變頻調(diào)速在電廠節(jié)能中的運(yùn)用

莊宇

摘要：電廠是一項(xiàng)高能耗工程，占我國總能耗的20%—40%。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們節(jié)約能源意識(shí)的不斷增強(qiáng)。為降低電廠在運(yùn)行過程的電能消耗量，需要積極將先進(jìn)的變頻調(diào)速技術(shù)運(yùn)用到電廠節(jié)能工作中，有效降低電廠能耗量，充分發(fā)揮變頻調(diào)速器在電廠節(jié)能工作中的功效。

關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速；電廠節(jié)能；運(yùn)用方法

前言：

將變頻調(diào)速器運(yùn)用到電廠的電能轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，借助變頻調(diào)速器實(shí)施能源分配工作，能夠有效降低能源的消耗量，防止電廠在運(yùn)行過程高額耗能。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，電廠逐步朝著自動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展，為進(jìn)一步降低電廠運(yùn)行過程能源的消耗量，通過將變頻調(diào)速器運(yùn)用到電廠運(yùn)行中，能夠有效改變電廠運(yùn)行方式，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能降耗的目的，積極迎合持續(xù)發(fā)展理念。

一、變頻調(diào)速技術(shù)在電廠節(jié)能工作中的運(yùn)用原理

變頻調(diào)速技術(shù)是一種變流變頻調(diào)速技術(shù)，容電力電子技術(shù)、微機(jī)技術(shù)、電動(dòng)傳動(dòng)技術(shù)等多種技術(shù)為一體，是一種高效調(diào)速方式，具有較強(qiáng)的綜合性與典型性，無附加轉(zhuǎn)差損耗這一典型特征。變頻調(diào)速技術(shù)充分利用整流橋達(dá)到工頻交流電壓轉(zhuǎn)化直流電壓的目的，并借助逆變器，將直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷号c頻率能夠調(diào)節(jié)的交流電壓，用交流電壓對(duì)電機(jī)電源產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)作用。將變頻調(diào)速技術(shù)運(yùn)用到電廠中，電機(jī)能夠透過變頻調(diào)控技術(shù)從中獲取一定額度的電流、電壓，并將所獲取的電流、電壓運(yùn)用到無極調(diào)速中?，F(xiàn)如今，運(yùn)用變頻調(diào)速技術(shù)能夠根據(jù)電機(jī)負(fù)載的變化情況，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、平滑地減速或者是增速。

（一）變頻調(diào)速的基本原理

電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及其輸入功率之間的關(guān)系為，n=60f（1-s）/p。其中，“n”代表電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，單位為“轉(zhuǎn)/秒（r/s）”；“s”代表滑差率；“f”代表電動(dòng)機(jī)的電源頻率，單位為“赫茲（Hz）”；“p”代表極對(duì)數(shù)。因電動(dòng)機(jī)工作原理對(duì)技術(shù)具有決定作用，且這一作用是永恒不變的。通常情況下，電動(dòng)機(jī)的頻率及其級(jí)數(shù)大體對(duì)感應(yīng)式的交流電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)速率具有決定性作用。電動(dòng)機(jī)級(jí)數(shù)值并非是一個(gè)具有連續(xù)性的數(shù)值，通過改變電動(dòng)機(jī)的級(jí)數(shù)能夠改變電動(dòng)機(jī)的頻率，但是對(duì)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行速度沒有任何的影響。運(yùn)用變頻調(diào)速技術(shù)能夠在電動(dòng)機(jī)的外部對(duì)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，并在調(diào)節(jié)之后將電壓轉(zhuǎn)移到電動(dòng)機(jī)中，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制工作。電廠節(jié)能工作中，通過運(yùn)用變頻技術(shù)能夠有效達(dá)到節(jié)能、降耗的目的。

（二）變頻器的自動(dòng)控制原理

變頻器在電廠節(jié)能工作中被廣泛運(yùn)用。通常情況下電廠節(jié)能工作中均采用兩種對(duì)變頻器的控制方式，即手動(dòng)控制方式與自動(dòng)控制方式。絕大多數(shù)情況下，電廠節(jié)能工作中會(huì)選用自動(dòng)控制方式。自動(dòng)控制方式所運(yùn)用的電流型號(hào)通常為15mA，通過運(yùn)用閉環(huán)控制方式即可滿足對(duì)變頻調(diào)速器實(shí)施自動(dòng)控制要求。對(duì)流量進(jìn)行監(jiān)控的儀表一旦發(fā)生變化即可將流量變化型號(hào)轉(zhuǎn)移到設(shè)備的控制終端，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備終端的控制工作，進(jìn)而改變電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，落實(shí)電動(dòng)機(jī)的流量控制工作。按照電廠建設(shè)要求，可運(yùn)用溫度控制、電壓控制或者是其他型號(hào)控制方法對(duì)變頻器設(shè)備實(shí)施控制工作。

二、變頻調(diào)速技術(shù)在電廠節(jié)能中的應(yīng)用優(yōu)勢

（一）調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速

運(yùn)用變頻調(diào)速技術(shù)能夠更改交流電動(dòng)機(jī)定子繞組的供電頻率，從而對(duì)供電頻率與供電電源進(jìn)行控制，最終達(dá)到調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的應(yīng)用效果。在電動(dòng)機(jī)負(fù)載改變的環(huán)境下，變頻器系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)速度的自動(dòng)調(diào)控，從而達(dá)到自動(dòng)增速、自動(dòng)減速、平滑增速或者是平滑減速的目的，有效降低電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程噪音量。在低速狀態(tài)，運(yùn)用變頻調(diào)速技術(shù)不僅能夠增加電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，還能夠防止電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生共振現(xiàn)行，保證電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性，延長機(jī)電設(shè)備的使用壽命。

（二）降低機(jī)電維護(hù)成本

通常情況下設(shè)備啟動(dòng)環(huán)節(jié)會(huì)形成較大的電流，變頻調(diào)速設(shè)備的軟啟動(dòng)功能能夠?qū)υ摥h(huán)節(jié)所形成的大電流進(jìn)行控制，使電流能夠被控制到額定電流之內(nèi)，有效降低電流對(duì)電網(wǎng)、機(jī)械的沖擊力，提高機(jī)電運(yùn)行的穩(wěn)定性，最大程度上降低機(jī)電維護(hù)成本。

（三）優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行工藝

變頻調(diào)速在電廠中的運(yùn)用，其改造工藝十分簡單，且具有較高的可行性，能夠近期運(yùn)用到傳統(tǒng)異步電動(dòng)機(jī)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)舊設(shè)備的改造與優(yōu)化，耐用性、可靠性與簡單性等特點(diǎn)尤為突出，在后期運(yùn)維過程十分方便，擁有顯著的節(jié)能效果，同時(shí)滿足電廠運(yùn)行技術(shù)的各項(xiàng)要求，有效降低機(jī)械在運(yùn)行過程的磨損程度，保證設(shè)備的完整性，為電廠運(yùn)行提供良好的設(shè)備基礎(chǔ)。

三、變頻調(diào)速在電廠節(jié)能工作中的運(yùn)用

基于電廠運(yùn)行現(xiàn)狀，對(duì)電廠節(jié)能降耗的各種需求進(jìn)行分析，本文將以某火力發(fā)電廠為例，對(duì)變頻調(diào)速技術(shù)在電廠節(jié)能中的運(yùn)用進(jìn)行具體分析與探討。

（一）變頻調(diào)速的節(jié)能分析

火力發(fā)電廠運(yùn)行中涉及諸多運(yùn)行設(shè)備，能量消耗量相對(duì)較大，通過將變頻調(diào)速器運(yùn)用到火力發(fā)電廠中，對(duì)電廠運(yùn)行過程過度消耗的能量進(jìn)行控制，以此達(dá)到節(jié)能降耗的目的。變頻調(diào)速技術(shù)在火力發(fā)電廠中彰顯節(jié)能降耗作用的表現(xiàn)有很多，例如若火力發(fā)電廠的電能產(chǎn)值為400MW，火力發(fā)電廠的整個(gè)發(fā)電環(huán)節(jié)需要運(yùn)用2臺(tái)凝結(jié)水泵，電動(dòng)機(jī)的功率大于1000KW；2個(gè)引風(fēng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的功率大于2500KW；2個(gè)送風(fēng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的功率大于475KW；3個(gè)水泵，電動(dòng)機(jī)的功率為1100KW；4臺(tái)排粉風(fēng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)功率為850KW?；痣姀S在運(yùn)行過程，每一個(gè)設(shè)備均處于最大負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)，但是在實(shí)際運(yùn)行過程每一種設(shè)備均無法滿足火電廠發(fā)電的根本要求，通過運(yùn)用變速調(diào)節(jié)技術(shù)，能夠嚴(yán)格按照火電廠各項(xiàng)負(fù)載設(shè)備的實(shí)際情況，將公路科學(xué)分配到每一個(gè)負(fù)載設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行環(huán)節(jié)的優(yōu)化與整合，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

（二）變頻調(diào)速在風(fēng)機(jī)中的節(jié)能運(yùn)用

將變頻調(diào)速運(yùn)用到風(fēng)機(jī)中，首先需要構(gòu)建分級(jí)變頻系統(tǒng)運(yùn)行方案，制定分級(jí)變頻系統(tǒng)框架，明確變頻器的硬件電路。通常情況下，電廠分級(jí)系統(tǒng)均運(yùn)用變頻器、顯示器操作面板、西門子PLC以及其他相關(guān)分級(jí)設(shè)備。風(fēng)機(jī)運(yùn)行環(huán)境下，先運(yùn)用西門子PLC對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集；在低負(fù)荷環(huán)境下，借助低速單個(gè)風(fēng)機(jī)實(shí)施運(yùn)行活動(dòng)，降低工作效率，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。若風(fēng)機(jī)處于高負(fù)荷運(yùn)行環(huán)境，對(duì)空氣的需求量必然真假，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)出風(fēng)口受到影響，由西門子PLC將低壓信號(hào)傳輸出去，使變頻器實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)送風(fēng)能調(diào)節(jié)的目的。另外，在實(shí)際工作中，可根據(jù)風(fēng)機(jī)對(duì)空氣量的實(shí)際需求，對(duì)多個(gè)風(fēng)機(jī)進(jìn)行同時(shí)調(diào)節(jié)。

現(xiàn)如今，電廠風(fēng)機(jī)中所運(yùn)用到的變頻器系統(tǒng)均采用交直交變電壓變頻電路，主電路主要由整流橋、濾波電路、ICBT塔尖的逆變電路等多種部件所構(gòu)成，由DSP作為變頻器的主控芯片對(duì)風(fēng)機(jī)實(shí)施各項(xiàng)控制工作。

變頻調(diào)速技術(shù)在風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用優(yōu)勢有很多，例如電廠風(fēng)機(jī)正常運(yùn)作時(shí)，受多種因素的影響，風(fēng)機(jī)無法嚴(yán)格按照預(yù)定參數(shù)開展運(yùn)行工作。一般情況下，電廠風(fēng)機(jī)工作過程會(huì)消耗大量的電能，且這些電能無法得到充足的利用，從而造成資源的浪費(fèi)。運(yùn)用變頻調(diào)節(jié)技術(shù)對(duì)電廠風(fēng)機(jī)實(shí)施變頻改造，能夠有效節(jié)約電廠電能，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

四、總結(jié)：

通過將變頻調(diào)速技術(shù)運(yùn)用到電廠節(jié)能工作中，能夠有效達(dá)到節(jié)能降耗的目的，積極迎合可持續(xù)發(fā)展理念，在節(jié)約能源的同時(shí)降低機(jī)械運(yùn)行對(duì)設(shè)備的沖擊力，切實(shí)保證解析設(shè)備的完整性與穩(wěn)定性，為電廠創(chuàng)造一個(gè)良好的運(yùn)行環(huán)境，為后期維護(hù)工作提供極大的便利，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)運(yùn)行工藝的優(yōu)化與整合，推動(dòng)電廠的改革與創(chuàng)新，推動(dòng)電力生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展。

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