淺析高壓變頻器在發(fā)電廠引風機上的應用與節(jié)能分析

1、淺析高壓變頻器在發(fā)電廠引風機上的應用與節(jié)能分析    【摘 要】本文以新時期高壓變頻器在發(fā)電廠引風機中的應用為研究對象，從變頻節(jié)能的基本原理、高壓變頻器在實際發(fā)電廠引風機工程中的應用情況以及應用節(jié)能經濟效益分析這幾個方面入手，對高壓變頻器在發(fā)電廠引風機中的應用及節(jié)能情況進行了較為詳細的分析與闡述，并據此論證了做好這一工作在確保發(fā)電廠引風機正常、高效運行乃至維護整個發(fā)電廠運行安全穩(wěn)定的過程中所起到的至關重要的作用與意義?！娟P鍵詞】高壓變頻器;發(fā)電廠;引風機;調速;節(jié)能我們知道，引風機作為發(fā)電廠尤其是火力發(fā)電廠在正常運行狀態(tài)下的關鍵構成部分之一，其引風風量會

2、在發(fā)電負荷的大范圍調整作用之下，隨著發(fā)電負荷的規(guī)律性調整而發(fā)生相應的改變，就當前發(fā)電廠的引風機運行系統(tǒng)而言，引風機長期處于工頻狀態(tài)下的低效率運行，大部分的引風能量都消耗在了風道擋板上，真正能夠輸送到發(fā)電系統(tǒng)環(huán)節(jié)的引風能力并不充裕，可以說引風機節(jié)能問題的研究與實踐對整個發(fā)電廠而言都有著極為深遠的意義。筆者認為在當前技術條件支持下，利用高壓變頻技術，在發(fā)電廠發(fā)電運行系統(tǒng)中設置高壓變頻器不僅能夠達到節(jié)能減耗的目的，同時也可以對引風風量在發(fā)電廠發(fā)電負荷作用下發(fā)生的變化加以控制，進而達到優(yōu)化發(fā)電廠發(fā)電性能的目的。就我國而言，鍋爐送引風機是當前發(fā)電廠應用高壓變頻器進行節(jié)能改造的最主要對象，筆者現(xiàn)結合實踐工

3、作經驗，就這一問題談談自己的看法與體會。1.變頻器的工作原理分析正如上文所述，鍋爐送引風機是當前技術支持下發(fā)電廠采取高壓變頻技術及相關設備對發(fā)電廠進行節(jié)能改造的最主要對象之一。一般來說，這種送引風機的功率等級為3152500kW，而電壓等級大致為6kV、10kV。我們需要認識到引風機，特別是鍋爐送引風機所具備的調速范圍廣、節(jié)能空間大等特性都為我們利用高壓變頻技術對其進行應用與節(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，電動機的極數與供電頻率值均會不同程度的受到異步電動機轉速頻率的制約，這三者之間的關系可以用如下公式進行表述n=60·f/np（1s）。

4、在這一公式中：n可以定義為電動機的轉速，f定義為電動機的供電頻率，np即為電動機的極對數，s則代表電機的滑差數。由這一公式我們不難發(fā)現(xiàn)：無論在各種條件影響下，電動機轉速與電動機供電頻率之間會始終保持一個正比例相關的關系。由此，我們可以定義：變頻器從本質上來說就是一種以改變電動機電源供電頻率為手段，利用電動機轉速與電動機供電頻率的正相關關系，來實現(xiàn)改變電動機轉速目的的一種調速裝置。2.引風機應用高壓變頻技術實現(xiàn)節(jié)能目的的原理分析圖1 各種技術措施下引風機功率消耗示意圖從流體力學角度對高壓變頻技術進行分析中，我們可以總結出如下幾點規(guī)律：首先，引風機的風量與引風機的轉速呈正比例關系；其次，引風機的風

5、壓取值與引風機的轉矩成正比關系，并與風機轉速的二次方同樣呈現(xiàn)出正比例相關關系；最后，風機的軸功率與引風機轉速及轉矩的乘積呈正相關關系，由此也可以推導出風機軸功率同樣與引風機轉矩的三次方呈正比例相關關系。這也就是說，當發(fā)電廠發(fā)電系統(tǒng)所需要的風量呈遞減狀態(tài)時，改變電機轉速實際上就是在以3次方的速度改變電機能耗。與此同時，這種電機轉速的改變還會作用于風機軸功率的趨勢，使其同樣以電機轉速3次方的比例下降，進而使驅動發(fā)電廠引風機在正常運行狀態(tài)下所消耗的電功率得到合理減少，這也正是整個發(fā)電廠引風機實現(xiàn)節(jié)能目的的基本運作原理。那么，采取何種技術與設備才會使發(fā)電廠引風機的節(jié)能改造達到最佳狀態(tài)呢？筆者接下來對風

6、機裝束的多種調節(jié)方法進行了效果分析與比較，詳細情況如上圖所示（見圖1）。由圖我們不難發(fā)現(xiàn)，發(fā)電廠引風機在變工況運行中，所調節(jié)的深度越大，引風機的節(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消耗曲線才是最科學與合理的節(jié)能技術措施。筆者認為采取高壓變頻器對整個引風機進行變頻調速作業(yè)不僅能夠使整個引風機運行系統(tǒng)達到最佳的節(jié)能目標，與此同時，它在頻率范圍、動態(tài)響應、轉差補償、工作效率等方面的性能也是其他技術舉措無法相提并論的。高壓變頻器在發(fā)電廠引風機上的應用已成為當前發(fā)電廠節(jié)能工作的必然選擇與發(fā)展趨勢。3.高壓變頻器在發(fā)電廠引風機上的應用與節(jié)能工程實例分析筆者現(xiàn)選取義馬氣化廠在4#

7、、5#鍋爐引風機中所應用的高壓變頻器對整個發(fā)電廠進行節(jié)能技術改造的工程實例為對象，就其實現(xiàn)方式與所取得的節(jié)能成效對高壓變頻器在發(fā)電廠引風機上的應用與節(jié)能問題進行簡要說明。3.1實現(xiàn)方式分析義馬氣化廠在4#與5#鍋爐引風機中所選用型號為HARSVERTA06/135的高壓變頻器，它是一種以6KV電壓等級為載體的三相交流異步電動機調速設備。這種高壓變頻器從本質上來說就是一種電力變化的基礎裝置。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立性輸出進行綜合統(tǒng)一，使其達到高壓輸出的目的。下圖即為利用高壓變頻器設備對氣化廠引風機運行系統(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、設備下發(fā)電廠引風機運行系統(tǒng)示意圖由圖我們可以得知，當氣化廠引風機需要高壓變頻器設備進入運轉狀態(tài)時，合變頻器能夠同時輸出K3與輸入K2，并斷開另一線路的K1，實現(xiàn)引風機運行系統(tǒng)與高壓變頻器設備的聯(lián)動操作，通過高壓變頻器控制引風機的啟動/停止、電機轉速等多方面內容，進而達到調節(jié)引風機向氣化廠運行系統(tǒng)所輸出風量的實時大小。而當變頻線路發(fā)生突發(fā)性系統(tǒng)故障時，變頻器系統(tǒng)能夠同時斷開同一線路中的K2及K3，并隔離K1，將對引風機的各項操作控制職能轉移到原系統(tǒng)當中，在節(jié)能的同時確保整個氣化廠引風機運作系統(tǒng)的穩(wěn)定持續(xù)。3.2節(jié)能效益分析筆者對經過高壓變頻器改造后的4#與5#鍋爐引風機在耗電量與發(fā)電量的指標數據

9、同未改造的發(fā)電機組進行了實時監(jiān)測數據比較分析，其各項監(jiān)測數據如下圖所示（見圖3）。圖3 發(fā)電廠4#、5#鍋爐引風機的檢測指標分析由圖我們可以總結出，在高壓變頻器作用下的4#、5#鍋爐無論是從耗電量還是耗電量方面來看都較未進行改造的優(yōu)秀的多。引風機耗電量、耗電率以及引風機平均負荷率等監(jiān)測數據都呈現(xiàn)出下降趨勢，整個發(fā)電機組的工頻耗電也實現(xiàn)了30以上的節(jié)約。由此，筆者認為這種采用高壓變頻技術及相關設備對引風機進行改造的節(jié)能減耗方面發(fā)揮的重要作用，值得我們對其進行大范圍的推廣與應用。4.結束語伴隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展與經濟社會日益完善，人民日益增長的物質與精神文化需求對新時期電力電網技術提出了更為嚴格的要求。高壓變頻技術及其相關運行設備也正面臨前所未有的發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)。本文就高壓變頻器作用下發(fā)電廠引風機節(jié)能改造工程進行了簡要分析與說明，希望為今后相關實踐工作的開展提供一定的意見與建議?！緟⒖嘉墨I】翟利為.智能高壓變頻器在電機節(jié)能改造中的應用分析J.科技創(chuàng)新導報.2010.（03）.寧華.利用高壓變頻器對600MW機組進行節(jié)能改造J.中國設備工程.2010.（02）.    相關論文    · 發(fā)電廠中電動給水泵與汽動泵