能开发的节奏,量化各地新建风电指标。

这将给风机市场带来新的挑战,与此同时,风电技术门槛的提高,也加速了风机制造商的整合,处于第一和第二梯队的企业将面临成本上升压力,而第三梯队企业则面临被整合的困境。

总量控制加速整合

除了风电资源丰富的黑龙江、内蒙古、河北、吉林四省外的25省市下达一份《通知》,共计1400万能千瓦。以上4省分别下达一份通知,共计核准1483万千瓦。

根据山东省发布的一份数据显示,山东省在此次分配中共分到132千瓦,相当于山东此前已建和在建风电装机容量的1/3,市场大幅萎缩。

而中投顾问新能源行业高级研究员李胜茂则表示,山东不是一个特例,每个省都面临风电市场被压缩的困境。

但他同时表示,国家此次推出的只是第一批指标,按照国家规划在2020年前风电装机达1.5亿千瓦的目标来看,之后国家应该还会有指标陆续推出。

市场的紧缩使风电行业已从扩张期进入整合期,利润越来越薄,导致风电行业小企业的生存状况非常堪忧。李胜茂预计,明年全国风机制造企业会整合到10家以内。

7月28日,大唐收购山东华创风能70%股权就是一个信号,未来企业整合动作会越来越多。

一位业内人士告诉记者,近期风电行业的整合正在陆续发生。位于第一梯队和第二梯队的企业不在整合之列,第三梯队企业成为整合对象。

而据他介绍,整合方向有两个,第一个是风电场兼并下游制造企业,从下往上延伸产业链。第二种是风电企业之间的互相兼并。

但他进一步透露说,第二种整合模式目前还没有动静,而第一种模式将成为兼并的主流。从下往上进行垂直一体化的改造是风电行业的趋势。

技术“国标”提升成本

除市场容量缩小外,技术门槛提高也将加速风电行业整合速度。

近日,“大型风电场并网技术规范”等18项风电行业标准发布,涉及大型风电场并网、海上风电建设、风电机组状态监测、风电场电能质量、风电关键设备制造要求等。该“标准”将于今年11月1日起实施。

而“标准”在低电压穿越上对风电机组和风电场提出了明确要求则备受关注。“标准”规定:风电机组应具有在并网点电压跌至20%额定电压时能够维持并网运行625毫秒的低电压穿越能力、风电场并网点电压在发生跌落后2秒内能够恢复到额定电压的90%时,风电机组应具有不间断并网运行的能力。

李胜茂表示,“低电压穿越”在2009年即被作为一个企业标准提出,但真正实施的企业很少。此次“低电压穿越”上升为国标的背后,实质是电网在与风机制造商的博弈中的完全胜出,使风机制造商成为最大受害者。

电网在整个风电产业链中处于强势低位,但长期以来,国家对风电并网安全问题颇为不满,电网长期承受巨大压力。此次通过“低电压穿越”标准出台,电网顺利将全部压力传导到风机制造商身上。为此,整个风机制造行业将要承担高达60亿-70亿的改造成本。

李胜茂给记者算了一笔账,“低电压穿越改造”60亿-70亿市场规模,是按照目前全国风机装机2万台,减去1.5兆瓦以下的风机的数量,再按照每台改造费用40-50万计算得出。

李胜茂进一步解释,这60亿-70亿改造费用,70%由风机制造商完全承担,另外30%由风机制造商和风电场共同承担。两者共同承担的情况有两个条件,第一是风机制造商和风电场在签订合同时,并没有规定一定要达到“低电压穿越”。第二是该风机的改造成本实在太大,风机制造商实在无法自己承担。

这项标准无疑让利润越来越薄的风机制造业雪上加霜。目前业内的利润已经下降到了15%以下,与前几年不可同日而语。

而整个“低电压穿越”改造中受益最大的无疑是电网。之前也有多数专家质疑改造风机是否能从根本上解决风电并网安全的问题。李胜茂给出的答案是,解决风电并网安全有两种途径,其一是对风机进行“低电压穿越”改造,其二是对电网进行智能电网改造。

而拥有完全支配地位的电网目前不愿意做出行动。李胜茂还介绍,智能电网的改造是一个系统工程,其成本目前难以计算。目前国家对智能电网的建设完成目标定在2020年,远水解不了近渴,风机低电压穿越改造不得不进行。
 


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收录时间:2011年08月19日 17:05:46 来源: 作者:

高山地区矿井通风 (mine ventilation in high elevation area) 向海拔千米以上地区的矿井通人新鲜空气的过程。空气温度、大气压力随着海拔高度而变化。海拔每上升100m,气温下降约0.65 ℃ ,气压下降约0.93325kPa。不同海拔的气温、大气压力可按下式计算: t h =t a ? β Δ H/100 P h =P a ? α △H/100 式中t h 、P h 分别为在海拔高度为H米处的气温, ℃ 和气压,kPa;t a 、P a 为附近气象台站的年平均气温, ℃ 和年平均气压,kPa;△H为海拔高度为H处与附近气象台站间的高度差,m; β 为气温梯度, β =0.5~0.7 ℃ /100m; α 为气压梯度, α =6~8(0.799932~1.066576)kPa/100m。 随着海拔高度的增加,空气重率则降低。即 γ = γ o (1?H/44300) 5.256 。式中 γ o 为标准状态下的空气重率,kg/m 3 。空气重率的降低引起通风风阻、通风阻力、扇风机的全压以及扇风机电机输入功率下降,但风量保持恒定,因此,扇风机效率不随海拔高度变化。以上参数可按下式计算:R=K r R o ;h=K r h o ;H t =K r H to ;Q=Q o ;N=K r N o ; η = η o ,式中R o 、h o 、H to 、Q o 、N o 、 η o 为标准状态下的风阻、阻力、全压、风量、功率和效率;R、h、H t 、Q、N、 η 为海拔高度为H处的风阻、阻力、全压、风量、功率和效率。 式中K r 为高程校正系数。 因此,在通风设计时,不需要进行高程校正,高山矿井扇风机在实际运转时,其风量不变,风压降低,其值为设计风压乘以高程校正系数K r 。 相关阅读: Mail: chinabaike@gmail.com Copyright by ;All rights reserved.

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