تطبيق FD5000 في مراوح الهواء الرئيسية لمصانع الصلب

في وحدات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم في محطات الطاقة ذاتية التمويل التابعة لمصانع الصلب، تعتمد مراوح الهواء الأولية التقليدية على نمط تنظيم يعتمد على تشغيلها بسرعة ثابتة بتردد التيار الكهربائي بالإضافة إلى التحكم في تدفق الهواء عبر المخمدات. تتصل محركات المراوح مباشرةً بمصادر الطاقة بتردد التيار الكهربائي وتعمل باستمرار بالسرعة المقدرة، دون تعديل سرعتها وفقًا لحمل المرجل أو متطلبات توليد الطاقة للوحدة. يعتمد تنظيم حجم الهواء وضغطه في الموقع كليًا على فتح أو إغلاق مخمدات المدخل والمخرج، حيث تتكيف بشكل سلبي مع متطلبات الهواء عن طريق زيادة مقاومة مجرى الهواء والتحكم في تدفقه، وهو أسلوب غير فعال للتحكم في تدفق الهواء. في ظل نمط التشغيل التقليدي، تبقى كفاءة التشغيل الفعلية لمراوح الهواء الأولية أقل من 60% لفترة طويلة، مع وجود عيوب واضحة.

1. أسلوب التنظيم قديم. يؤدي التحكم في تدفق الهواء بواسطة المخمد إلى فقدان كبير في الضغط وهدر الطاقة الكهربائية.

2. لا يتناسب خرج المروحة مع الحمل الفعلي. ويظل استهلاك الطاقة غير الصحيح مرتفعًا، ويبقى معدل استهلاك الطاقة في المصنع عند مستوى عالٍ.

3. تعمل المعدات بعيدًا عن ظروف التشغيل عالية الكفاءة لفترة طويلة. وهي تعاني من تآكل شديد، وضعف في الاستقرار، وتكاليف صيانة عالية.

تعتزم إحدى مصانع الصلب الأجنبية تحديث وتطوير نظام مراوح الهواء الأولية التقليدي بطريقة مدروسة. وتهدف هذه الخطوة إلى توفير الطاقة، وخفض الاستهلاك، وتحسين كفاءة التشغيل، وتحقيق استقرار في ظروف عمل وحدات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم.

خطة التنفيذ

بناءً على مواصفات المروحة للعميل الأجنبي، اخترنا محول التردد عالي الجهد من سلسلة FD5000، طراز FD5000-6/1000F-1A. الدائرة الرئيسية موضحة في الشكل أدناه.

يحمي النظام محول التردد ماديًا عبر خزانة تجاوز تلقائية. كما يتميز بوظائف مزامنة رئيسية-تابعة وتعويض الترددات المنخفضة لتحقيق توازن الطاقة وبدء تشغيل مستقر. يوفر أداءً ممتازًا عند الترددات المنخفضة ويلبي متطلبات بدء التشغيل الشاق. ولا توجد قيود على وقت بدء التشغيل أو مدته.

نعتمد وضع التشغيل التلقائي المباشر. يضمن هذا الوضع التحويل التلقائي إلى تردد الطاقة عند حدوث عطل كبير في محول التردد، مما يحافظ على استمرارية تشغيل الحمل. كما أنه يتجنب انقطاع التيار الكهربائي الكامل الناتج عن عطل في نقطة واحدة من محول التردد، ويطيل العمر التشغيلي الإجمالي للمعدات، ويقلل الخسائر الناجمة عن الانقطاع غير المخطط له.

مزايا التطبيق

1. نلغي مُخمد الخنق ونستخدم مُحول التردد لضبط سرعة المحرك مباشرةً. وهذا يُتيح الحصول على حجم وضغط هواء دقيقين حسب الحاجة. يتميز النظام بدقة تحكم عالية وكفاءة ملحوظة في توفير الطاقة، ويُحسّن من كفاءة تشغيل المراوح.

2. تحسين النظام التعاوني: يتميز النظام بنظام حماية متكامل مزود ببرامج حماية مدمجة متنوعة. ويحقق هذا النظام تحكمًا آليًا وإدارةً مُحسّنة لعملية الإنتاج، مما يُحسّن كفاءة الإنتاج ويُقلل تكلفة التدخل اليدوي.

3. أداء ممتاز في تنظيم السرعة وقدرة تحكم فائقة: يمكن لتقنية تنظيم السرعة ذات التردد المتغير للجهد العالي أن تحقق طاقة خرج عالية وتسبب تلوثًا توافقيًا ضئيلًا لشبكة الطاقة.