宋科

【摘要】電廠既是電能的生產(chǎn)單位，同時(shí)也是一個(gè)巨大的耗能單位。近年來(lái)針對(duì)電廠的節(jié)能呼聲此起彼伏，其中最具代表的非變頻節(jié)能改造莫屬。為此，本文以某電廠為例，通過(guò)對(duì)變頻技術(shù)深入剖析和總結(jié)的基礎(chǔ)之上，結(jié)合具體實(shí)例，分析了該電廠風(fēng)機(jī)變頻技能改造的效果，對(duì)工程實(shí)際具有一定的借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】變頻技術(shù)；節(jié)能改造；風(fēng)機(jī)

國(guó)家的發(fā)展離不開(kāi)電力，而電力中的60%多由燃煤電廠生產(chǎn)，電廠作為電力的生產(chǎn)企業(yè)，它同時(shí)也是最大的耗電單位。整個(gè)電廠各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行都離不開(kāi)電力的支持。其中風(fēng)機(jī)耗電就具有很強(qiáng)的代表性。

1、變頻技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1 變頻調(diào)速原理

變頻調(diào)速的原理公式為n=60f（1-S）/p，其中f表示電源頻率，S表示電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率，p是電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)。在p和S確定的情況下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和電源的頻率成正比，通過(guò)調(diào)節(jié)電源的頻率可以改變轉(zhuǎn)速n，實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速。電廠鍋爐的

風(fēng)機(jī)類負(fù)載由送風(fēng)機(jī)以及排粉風(fēng)機(jī)等構(gòu)成。而載傳統(tǒng)調(diào)節(jié)下，風(fēng)機(jī)的風(fēng)量主要通過(guò)調(diào)節(jié)擋板的開(kāi)度來(lái)實(shí)現(xiàn)，造成電能的巨大浪費(fèi)。采用變頻調(diào)速時(shí)，由流體力學(xué)理論可知，風(fēng)機(jī)的流量與它的轉(zhuǎn)速成正比，公式為，Q表示流量，n表示轉(zhuǎn)速。而功率和轉(zhuǎn)速的三次方成正比，即，Q0表示額定工況下的流量，no表示額定轉(zhuǎn)速，P0表示額定功率。

通過(guò)以上2個(gè)公式可知，電動(dòng)機(jī)能耗以轉(zhuǎn)速的三次方的速率隨轉(zhuǎn)速的減少而減少，因而變頻調(diào)速技術(shù)有良好的節(jié)能效果。

1.2 變頻技術(shù)特點(diǎn)分析

電廠設(shè)備中變頻調(diào)速技術(shù)是一種基于電力電子的自動(dòng)化技術(shù)，變頻調(diào)速器設(shè)備就是利用計(jì)算機(jī)、單片機(jī)等相關(guān)的核心處理器從而對(duì)電廠電氣設(shè)備的工作情況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，如，變頻調(diào)速器可以在電機(jī)的外圍對(duì)電廠的電機(jī)外圍電壓進(jìn)行控制，最終輸送到電機(jī)內(nèi)部的電壓正好滿足當(dāng)前電機(jī)的轉(zhuǎn)速訴求。最終起到了比直流電機(jī)以及交流電機(jī)調(diào)速等調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速方式更好的控制效果。根據(jù)變頻調(diào)速器可以在多種電廠設(shè)備中進(jìn)行應(yīng)用，通過(guò)對(duì)電機(jī)等設(shè)備的外面進(jìn)行電力調(diào)控最終起到了控制電壓從而控制電機(jī)等設(shè)備的速率問(wèn)題。目前該技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到了電廠的生產(chǎn)中，如，風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備均屬于高消耗的電氣，此類電氣在電廠生產(chǎn)過(guò)程中消耗可以占據(jù)了整個(gè)電廠電力消耗的1/2以上。因此，將變頻調(diào)節(jié)器配備到電廠風(fēng)機(jī)以及水泵等設(shè)備上來(lái)可以及其有效的進(jìn)行節(jié)能，降低整個(gè)電廠一年的電力消耗。

2、變頻器在風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用

電廠中使用的風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的流量與所需轉(zhuǎn)速之間是正比關(guān)系，與它所消耗的功率成三次方關(guān)系。采用變頻器對(duì)風(fēng)機(jī)的狀態(tài)進(jìn)行改造可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的節(jié)能，將風(fēng)機(jī)的流量下降20%就可以降低風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的50%的能耗損失。鍋爐的送風(fēng)機(jī)變頻電控柜和送風(fēng)機(jī)以及含氧量變送器的電動(dòng)機(jī)組成一個(gè)爐膛煙氣含氧量閉環(huán)的控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)送風(fēng)機(jī)的風(fēng)量的自動(dòng)調(diào)節(jié)，將爐膛的煙氣含氧量處于最佳穩(wěn)定值，這樣在提高鍋爐熱效率的同時(shí)又可以阻止鍋爐爐膛送進(jìn)過(guò)多冷空氣，從而促進(jìn)燃煤的充分燃燒。

鍋爐的吹風(fēng)機(jī)變頻電控柜操作簡(jiǎn)便，便于靈活和直觀控制，由于鍋爐吹風(fēng)機(jī)的頻率可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)以及自動(dòng)調(diào)整，因此可以降低開(kāi)關(guān)設(shè)備使用的故障率，降低設(shè)備的維護(hù)成本。變頻器的吹風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用還有利于噪聲的降低以及停車和啟動(dòng)時(shí)的打滑和尖嘯聲的改善。

3、案例分析

3.1 問(wèn)題的提出

某電廠目前運(yùn)行兩臺(tái)2×200MW機(jī)組，1#機(jī)組風(fēng)機(jī)、2#機(jī)組風(fēng)機(jī)都是通過(guò)液力耦合器調(diào)節(jié)，因?yàn)橐毫︸詈掀鞔嬖谥^大的能量損耗，為降低能耗以及提高電廠自動(dòng)化水平，計(jì)劃通過(guò)合同能源管理方式對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻改造。

3.2 變頻節(jié)能改造

首先，在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，決定將液力耦合調(diào)速器拆除，電機(jī)前移的方式進(jìn)行變頻改造。其次，設(shè)置自動(dòng)旁路系統(tǒng)，以保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效地云狀。最后，將變頻器頂端的散熱裝置去除，直接將變頻器產(chǎn)生的熱風(fēng)排入風(fēng)機(jī)中。

3.3 節(jié)能效果分析

改造前2臺(tái)風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，風(fēng)門(mén)擋板開(kāi)度變化范圍在35%～45%之間，存在很大的節(jié)流損失，電動(dòng)機(jī)負(fù)載率低，效率低，改造后風(fēng)門(mén)擋板在全開(kāi)位置，電動(dòng)機(jī)的效率明顯提高。1號(hào)鍋爐2臺(tái)一次風(fēng)機(jī)變頻改造前后節(jié)電效果比較見(jiàn)表1。從表1可以看出機(jī)組在低負(fù)荷階段，節(jié)電效果較為明顯。從運(yùn)行情況看，單臺(tái)機(jī)組廠用電率可下降0.7%左右。

3.4 變頻調(diào)速其他附加好處

（1）提高網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)

原電機(jī)直接由工頻驅(qū)動(dòng)時(shí)，滿載時(shí)功率因數(shù)為0.8-0.9，實(shí)際運(yùn)行功率因數(shù)遠(yuǎn)低于額定值。采用高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)后，電源側(cè)的功率因數(shù)可提高到0.95以上大大的減少無(wú)功功率的吸收，進(jìn)一步節(jié)約上游設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用。

（2）軟啟軟停功能

采用高壓變頻改造后，電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟啟軟停，啟動(dòng)電流不超過(guò)電機(jī)額定電流的1.2倍，對(duì)電網(wǎng)無(wú)任何沖擊，電機(jī)使用壽命延長(zhǎng)。在整個(gè)運(yùn)行范圍內(nèi)，電機(jī)可保證運(yùn)行平穩(wěn)，損耗減小，溫升正常，無(wú)任何附加的異常振動(dòng)和噪音。

（3）增強(qiáng)電機(jī)的保護(hù)功能

與原來(lái)舊系統(tǒng)相比較，變頻器具有過(guò)流、短路、過(guò)壓、欠壓、缺相、溫升等多項(xiàng)保護(hù)功能，更完善地保護(hù)了電機(jī)。

參考文獻(xiàn)：

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