提高功率因数论文

巨化集巨化集团团公司技公司技师专业论师专业论文文 题目 浅谈提高离子膜整流装置经济运行能力题目 浅谈提高离子膜整流装置经济运行能力 姓名 毛益舟姓名 毛益舟 身份证号 身份证号 330802197211034433330802197211034433 单位 巨化股份公司电化厂单位 巨化股份公司电化厂 工种 变配电室值班电工工种 变配电室值班电工 等级 技师等级 技师 日期 日期 20102010年年5 5月月2020日日 浅谈提高离子膜整流装置经济运行能力浅谈提高离子膜整流装置经济运行能力 概述 概述 随着巨化公司生产的日益发展 电化厂离子膜整流装置的规模也迅 速扩大 其所占巨化公司用电负荷的比例也日益增加 因此提高整流装置的经 济运行能力 对提高公司电网的供电质量 降低损耗有着非常现实的意义 本 文就通过精细化的管理和技术改造手段来提高离子膜整流装置功率因数和降低 装置故障率 从而实现经济运行 进行了一些初步的探讨 不足之处还望指正 关键词 关键词 离子膜整流装置 功率因数 导通角 故障率 巨化股份公司电化厂是利用直流电电解盐水制取氯气和烧碱进行化工生产 的企业 其每年以直流电形式耗用的电量达十几亿千瓦 时计 占电化厂总耗 电量的 80 左右 由于整流装置耗电量高 电流大 其安全稳定经济运行是企 业实现效益的前提 也是岗位人员和设备的精细管理水平的集中体现 具有十 分重要的现实意义 一 三相桥式同相逆并联整流装置及其控制系统一 三相桥式同相逆并联整流装置及其控制系统 电化厂离子膜烧碱整流装置采用三相桥式同相逆并联整流线路 由一台整流 变带二台整流柜运行 每台整流柜各带一只电解槽 整流元件为晶闸管 直流 电流的调节以变压器有载调压开关为粗调 以晶闸管的相角控制为细调 工作 原理简述如下 图一 图 1 整流装置控制回路框图 三相交流电压经整流变压器降压后加至整流电路晶闸管的两端 此时 按 工艺要求 通过升降电流按钮向控制器输入一定的给定量 控制器按给定值大 小输出同步脉冲触发信号 分别加至晶闸管的触发极 同步脉冲触发信号的移 相范围为 0 120 可最大范围地调节直流电流 二 影响二 影响整流装置经济运行的主要因素分析整流装置经济运行的主要因素分析 1 整流装置功率因数偏低 功率因数是整流装置的一项主要技术经济指标 较高的功率因数可有效地 提高发电机及输电设备的出力 提高电压质量 降低电能的损耗 对电化学企 业及电力系统的经济运行有着非常重要的意义 离子膜整流装置自送电以来 功率因数一般都在 0 88 0 90 之间 一直处 于一个较低的水平 从运行记录来看 大部分时间导通角控制在 127 134 之间 究其原因是由于值班人员缺乏对有关知识的了解 而使得导通角缺少人 为的干预 随系统电压波动而变化 又因为个别人员错误的认为导通角高容易 发生 导通角超上限 报警 影响设备的正常运行而有意识地将导通角控制在 一个较低状态 由电工学原理可知 整流装置的可近似表示为 cos 1 cos coscos 2 由上式可知 整流装置的 cos 主要取决于控制角和换相重叠角 当控制角和换相重叠角 增大时 整流设备的 cos 将明显下降 而换相重 叠角 主要取决于变压器及导电排的阻抗 其大小又取决于设备的设计 制造 及安装 我们用户无法改变 而控制角则可以调节 在日常运行中 相角的 监视常用导通角 指示 其与控制角的关系为 导通角 120 增 大则 COS 升高 反之 COS 则降低 在数值上 有功功率是功率因数和视在功率的乘积 cos3cosPSIU 换而言之 COS 增大则电流降低 损耗减少 反之则电流则 3cos P I U 升高 损耗增加 作为已经投运整流装置的经济运行能力 主要取决于整流变压器损耗和线路 损的大小 由于整流变压器在实际运行中空载损耗不变 实际铜损按降低 即 2 N I I 2 FeCu N I PPP I 线路损耗取决于线路运行电流 线路电阻和年最大负荷损耗小时IR 2 3WI R 因此 由上述公式我们可以得出 合理地调整导通角 就可以提高整流装 置功率因数 达到降低电流 减少损耗 实现经济运行的目的 根据现场实际测量 功率因数由 0 92 提高到 0 93 每台整流变压器降低 变压器损耗 9 46kw 降低线路损耗 2 084kw 2 整流装置停车故障率高 整流装置常见的故障有硅元件均流不好 特性不一致造成元件损坏 水冷 装置故障造成整流桥臂发热超温 外线电压波动等 整流装置故障停车会造成电流效率下降 电耗上升 同时离子膜运行寿命 缩短 运行成本及物料损耗上升等 同时还产生大量的检修费用 通过对近年来整流装置停车故障进行统计分析 元器件故障是造成整流装 置停车主要原因 依次是管理和外线电压等其他因素 分析表明 整流装置随 着服役年限的增长 其元器件性能老化 易受干扰等原因 故障呈上升趋势 迫切需要技术升级改造 同时 设备故障仍不乏人为因素 表现在 检查维护 不细致 检修质量亟待提高等 三 提高整流装置功率因数的措施三 提高整流装置功率因数的措施 由于整流变压器设有27档调压 当整流装置处于自动状态 闭环运行 时 可以通过调整整流变的档位可以达到控制导通角的目的 如当导通角过低时 可降低整流变调压开关档位 使得整流变阀侧电压降低 使导通角上升以维持 输出电流的稳定 反之 则导通角降低 从而得到一个比较理想的功率因数 图2 图3 图4为某日2 整流装置进行档位调整时 导通角 功率因数的变 化情况 图2 有载开关档位 图3 导通角曲线 图4 功率因数曲线 通过加强对整流运行值班人员的技术教育 提高其业务水平 同时制定相 关的制度和控制指标 督促中控值班人员加强监控 认真操作 根据系统电压 的变化及时调整整流变的档位 使导通角处于较高的位置 以提高功率因数 获得最佳的效益 具体的做法是 1 开展 功率因数控制 指标竞赛活动 在离子膜中控岗位制定了整流机组功率因数控制及考核办法 提出明确的功 率因数控制指标 即cos 0 93 同时建立严格的考核制度 对每月的功率因 数控制情况进行奖惩 2 完善微机管理制度 设置整流装置功率因数的监测和报警的功能 利于岗位人员对功率因数进行 及时调整 针对离子膜 期微机通讯不畅的缺陷 一方面落实现场操作监 控手段 另一方面及时进行了升级改造 3 调整整流装置的参数 由于 期整流装置的导通角控制上限 报警值 设置较低 使得 期整流装置的平均cos 远低于 期整流装置 为了进一步提高离子 膜整流装置的功率因数 降低损耗 将 期整流装置导通角控制上限 报警值 由140 改为145 期整流装置导通角控制上限 报警值 由115 改为 118 调整全部完成后 离子膜整流装置的整体功率因数得到大幅度提升 四 降低整流装置故障率的措施四 降低整流装置故障率的措施 1 开展备品备件的专项管理工作 从整流装置的故障分析可知 元器件故障损坏占了将近一半 为此我们开 展备品备件的专项管理工作 将所有备件进行了统计 归类 并输入电脑存档 实行闭环管理 对损坏的元器件及时进行修复 对 期整流柜的 PLC 程序 进行备份 便于整流柜的检修维护 降低检修费用 减少检修的时间 针对装 置生产环境中潮湿 腐蚀性气体多的情况 对数字集成电路板进行防腐处理 2 加强整流柜均流度管理 均流度是整流设备的一个重要技术指标 均流越好 损耗就越小 整流设 备在运行中 因震动 温度变化以及元件老化等原因 都会使得均流度发生变 化 这就需要我们在现场运行管理中 必须加强对均流度的测量和记录 并及 时调整和更换元件 以保证较高的均流系数 以降低设备的损耗 通过及时发现并消除元件故障 触发故障及元件 连接排接触电阻过大等 缺陷 彻底消除了往年夏季整流柜元件发热 频繁停车检修或采用风机强制散 热的故障 3 及时进行装置设备的消缺工作 认真开展规范科学的巡回检查工作 对改善设备的运行状况有明显的效果 通过巡回检查发现整流柜 纯水装置漏水 阻容保护线脱离等故障并及时 采取措施进行消缺处理 针对 期整流柜尼龙冷却水嘴老化多次断裂的故障 利用停电机会进行全面更换为不锈钢水嘴 保证了整流柜安全稳定运行 4 提高装置抗电网波动能力 针对近年来巨化电网运行不稳定的现状 对离子膜 期的控制电源进 行 UPS 电源技术改造 对 期的数控器同步电源开关进行改造 将原来三联的 空气开关改为单联开关 避免了单相波动引起整个电源误跳的现象 同时 改 善了离子膜 期控制柜接地情况 避免了以往遭电网冲击影响时 装置设 备元器件烧毁 影响整流装置高负荷经济运行的情况 2010 年 1 月 5 日凌晨的 巨化外网三次冲击影响巨大 但离子膜整流装置均成功避过冲击影响 取得令 人满意的成绩 五 实施情况总结五 实施情况总结 1 降低检修费用 2009 年因电气原因停车检修 10 起 比 2008 年 18 次减少 8 次 每次 检修费用以 10000 元计算 共降低检修费用 18 10 10000 8 万元 2 减少故障损失 检修次数减少 开停车及升降电流等对电槽的影响减小 每次停车会造 成电流效率下降 电耗上升 同时离子膜运行寿命缩短 运行成本上升及物 料损耗等 每次造成损失以 2 万元计算 则共减少损失 18 10 2 16 万元 3 降低功率损耗 2008 年及 2009 年离子膜整流装置运行数据 时间 期整流平均功率因 数 期整流平均功率因数 2008 年 0 91640 9395 2009 年 0 92190 9469 提高值 0 00550 0074 节电量计算 100 cosWPWn 变压器损耗线路损耗 2009 年 期整流装置共 6 套运行 节电量 0 0055 100 9 46 2 084 6 8000 30 674 万 kwh 2009 年 期整流装置共 4 套运行 节电量 0 0074 100 9 46 2 084 4 8000 27 336 万 kwh 全套离子膜 2009 年节电量 30 674 27 336 57 812 万 kwh 节电效益 57 0 5 28 5 万元 效益计算 三项合计共产生效益 效益计算 三项合计共产生效益 8 16 38 5 62 58 16 38 5 62 5 万元万元 从上述情况说明 开展整流装置经济运行专项管理活动 基本达到预期目 标 取得显著的经济效益 同时 我们也看到 离子膜整流装