淺析高壓變頻器在發(fā)電廠引風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用與節(jié)能分析

1、淺析高壓變頻器在發(fā)電廠引風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用與節(jié)能分析    【摘 要】本文以新時(shí)期高壓變頻器在發(fā)電廠引風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用為研究對(duì)象，從變頻節(jié)能的基本原理、高壓變頻器在實(shí)際發(fā)電廠引風(fēng)機(jī)工程中的應(yīng)用情況以及應(yīng)用節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益分析這幾個(gè)方面入手，對(duì)高壓變頻器在發(fā)電廠引風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用及節(jié)能情況進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析與闡述，并據(jù)此論證了做好這一工作在確保發(fā)電廠引風(fēng)機(jī)正常、高效運(yùn)行乃至維護(hù)整個(gè)發(fā)電廠運(yùn)行安全穩(wěn)定的過程中所起到的至關(guān)重要的作用與意義?！娟P(guān)鍵詞】高壓變頻器;發(fā)電廠;引風(fēng)機(jī);調(diào)速;節(jié)能我們知道，引風(fēng)機(jī)作為發(fā)電廠尤其是火力發(fā)電廠在正常運(yùn)行狀態(tài)下的關(guān)鍵構(gòu)成部分之一，其引風(fēng)風(fēng)量會(huì)

2、在發(fā)電負(fù)荷的大范圍調(diào)整作用之下，隨著發(fā)電負(fù)荷的規(guī)律性調(diào)整而發(fā)生相應(yīng)的改變，就當(dāng)前發(fā)電廠的引風(fēng)機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)而言，引風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期處于工頻狀態(tài)下的低效率運(yùn)行，大部分的引風(fēng)能量都消耗在了風(fēng)道擋板上，真正能夠輸送到發(fā)電系統(tǒng)環(huán)節(jié)的引風(fēng)能力并不充裕，可以說引風(fēng)機(jī)節(jié)能問題的研究與實(shí)踐對(duì)整個(gè)發(fā)電廠而言都有著極為深遠(yuǎn)的意義。筆者認(rèn)為在當(dāng)前技術(shù)條件支持下，利用高壓變頻技術(shù)，在發(fā)電廠發(fā)電運(yùn)行系統(tǒng)中設(shè)置高壓變頻器不僅能夠達(dá)到節(jié)能減耗的目的，同時(shí)也可以對(duì)引風(fēng)風(fēng)量在發(fā)電廠發(fā)電負(fù)荷作用下發(fā)生的變化加以控制，進(jìn)而達(dá)到優(yōu)化發(fā)電廠發(fā)電性能的目的。就我國(guó)而言，鍋爐送引風(fēng)機(jī)是當(dāng)前發(fā)電廠應(yīng)用高壓變頻器進(jìn)行節(jié)能改造的最主要對(duì)象，筆者現(xiàn)結(jié)合實(shí)踐工

3、作經(jīng)驗(yàn)，就這一問題談?wù)勛约旱目捶ㄅc體會(huì)。1.變頻器的工作原理分析正如上文所述，鍋爐送引風(fēng)機(jī)是當(dāng)前技術(shù)支持下發(fā)電廠采取高壓變頻技術(shù)及相關(guān)設(shè)備對(duì)發(fā)電廠進(jìn)行節(jié)能改造的最主要對(duì)象之一。一般來說，這種送引風(fēng)機(jī)的功率等級(jí)為3152500kW，而電壓等級(jí)大致為6kV、10kV。我們需要認(rèn)識(shí)到引風(fēng)機(jī)，特別是鍋爐送引風(fēng)機(jī)所具備的調(diào)速范圍廣、節(jié)能空間大等特性都為我們利用高壓變頻技術(shù)對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用與節(jié)能改造工作提供了可能。這種可能首先需要從變頻器的工作原理談起。研究人員表明，電動(dòng)機(jī)的極數(shù)與供電頻率值均會(huì)不同程度的受到異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速頻率的制約，這三者之間的關(guān)系可以用如下公式進(jìn)行表述n=60·f/np（1s）。

4、在這一公式中：n可以定義為電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，f定義為電動(dòng)機(jī)的供電頻率，np即為電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)，s則代表電機(jī)的滑差數(shù)。由這一公式我們不難發(fā)現(xiàn)：無(wú)論在各種條件影響下，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與電動(dòng)機(jī)供電頻率之間會(huì)始終保持一個(gè)正比例相關(guān)的關(guān)系。由此，我們可以定義：變頻器從本質(zhì)上來說就是一種以改變電動(dòng)機(jī)電源供電頻率為手段，利用電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與電動(dòng)機(jī)供電頻率的正相關(guān)關(guān)系，來實(shí)現(xiàn)改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速目的的一種調(diào)速裝置。2.引風(fēng)機(jī)應(yīng)用高壓變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的的原理分析圖1 各種技術(shù)措施下引風(fēng)機(jī)功率消耗示意圖從流體力學(xué)角度對(duì)高壓變頻技術(shù)進(jìn)行分析中，我們可以總結(jié)出如下幾點(diǎn)規(guī)律：首先，引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量與引風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速呈正比例關(guān)系；其次，引風(fēng)機(jī)的風(fēng)

5、壓取值與引風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩成正比關(guān)系，并與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的二次方同樣呈現(xiàn)出正比例相關(guān)關(guān)系；最后，風(fēng)機(jī)的軸功率與引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩的乘積呈正相關(guān)關(guān)系，由此也可以推導(dǎo)出風(fēng)機(jī)軸功率同樣與引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的三次方呈正比例相關(guān)關(guān)系。這也就是說，當(dāng)發(fā)電廠發(fā)電系統(tǒng)所需要的風(fēng)量呈遞減狀態(tài)時(shí)，改變電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)際上就是在以3次方的速度改變電機(jī)能耗。與此同時(shí)，這種電機(jī)轉(zhuǎn)速的改變還會(huì)作用于風(fēng)機(jī)軸功率的趨勢(shì)，使其同樣以電機(jī)轉(zhuǎn)速3次方的比例下降，進(jìn)而使驅(qū)動(dòng)發(fā)電廠引風(fēng)機(jī)在正常運(yùn)行狀態(tài)下所消耗的電功率得到合理減少，這也正是整個(gè)發(fā)電廠引風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的的基本運(yùn)作原理。那么，采取何種技術(shù)與設(shè)備才會(huì)使發(fā)電廠引風(fēng)機(jī)的節(jié)能改造達(dá)到最佳狀態(tài)呢？筆者接下來對(duì)風(fēng)

6、機(jī)裝束的多種調(diào)節(jié)方法進(jìn)行了效果分析與比較，詳細(xì)情況如上圖所示（見圖1）。由圖我們不難發(fā)現(xiàn)，發(fā)電廠引風(fēng)機(jī)在變工況運(yùn)行中，所調(diào)節(jié)的深度越大，引風(fēng)機(jī)的節(jié)能效果也就更加顯著。這也就意味著上圖中最接近理想技能曲線的技術(shù)消耗曲線才是最科學(xué)與合理的節(jié)能技術(shù)措施。筆者認(rèn)為采取高壓變頻器對(duì)整個(gè)引風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速作業(yè)不僅能夠使整個(gè)引風(fēng)機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)達(dá)到最佳的節(jié)能目標(biāo)，與此同時(shí)，它在頻率范圍、動(dòng)態(tài)響應(yīng)、轉(zhuǎn)差補(bǔ)償、工作效率等方面的性能也是其他技術(shù)舉措無(wú)法相提并論的。高壓變頻器在發(fā)電廠引風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用已成為當(dāng)前發(fā)電廠節(jié)能工作的必然選擇與發(fā)展趨勢(shì)。3.高壓變頻器在發(fā)電廠引風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用與節(jié)能工程實(shí)例分析筆者現(xiàn)選取義馬氣化廠在4#

7、、5#鍋爐引風(fēng)機(jī)中所應(yīng)用的高壓變頻器對(duì)整個(gè)發(fā)電廠進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造的工程實(shí)例為對(duì)象，就其實(shí)現(xiàn)方式與所取得的節(jié)能成效對(duì)高壓變頻器在發(fā)電廠引風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用與節(jié)能問題進(jìn)行簡(jiǎn)要說明。3.1實(shí)現(xiàn)方式分析義馬氣化廠在4#與5#鍋爐引風(fēng)機(jī)中所選用型號(hào)為HARSVERTA06/135的高壓變頻器，它是一種以6KV電壓等級(jí)為載體的三相交流異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速設(shè)備。這種高壓變頻器從本質(zhì)上來說就是一種電力變化的基礎(chǔ)裝置。它主要由幾大差異性功率模塊串聯(lián)而成，將低電壓功率模塊的獨(dú)立性輸出進(jìn)行綜合統(tǒng)一，使其達(dá)到高壓輸出的目的。下圖即為利用高壓變頻器設(shè)備對(duì)氣化廠引風(fēng)機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)做出改造后的系統(tǒng)操作流程示意圖（見圖2）。圖2 高壓變頻器

8、設(shè)備下發(fā)電廠引風(fēng)機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)示意圖由圖我們可以得知，當(dāng)氣化廠引風(fēng)機(jī)需要高壓變頻器設(shè)備進(jìn)入運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，合變頻器能夠同時(shí)輸出K3與輸入K2，并斷開另一線路的K1，實(shí)現(xiàn)引風(fēng)機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)與高壓變頻器設(shè)備的聯(lián)動(dòng)操作，通過高壓變頻器控制引風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)/停止、電機(jī)轉(zhuǎn)速等多方面內(nèi)容，進(jìn)而達(dá)到調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)向氣化廠運(yùn)行系統(tǒng)所輸出風(fēng)量的實(shí)時(shí)大小。而當(dāng)變頻線路發(fā)生突發(fā)性系統(tǒng)故障時(shí)，變頻器系統(tǒng)能夠同時(shí)斷開同一線路中的K2及K3，并隔離K1，將對(duì)引風(fēng)機(jī)的各項(xiàng)操作控制職能轉(zhuǎn)移到原系統(tǒng)當(dāng)中，在節(jié)能的同時(shí)確保整個(gè)氣化廠引風(fēng)機(jī)運(yùn)作系統(tǒng)的穩(wěn)定持續(xù)。3.2節(jié)能效益分析筆者對(duì)經(jīng)過高壓變頻器改造后的4#與5#鍋爐引風(fēng)機(jī)在耗電量與發(fā)電量的指標(biāo)數(shù)據(jù)

9、同未改造的發(fā)電機(jī)組進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)比較分析，其各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如下圖所示（見圖3）。圖3 發(fā)電廠4#、5#鍋爐引風(fēng)機(jī)的檢測(cè)指標(biāo)分析由圖我們可以總結(jié)出，在高壓變頻器作用下的4#、5#鍋爐無(wú)論是從耗電量還是耗電量方面來看都較未進(jìn)行改造的優(yōu)秀的多。引風(fēng)機(jī)耗電量、耗電率以及引風(fēng)機(jī)平均負(fù)荷率等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)都呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)，整個(gè)發(fā)電機(jī)組的工頻耗電也實(shí)現(xiàn)了30以上的節(jié)約。由此，筆者認(rèn)為這種采用高壓變頻技術(shù)及相關(guān)設(shè)備對(duì)引風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造的節(jié)能減耗方面發(fā)揮的重要作用，值得我們對(duì)其進(jìn)行大范圍的推廣與應(yīng)用。4.結(jié)束語(yǔ)伴隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與經(jīng)濟(jì)社會(huì)日益完善，人民日益增長(zhǎng)的物質(zhì)與精神文化需求對(duì)新時(shí)期電力電網(wǎng)技術(shù)提出了更為嚴(yán)格的要求。高壓變頻技術(shù)及其相關(guān)運(yùn)行設(shè)備也正面臨前所未有的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)。本文就高壓變頻器作用下發(fā)電廠引風(fēng)機(jī)節(jié)能改造工程進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析與說明，希望為今后相關(guān)實(shí)踐工作的開展提供一定的意見與建議?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】翟利為.智能高壓變頻器在電機(jī)節(jié)能改造中的應(yīng)用分析J.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào).2010.（03）.寧華.利用高壓變頻器對(duì)600MW機(jī)組進(jìn)行節(jié)能改造J.中國(guó)設(shè)備工程.2010.（02）.    相關(guān)論文    · 發(fā)電廠中電動(dòng)給水泵與汽動(dòng)泵