周常非

摘 要：要想實現(xiàn)全廠節(jié)能降耗。首先以輸煤水沖洗泵作為輸煤系統(tǒng)節(jié)能減排的項目將水泵電機在工頻運行狀態(tài)改為采用變頻器變頻調(diào)速的方式，來降低用電量的損耗和保護電機，延長電機使用壽命的手段。

關鍵詞：電廠燃料 輸煤 水沖洗泵 變頻器

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）01（c）-0105-01

節(jié)能降耗則是國家的長遠方針。火電廠是生產(chǎn)供應電能的重要企業(yè)，同時又是電能消耗較大的企業(yè)。對發(fā)電企業(yè)說來，降低能源消耗20%，包含著發(fā)電煤耗和廠用電率兩部分。這里發(fā)電煤耗姑且不論，廠用電率降低20%也是個可觀的數(shù)字。

1 變頻調(diào)速節(jié)能裝置的節(jié)能原理

1.1 變頻節(jié)能

1.2 功率因數(shù)補償節(jié)能

1.3 軟啟動節(jié)能

由于電機為直接啟動或Y/D啟動，啟動電流等于（4～7）倍額定電流，這樣會對機電設備和供電電網(wǎng)造成嚴重的沖擊，而且還會對電網(wǎng)容量要求過高，啟動時產(chǎn)生的大電流和震動時對擋板和閥門的損害極大，對設備、管路的使用壽命極為不利。而使用變頻節(jié)能裝置后，利用變頻器的軟啟動功能將使啟動電流從零開始，最大值也不超過額定電流，減輕了對電網(wǎng)的沖擊和對供電容量的要求，延長了設備和閥門的使用壽命。

變頻器在某些情況下可以節(jié)電40%以上，但是某些情況還會比不接變頻器浪費！頻器是通過輕負載降壓實現(xiàn)節(jié)能的，拖動轉距負載由于轉速沒有多大變化，即便是降低電壓，也不會很多，所以節(jié)能很微弱，但是用在風機環(huán)境就不同了，當需要較小的風量時刻，電機會降低速度，我們知道風機的耗能跟轉速的1.7次方成正比，所以電機的轉距會急劇下降，節(jié)能效果明顯。如果我們用在油井上，就會因為在返程使用制動電阻白白浪費很多電能反而更廢電。當然，如果環(huán)境要求必須調(diào)速，變頻器節(jié)能效果還是比較明顯的。不調(diào)速的場合變頻器不會省電，只能改善功率因數(shù)。

2 輸煤水沖洗泵現(xiàn)狀

2.1 水沖洗泵的現(xiàn)狀：

水沖洗泵主要負責輸煤現(xiàn)場的衛(wèi)生清理給水加壓的作用，現(xiàn)場最高用水處36 m，需要壓力約為0.4 MPa。水沖泵運行時間大約每天17個小時左右。有一臺主沖洗水泵和兩臺備用沖洗水泵組成。水沖洗泵采用TS100-65-25型離心泵，揚程為80 M，流量100 m3/h。由Y200L2-2型功率37 kW三項異步電動機進行驅動。

我們現(xiàn)在以#2水沖洗泵運行時實際測得的電流值為依據(jù)進行實際一天運行17小時耗電量的測算。#2沖洗水泵運行時實際測得電流51.1 A，電壓為380 V。功率因數(shù)為0.89。

通過計算得到的#2沖洗水泵在一天運行中的實際耗電量為508.85 kW/h。根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，用水處的最高處大約在35 m左右，揚程只要達到40 m左右就夠用了。這樣的情況只要利用變頻器將電動機的出力達到額定功率的一半，就可以使給水壓力達到要求。所以在耗電量上就可以降低。

3 變頻器的選用應根據(jù)使用要求做仔細考慮

（1）基本考慮內(nèi)容是使用環(huán)境條件、電網(wǎng)電壓、負載大小及性質(zhì)。

（2）環(huán)境溫度長期較高，安裝在通風冷卻不良的機柜內(nèi)時，會造成變頻器壽命縮短。電子器件、特別是電解電容等器件、在高于額定溫度后，每升高10 ℃壽命會下降一半，因此環(huán)境溫度應保持較低，除設置完善的通風冷卻系統(tǒng)以保證變頻器正常運行外，在選用上增大一個容量等級，以使額定運行時，溫升有所下降是完全必要的。

（3）電網(wǎng)電壓處于不正常時，將有害于變頻器，電壓過高，如對380 V的線電壓如上升到450 V就會造成損壞，因此電網(wǎng)電壓超過使用手冊規(guī)定范圍的場合，要使用變壓器調(diào)整，以確保變頻器的安全。

（4）高海拔地區(qū)因空氣密度降低，散熱器不能達到額定散熱器效果，一般在1000 m以上，每增加100 m容量下降10%，必要時可加大容量等級，以免變頻器過熱。

（5）使用于不同用途時，選擇變頻器的系列型號應作分析，對于一般用途變頻器采用V/F=常數(shù)控制方式已可滿足，對于負載變化范圍大，而且又要求較高運轉精度要求的場合，特別是低速時要求有穩(wěn)定的速度和負載能力時，則要選用矢量控制等方式的變頻器，對數(shù)控機床等精密傳動還要采用閉環(huán)控制和有速度傳感器的方式，相應的變頻器也要有這些配合的接口，選用時需要綜合考慮。

（6）當變頻器為降低電動機噪聲而將調(diào)制頻率重新設置得較高并超過出廠設置頻率時，會造成變頻器損耗增大。設置頻率越高，損耗越大，因此要適當減載，不少使用者由于不懂這一點，一味增加調(diào)制頻率，造成變頻器過熱而損壞，或者變頻器輸不出額定功率。

4 結語

通過理論分析和設計，采用變頻器驅動水沖洗泵，可以有效的節(jié)約電能并且能對電動機起到保護作用，延長電動機的使用壽命。采用變頻器驅動沖洗水泵還可以對水沖洗泵電機實時運行數(shù)據(jù)進行采集，并可以通過變頻器將數(shù)據(jù)傳輸?shù)郊锌刂剖疫M行對水沖洗電機實時數(shù)據(jù)的保存和分析。是實現(xiàn)輸煤自動化控制中的基礎環(huán)節(jié)。為以后實現(xiàn)輸煤電氣自動化提前做好準備。

參考文獻

[1] 李良仁.變頻調(diào)速技術與應用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.

[2] 韓安榮.通用變頻器及其應用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000.

[3] 劉春家.水泵運行原理與泵站管理[M].中國水利水電出版社，2009.endprint

摘 要：要想實現(xiàn)全廠節(jié)能降耗。首先以輸煤水沖洗泵作為輸煤系統(tǒng)節(jié)能減排的項目將水泵電機在工頻運行狀態(tài)改為采用變頻器變頻調(diào)速的方式，來降低用電量的損耗和保護電機，延長電機使用壽命的手段。

關鍵詞：電廠燃料 輸煤 水沖洗泵 變頻器

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）01（c）-0105-01

節(jié)能降耗則是國家的長遠方針。火電廠是生產(chǎn)供應電能的重要企業(yè)，同時又是電能消耗較大的企業(yè)。對發(fā)電企業(yè)說來，降低能源消耗20%，包含著發(fā)電煤耗和廠用電率兩部分。這里發(fā)電煤耗姑且不論，廠用電率降低20%也是個可觀的數(shù)字。

1 變頻調(diào)速節(jié)能裝置的節(jié)能原理

1.1 變頻節(jié)能

1.2 功率因數(shù)補償節(jié)能

1.3 軟啟動節(jié)能

由于電機為直接啟動或Y/D啟動，啟動電流等于（4～7）倍額定電流，這樣會對機電設備和供電電網(wǎng)造成嚴重的沖擊，而且還會對電網(wǎng)容量要求過高，啟動時產(chǎn)生的大電流和震動時對擋板和閥門的損害極大，對設備、管路的使用壽命極為不利。而使用變頻節(jié)能裝置后，利用變頻器的軟啟動功能將使啟動電流從零開始，最大值也不超過額定電流，減輕了對電網(wǎng)的沖擊和對供電容量的要求，延長了設備和閥門的使用壽命。

變頻器在某些情況下可以節(jié)電40%以上，但是某些情況還會比不接變頻器浪費！頻器是通過輕負載降壓實現(xiàn)節(jié)能的，拖動轉距負載由于轉速沒有多大變化，即便是降低電壓，也不會很多，所以節(jié)能很微弱，但是用在風機環(huán)境就不同了，當需要較小的風量時刻，電機會降低速度，我們知道風機的耗能跟轉速的1.7次方成正比，所以電機的轉距會急劇下降，節(jié)能效果明顯。如果我們用在油井上，就會因為在返程使用制動電阻白白浪費很多電能反而更廢電。當然，如果環(huán)境要求必須調(diào)速，變頻器節(jié)能效果還是比較明顯的。不調(diào)速的場合變頻器不會省電，只能改善功率因數(shù)。

2 輸煤水沖洗泵現(xiàn)狀

2.1 水沖洗泵的現(xiàn)狀：

水沖洗泵主要負責輸煤現(xiàn)場的衛(wèi)生清理給水加壓的作用，現(xiàn)場最高用水處36 m，需要壓力約為0.4 MPa。水沖泵運行時間大約每天17個小時左右。有一臺主沖洗水泵和兩臺備用沖洗水泵組成。水沖洗泵采用TS100-65-25型離心泵，揚程為80 M，流量100 m3/h。由Y200L2-2型功率37 kW三項異步電動機進行驅動。

我們現(xiàn)在以#2水沖洗泵運行時實際測得的電流值為依據(jù)進行實際一天運行17小時耗電量的測算。#2沖洗水泵運行時實際測得電流51.1 A，電壓為380 V。功率因數(shù)為0.89。

通過計算得到的#2沖洗水泵在一天運行中的實際耗電量為508.85 kW/h。根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，用水處的最高處大約在35 m左右，揚程只要達到40 m左右就夠用了。這樣的情況只要利用變頻器將電動機的出力達到額定功率的一半，就可以使給水壓力達到要求。所以在耗電量上就可以降低。

3 變頻器的選用應根據(jù)使用要求做仔細考慮

（1）基本考慮內(nèi)容是使用環(huán)境條件、電網(wǎng)電壓、負載大小及性質(zhì)。

（2）環(huán)境溫度長期較高，安裝在通風冷卻不良的機柜內(nèi)時，會造成變頻器壽命縮短。電子器件、特別是電解電容等器件、在高于額定溫度后，每升高10 ℃壽命會下降一半，因此環(huán)境溫度應保持較低，除設置完善的通風冷卻系統(tǒng)以保證變頻器正常運行外，在選用上增大一個容量等級，以使額定運行時，溫升有所下降是完全必要的。

（3）電網(wǎng)電壓處于不正常時，將有害于變頻器，電壓過高，如對380 V的線電壓如上升到450 V就會造成損壞，因此電網(wǎng)電壓超過使用手冊規(guī)定范圍的場合，要使用變壓器調(diào)整，以確保變頻器的安全。

（4）高海拔地區(qū)因空氣密度降低，散熱器不能達到額定散熱器效果，一般在1000 m以上，每增加100 m容量下降10%，必要時可加大容量等級，以免變頻器過熱。

（5）使用于不同用途時，選擇變頻器的系列型號應作分析，對于一般用途變頻器采用V/F=常數(shù)控制方式已可滿足，對于負載變化范圍大，而且又要求較高運轉精度要求的場合，特別是低速時要求有穩(wěn)定的速度和負載能力時，則要選用矢量控制等方式的變頻器，對數(shù)控機床等精密傳動還要采用閉環(huán)控制和有速度傳感器的方式，相應的變頻器也要有這些配合的接口，選用時需要綜合考慮。

（6）當變頻器為降低電動機噪聲而將調(diào)制頻率重新設置得較高并超過出廠設置頻率時，會造成變頻器損耗增大。設置頻率越高，損耗越大，因此要適當減載，不少使用者由于不懂這一點，一味增加調(diào)制頻率，造成變頻器過熱而損壞，或者變頻器輸不出額定功率。

4 結語

通過理論分析和設計，采用變頻器驅動水沖洗泵，可以有效的節(jié)約電能并且能對電動機起到保護作用，延長電動機的使用壽命。采用變頻器驅動沖洗水泵還可以對水沖洗泵電機實時運行數(shù)據(jù)進行采集，并可以通過變頻器將數(shù)據(jù)傳輸?shù)郊锌刂剖疫M行對水沖洗電機實時數(shù)據(jù)的保存和分析。是實現(xiàn)輸煤自動化控制中的基礎環(huán)節(jié)。為以后實現(xiàn)輸煤電氣自動化提前做好準備。

參考文獻

[1] 李良仁.變頻調(diào)速技術與應用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.

[2] 韓安榮.通用變頻器及其應用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000.

[3] 劉春家.水泵運行原理與泵站管理[M].中國水利水電出版社，2009.endprint

摘 要：要想實現(xiàn)全廠節(jié)能降耗。首先以輸煤水沖洗泵作為輸煤系統(tǒng)節(jié)能減排的項目將水泵電機在工頻運行狀態(tài)改為采用變頻器變頻調(diào)速的方式，來降低用電量的損耗和保護電機，延長電機使用壽命的手段。

關鍵詞：電廠燃料 輸煤 水沖洗泵 變頻器

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）01（c）-0105-01

節(jié)能降耗則是國家的長遠方針。火電廠是生產(chǎn)供應電能的重要企業(yè)，同時又是電能消耗較大的企業(yè)。對發(fā)電企業(yè)說來，降低能源消耗20%，包含著發(fā)電煤耗和廠用電率兩部分。這里發(fā)電煤耗姑且不論，廠用電率降低20%也是個可觀的數(shù)字。

1 變頻調(diào)速節(jié)能裝置的節(jié)能原理

1.1 變頻節(jié)能

1.2 功率因數(shù)補償節(jié)能

1.3 軟啟動節(jié)能

由于電機為直接啟動或Y/D啟動，啟動電流等于（4～7）倍額定電流，這樣會對機電設備和供電電網(wǎng)造成嚴重的沖擊，而且還會對電網(wǎng)容量要求過高，啟動時產(chǎn)生的大電流和震動時對擋板和閥門的損害極大，對設備、管路的使用壽命極為不利。而使用變頻節(jié)能裝置后，利用變頻器的軟啟動功能將使啟動電流從零開始，最大值也不超過額定電流，減輕了對電網(wǎng)的沖擊和對供電容量的要求，延長了設備和閥門的使用壽命。

變頻器在某些情況下可以節(jié)電40%以上，但是某些情況還會比不接變頻器浪費！頻器是通過輕負載降壓實現(xiàn)節(jié)能的，拖動轉距負載由于轉速沒有多大變化，即便是降低電壓，也不會很多，所以節(jié)能很微弱，但是用在風機環(huán)境就不同了，當需要較小的風量時刻，電機會降低速度，我們知道風機的耗能跟轉速的1.7次方成正比，所以電機的轉距會急劇下降，節(jié)能效果明顯。如果我們用在油井上，就會因為在返程使用制動電阻白白浪費很多電能反而更廢電。當然，如果環(huán)境要求必須調(diào)速，變頻器節(jié)能效果還是比較明顯的。不調(diào)速的場合變頻器不會省電，只能改善功率因數(shù)。

2 輸煤水沖洗泵現(xiàn)狀

2.1 水沖洗泵的現(xiàn)狀：

水沖洗泵主要負責輸煤現(xiàn)場的衛(wèi)生清理給水加壓的作用，現(xiàn)場最高用水處36 m，需要壓力約為0.4 MPa。水沖泵運行時間大約每天17個小時左右。有一臺主沖洗水泵和兩臺備用沖洗水泵組成。水沖洗泵采用TS100-65-25型離心泵，揚程為80 M，流量100 m3/h。由Y200L2-2型功率37 kW三項異步電動機進行驅動。

我們現(xiàn)在以#2水沖洗泵運行時實際測得的電流值為依據(jù)進行實際一天運行17小時耗電量的測算。#2沖洗水泵運行時實際測得電流51.1 A，電壓為380 V。功率因數(shù)為0.89。

通過計算得到的#2沖洗水泵在一天運行中的實際耗電量為508.85 kW/h。根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，用水處的最高處大約在35 m左右，揚程只要達到40 m左右就夠用了。這樣的情況只要利用變頻器將電動機的出力達到額定功率的一半，就可以使給水壓力達到要求。所以在耗電量上就可以降低。

3 變頻器的選用應根據(jù)使用要求做仔細考慮

（1）基本考慮內(nèi)容是使用環(huán)境條件、電網(wǎng)電壓、負載大小及性質(zhì)。

（2）環(huán)境溫度長期較高，安裝在通風冷卻不良的機柜內(nèi)時，會造成變頻器壽命縮短。電子器件、特別是電解電容等器件、在高于額定溫度后，每升高10 ℃壽命會下降一半，因此環(huán)境溫度應保持較低，除設置完善的通風冷卻系統(tǒng)以保證變頻器正常運行外，在選用上增大一個容量等級，以使額定運行時，溫升有所下降是完全必要的。

（3）電網(wǎng)電壓處于不正常時，將有害于變頻器，電壓過高，如對380 V的線電壓如上升到450 V就會造成損壞，因此電網(wǎng)電壓超過使用手冊規(guī)定范圍的場合，要使用變壓器調(diào)整，以確保變頻器的安全。

（4）高海拔地區(qū)因空氣密度降低，散熱器不能達到額定散熱器效果，一般在1000 m以上，每增加100 m容量下降10%，必要時可加大容量等級，以免變頻器過熱。

（5）使用于不同用途時，選擇變頻器的系列型號應作分析，對于一般用途變頻器采用V/F=常數(shù)控制方式已可滿足，對于負載變化范圍大，而且又要求較高運轉精度要求的場合，特別是低速時要求有穩(wěn)定的速度和負載能力時，則要選用矢量控制等方式的變頻器，對數(shù)控機床等精密傳動還要采用閉環(huán)控制和有速度傳感器的方式，相應的變頻器也要有這些配合的接口，選用時需要綜合考慮。

（6）當變頻器為降低電動機噪聲而將調(diào)制頻率重新設置得較高并超過出廠設置頻率時，會造成變頻器損耗增大。設置頻率越高，損耗越大，因此要適當減載，不少使用者由于不懂這一點，一味增加調(diào)制頻率，造成變頻器過熱而損壞，或者變頻器輸不出額定功率。

4 結語

通過理論分析和設計，采用變頻器驅動水沖洗泵，可以有效的節(jié)約電能并且能對電動機起到保護作用，延長電動機的使用壽命。采用變頻器驅動沖洗水泵還可以對水沖洗泵電機實時運行數(shù)據(jù)進行采集，并可以通過變頻器將數(shù)據(jù)傳輸?shù)郊锌刂剖疫M行對水沖洗電機實時數(shù)據(jù)的保存和分析。是實現(xiàn)輸煤自動化控制中的基礎環(huán)節(jié)。為以后實現(xiàn)輸煤電氣自動化提前做好準備。

參考文獻

[1] 李良仁.變頻調(diào)速技術與應用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.

[2] 韓安榮.通用變頻器及其應用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000.

[3] 劉春家.水泵運行原理與泵站管理[M].中國水利水電出版社，2009.endprint