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VACON水冷型變頻器在隧道盾構機中的應用

時間:2011-10-21 15:03:12來源:xuliyuan

導語:?隧道盾構機(TBM)的應用極其廣泛。在位于冰島東部大型冰川上的Kárahnjúkar水電站建設中,由Vacon水冷型變頻器驅動的盾構機扮演了重要角色。

 

VACON水冷型變頻器在隧道盾構機中的應用

      隧道盾構機(TBM)的應用極其廣泛。在位于冰島東部大型冰川上的Kárahnjúkar水電站建設中,由Vacon水冷型變頻器驅動的盾構機扮演了重要角色。該電站其裝機容量630MW,年發電量4450億kWh,為美國Alcoa公司新建的電解鋁廠提供電力。其第一臺機組于2007年4月并網發電,并于2009年投入全面運營。Kárahnjúkar電站的建設過程中需要對Jökulsá á Dal冰川和Jökulsá í Fljóts-dal冰川進行整治,并在Hálslón和Ufsarlón分別興建一座水庫,其中,Hálslón水庫面積約57 km2,Ufsarlón水庫則稍小一些。Hálslón水庫的地下水渠向東延伸,與Ufsarlón水庫的地下水渠匯合后,再通過一個東北向的單洞隧道直通Teigsbjarg斷崖,并經過2座水閘接入地下廠房。此后,水流注入廠房的六個發電機組,并最終通過一個尾水渠排入Jökulsá í Fljótsdal冰川的航道,整個過程中的水流流速為每秒126m3。
整個工程需要開鑿總長73km的隧道,以及總長53km,深度100-200m的導流渠。其中,約40公里的掘進作業由3臺配備Vacon水冷型變頻器的美國Robbins盾構機完成。挖掘過程中產生的碎石將通過輸送帶輸送至坑道口附近的棄土區。
      盾構機在90%的時間里全速運行,但是,如果在掘進過程中遇到惡劣地質條件,則有可能因為在盾構機前方出現空洞而導致刀盤損壞。此時,采用變頻驅動以確保刀盤受控減速即顯得尤其關鍵。此次項目中使用的3臺Robbins隧道盾構機功率為3MW,由10臺單機功率為300kW的水冷型Vacon NXP矢量閉環變頻器進行控制。隧道作業具有空間狹窄,高粉塵,散熱困難等不利工況條件。而在該領域的應用正是Vacon水冷型變頻器的優勢所在。由于采用了專門的水冷功率單元結構及散熱設計,該產品可將純凈水作為冷卻液,吸收幾乎所有設備運行中產生的熱量。由于不需要風道,因此變頻器結構極其緊湊,與規格相同的空冷型變頻器相比,Vacon水冷型變頻器可節省高達70%的安裝空間。此外,由于功率單元與控制單元之間完全獨立分隔,并采用高防護等級設計,故可保證冷卻液與帶電部件之間的完全可靠隔離,并使變頻器免遭有害粉塵侵害。隧道掘進行業中,最佳日、周、月掘進速度及月平均記錄是衡量項目進展的關鍵指標。惟有可靠的設備,方能創造新記錄。在Kárahnjúkar項目中,Robbins公司的一臺隧道掘進機就以一天掘進92m的成績打破了世界紀錄。其中,Vacon水冷型變頻器對盾構機的高效控制功不可沒。

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