變頻器在熱電廠機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用

邱清華

[摘 ?要]隨著變頻技術(shù)的不斷提高，運(yùn)行性能越來越穩(wěn)定，變頻器在熱電廠得到廣泛應(yīng)用。文章就變頻技術(shù)的原理及其未來發(fā)展做了一定的闡述，并深入探討了變頻技術(shù)在熱電廠機(jī)電設(shè)備中的主要作用。

[關(guān)鍵詞]變頻技術(shù);熱電廠機(jī)電設(shè)備;應(yīng)用

中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）24-0400-01

隨著社會(huì)發(fā)展，采暖需求的激增，熱電廠規(guī)模越來越大，高壓大功率電機(jī)應(yīng)用廣泛，就我國(guó)工業(yè)的現(xiàn)狀而言，電動(dòng)機(jī)的高壓大容量使得調(diào)速很慢，能耗很大，并且啟動(dòng)的方法還是依照陳規(guī)，太過老套。電廠要發(fā)展就要改變，降低廠用電率，大力推廣變頻技術(shù)在機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用，加快企業(yè)的發(fā)展步伐，為企業(yè)謀取更大的利益，更長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。

1 變頻技術(shù)

1.1 變頻技術(shù)的使用原理及現(xiàn)狀

以往所用的傳統(tǒng)電器設(shè)備，整個(gè)電流的頻率一成不變，已經(jīng)不能適用于現(xiàn)時(shí)代不同生產(chǎn)基地的不同需求，于是就有了變頻技術(shù)的產(chǎn)生。變頻技術(shù)就傳統(tǒng)電器而言，在不改變電能的情況下，可以變換電流的頻率，以此來滿足在生產(chǎn)發(fā)展過程中對(duì)電流頻率的不同需求。整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變，和控制的組合就形成了變頻器中的電路。

變頻技術(shù)對(duì)于不同的生產(chǎn)要求也做出了不同的創(chuàng)新，它能夠?qū)㈩l率按照不同生產(chǎn)線對(duì)電路頻率的所需進(jìn)行變化，至今為止，已有四種變頻技術(shù)的產(chǎn)生，分別為：交——直變頻技術(shù)、直——直變頻技術(shù)、直——交變頻技術(shù)，交——交變頻技術(shù)。

原先的傳統(tǒng)電器在生產(chǎn)運(yùn)用上大量消耗電能，增加生產(chǎn)資金的消耗，阻礙了企業(yè)的快速發(fā)展。而變頻技術(shù)的革新順應(yīng)了生產(chǎn)線的要求，適應(yīng)當(dāng)今時(shí)代企業(yè)的發(fā)展走向。變頻技術(shù)不僅在電流頻率上可以隨意變換，而且還一定程度上為生產(chǎn)節(jié)省能源消耗，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，因此變頻技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中被得到廣泛應(yīng)用。

1.2 變頻技術(shù)的發(fā)展

在理論控制方式上，摒棄了以往的控制方式，而是大力推廣轉(zhuǎn)矩直接控制盒矢量控制方式，理論控制方式的不斷革新，讓調(diào)速系統(tǒng)更加完善，讓變頻設(shè)備更加高端，就現(xiàn)狀而言，已經(jīng)生產(chǎn)出了高級(jí)專用集成電路、精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)和信號(hào)數(shù)字處理器。這三大產(chǎn)品的推出加快了機(jī)電企業(yè)生產(chǎn)線的進(jìn)程。

在變頻技術(shù)功能上，變頻技術(shù)有了更高的水平，不僅可以根據(jù)生產(chǎn)要求隨意轉(zhuǎn)換電流頻率，還可以進(jìn)行通信，參數(shù)辨識(shí)和內(nèi)置的程序編制。變頻技術(shù)的功能性加強(qiáng)，在工業(yè)技術(shù)中也得到了大力推廣，變頻技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的運(yùn)用提高了工業(yè)生產(chǎn)的運(yùn)行速度和工作效率。

2 變頻技術(shù)在熱電企業(yè)機(jī)電設(shè)備中的廣泛應(yīng)用

2.1 變頻改造后的特點(diǎn)

1）節(jié)能，離心風(fēng)機(jī)功率與轉(zhuǎn)速的立方成比例，因此對(duì)離心風(fēng)機(jī)實(shí)施變頻改造節(jié)能 。在機(jī)組變負(fù)荷運(yùn)行方式下，如果風(fēng)機(jī)采用高效的變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)取代常規(guī)的定速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，無疑可節(jié)約大量的節(jié)流損耗，節(jié)電效果顯著。

2）風(fēng)機(jī)改用變頻器后，在降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速運(yùn)行的同時(shí)，噪音可大幅度地降低，同時(shí)消除了因調(diào)節(jié)擋板控制風(fēng)量而造成的管網(wǎng)內(nèi)氣流紊亂和風(fēng)量調(diào)節(jié)不準(zhǔn)確，以及管網(wǎng)振動(dòng)和爐膛燃燒不穩(wěn)等缺陷

3）使用高壓變頻器后，風(fēng)機(jī)擋板不需要頻繁調(diào)整，擋板開度保持在一個(gè)比較大的范圍內(nèi)，通過調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)節(jié)風(fēng)量的目的，滿足運(yùn)行工況的要求。風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行后，噪音、振動(dòng)都將大為減小。

4）降低啟動(dòng)電流和對(duì)電網(wǎng)的沖擊。風(fēng)機(jī)水泵專用型變頻器采用V/F控制，電壓和頻率在啟動(dòng)過程從零逐步增加，故啟動(dòng)電流比較低，對(duì)電網(wǎng)沖擊很小。

5）設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)費(fèi)用下降：采用變頻調(diào)節(jié)時(shí)，轉(zhuǎn)速較低，可以減輕水泵葉輪的磨損以及水泵與軸承的振動(dòng)、磨損，維護(hù)周期延長(zhǎng)，設(shè)備壽命延長(zhǎng)。

6）可對(duì)電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，啟動(dòng)電流不超過電機(jī)額定電流的1.2倍，對(duì)電網(wǎng)電機(jī)無任何沖擊，電機(jī)使用壽命延長(zhǎng);同時(shí)減少了由于啟動(dòng)時(shí)的機(jī)械沖擊對(duì)軸承、閥門、管道等沖擊造成損壞，將減少維修工作量和備品備件的費(fèi)用。

2.2 變頻技術(shù)在鍋爐風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用狀況

熱電廠循環(huán)流化床鍋爐風(fēng)機(jī)工頻電動(dòng)機(jī)不能調(diào)速，只能靠改變風(fēng)機(jī)的入口擋板來調(diào)節(jié)風(fēng)量，造成很大的節(jié)流損失，浪費(fèi)了大量電能，致使廠用電率高，供電標(biāo)煤耗高，發(fā)電成本高。并且異步電動(dòng)機(jī)故障率高，隨著電力體制改革的不斷深化，廠網(wǎng)分開，競(jìng)價(jià)上網(wǎng)政策的全面實(shí)施，降低廠用電率、降低供電標(biāo)煤耗、降低發(fā)電成本、降低上網(wǎng)電價(jià)，提高火力發(fā)電廠的競(jìng)爭(zhēng)力，就成為火力發(fā)電廠的當(dāng)務(wù)之急。采用高壓變頻調(diào)速技術(shù)對(duì)鍋爐送風(fēng)機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造是非常必要的，其節(jié)能效果非常顯著。在負(fù)荷變化時(shí)，利用變頻調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，保持送風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓不變，以適應(yīng)運(yùn)行工況的變化，把能耗降下來刻不容緩。

鍋爐一次風(fēng)量控制原先在高壓風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)上通過電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)風(fēng)門開度大小，以控制風(fēng)量與風(fēng)壓，這種調(diào)節(jié)方式既不方便，又浪費(fèi)大量的電能，且很容易造成閥門及風(fēng)機(jī)的損壞，針對(duì)以上工頻控制的缺陷及為節(jié)能降耗考慮，經(jīng)改造，將風(fēng)機(jī)工頻控制改為變頻控制，通過鍋爐DCS調(diào)頻控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，變頻器接受DCS 4-20MA電流信號(hào)調(diào)節(jié)同時(shí)，將調(diào)節(jié)后的頻率、電流等參數(shù)上傳至DCS，以實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的變頻控制。

2.2 變頻技術(shù)在鍋爐給水泵中的應(yīng)用狀況

鍋爐給水泵水量的增減對(duì)于工頻運(yùn)轉(zhuǎn)的泵的能耗及其大，采用變頻控制后，通過檢測(cè)給水母管壓力大小改變電源的頻率以實(shí)現(xiàn)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而改變水泵出水量，即滿足了鍋爐供水又達(dá)到節(jié)能目的。水泵電機(jī)以軟啟動(dòng)方式啟動(dòng)后開始運(yùn)轉(zhuǎn)，由壓力變送器檢測(cè)給水母管實(shí)際壓力，母管實(shí)際壓力與設(shè)定壓力經(jīng)過比較后輸出偏差信號(hào)，由偏差信號(hào)控制調(diào)整變頻器輸出的電源頻率，改變水泵轉(zhuǎn)速，使母管壓力不斷向設(shè)定壓力趨近。這個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)通過不斷檢測(cè)、不斷調(diào)整的反復(fù)過程實(shí)現(xiàn)母管壓力恒定，從而使水泵即滿足鍋爐供水量，又達(dá)到節(jié)能節(jié)水的目的。

3 結(jié)束語

變頻技術(shù)的更新適應(yīng)了機(jī)電設(shè)備的發(fā)展，是機(jī)電設(shè)備的必需品，因?yàn)樗粌H很好的控制了機(jī)電設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，還降低了機(jī)電設(shè)備的磨損，降低了設(shè)備電耗，為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。變頻技術(shù)的推出解決了生產(chǎn)中的機(jī)電設(shè)備操作問題，變頻技術(shù)的發(fā)展有一定的客觀性的，它的推廣及應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中具有一定的推動(dòng)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張樹江.運(yùn)用高壓變頻技術(shù)對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備技術(shù)改造[J].礦山機(jī)械，2011，34（2）：89-90.