變頻調速在電廠節能中的應用

金林華

摘要：電廠是高消耗的運行項目，在我國總能耗中占有20%～40%的比重。我國在電廠運行中提出節能降耗的思想，用于約束電廠運行的能耗。電廠為了遵循節能應用，引入了變頻調速的方法，科學地控制電廠能耗，體現變頻調速在電廠中的節能作用。文章結合電廠節能的需求，重點分析了變頻調速的應用。

關鍵詞：變頻調速；電廠能耗；節能降耗；能源分配；節能原理 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM43 文章編號：1009-2374（2015）16-0080-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.16.039

變頻調速應用在電廠的電力傳動環節，用于控制傳動中的能源分配，避免能源消耗過度。目前，電廠朝著智能、自動化的方向發展，為了降低運行能耗，落實變頻調速的應用，改進電廠的運行方式，促使其達到節能降耗的目的。變頻調速為電廠運行提供了節能的保障，實現節能目標，保障電廠節能運行的積極性。

1 變頻調速在電廠中的節能原理

變頻調速可以控制電廠運行中的風機、泵機等設備，通過對運行參數進行優化，達到資源節能的目的。變頻調速在電廠節能中發揮重要的作用，促使變頻調速在電廠中實現節能，分析變頻調速的節能原理，如下：

1.1 節能原理分析

變頻調速節能中，涉及到流量、揚程等多個因素，系統分析機械設備中各個因素之間的連接，關系式

如下：

Q1/Q2=n1/n2

H1/H2=（n1/n2）/2

P1/P2=（n1/n2）/3

式中：Q為流量；H為揚程；P為軸功率；n為轉速。

由公式可以看出機械設備運行因素之間的比例關系，變頻調速可以降低機械設備的n，此時P的節能量要大于Q，明確表示了變頻調速的節能原理。例如：在電廠風機、泵機運行的過程中，采取變頻調速的節能方式，在很大程度上降低了電能消耗。

1.2 控制節能分析

變頻調速在電廠中的控制節能，也是遵循一定的節能原理，隨著電廠運行的發展，變頻調速的節能轉型為自動控制，利用電信號的方式滿足變頻調速節能的自動化需求，而且自動控制節能的效益高，其可準確地傳輸變頻調速的信號，直接改變電廠機械設備的運行方式，不需要電力人員進行手動更改，具有時效性的優勢。

1.3 速度調節節能

變頻調速在電廠閥門、開關中的應用，發揮速度調節的節能作用，此類節能策略的原理是：變頻調速主動改變閥門等的工作方式，合理控制電廠機械設備的參數，通過閥門間接控制電廠運行，而且電廠節能運行中引入了變頻調速器，符合電廠閥門等設備的節能需求。近幾年，變頻調速在電廠速度調節節能中表現出較高的效益，改善了電廠閥門等設備的控制方式，實現高水平的節能控制，確保變頻調速在電廠節能中的積極性。

2 變頻調速在電廠節能中的應用

根據電廠運行的現狀，分析其對節能降耗的需求，以某火力發電廠為例，分析變頻調速的具體應用。

2.1 變頻調速的節能分析

火力發電廠中的運行設備比較多，能源消耗的規模非常大，火電廠積極引進變頻調速，用于控制運行消耗，實現節能降耗的目的。變頻調速在電廠節能中起到關鍵性的作用，其可應用在多項電廠工藝中。綜合分析變頻調速在該火電廠中的節能狀態。假設火力發電廠的電能產值是300MW，整個發電的過程中需要兩臺引風機，功率≥2500kW；兩臺送風機，功率≥1600kW；兩臺凝結水泵，功率≥1000kW；兩臺電機，功率≥475kW；3臺水泵，電機功率=1100kW；4臺排粉風機，電機功率=850kW。火電廠運行時，所有的設備均處于最大的運行狀態，實際各項設備并不需要達到最高功率即可滿足火電廠的需求，此時可以通過變速調節，按照火電廠的負載分配設備的運行功率，優化設備的運行，進而實現節能降耗。

2.2 變頻調速在風機中的節能應用

變頻調速在火電廠風機中表現出明顯的節能效益。該火電廠選擇了無靜壓風機，風機運行時的流量，與轉速保持正比變化的規律，同時和運行功率存在比例關系，為變頻調速的應用提供可靠的條件。例如：該火電廠在風機運行中使用變速調節器，利用變速調節的原理，提升風機運行的節能水平，變頻調速器的應用，需要改造火電廠的風機運行，當變頻調速器投入到風機運行過程中時，如果火電廠需要風機提供原有能耗的50%，表明風機需要節約50%的能耗。可以調整風機的能量，根據能耗與能量的關系，風機能量調到原來的80%，就能供應相關的能耗，體現變頻調速器在風機中的節能降耗，而且變頻調速器的節能改造較為便捷，不會對火電廠的運行造成任何影響。

變頻調速在電廠中的應用，基本能夠根據能源的實際需求規劃能耗，合理分配能耗與額定能耗，不需要長期維持額定能耗的工作狀態，以電廠的實際能量為主，由此體現變頻調速對額定能耗的調節作用，很容易在電廠中實現節能運行。

2.3 變頻調速在泵機中的節能應用

變頻調速在泵機中的節能不同于風機，因為泵機本身受到靜壓值的影響，需要根據泵機的節能標準，實行高壓與高頻的控制，所以應該按照泵機的實際設計節能方案，落實變頻調速的應用，進而達到節能的目標。按照變頻調速的節能原理，實行泵機的節能改造。變頻調速在泵機中的節能依據是：

n1=60f1/p

n=n1（1-s）-60f1（1-s）/p

式中：f1為定子頻率；p為磁極對數；s為轉差率。

以此為基礎，設計變頻調速在泵機中的節能方案。首先隔離變壓器，結合泵機中的電阻運行，完成高壓分割部分，促使變頻調速在泵機中具有節能的保障，以免節能設計中出現矛盾；然后在變頻調速的作用下，對泵機的器件進行優化處理，最主要的是實現整流與疊加，維持泵機中的高壓運行方式，變頻調速的過程中會將高壓補給到泵機運行中，提高泵機的工作效率，規避潛在的能源浪費；最后結合該電廠泵機運行評價變頻調速的節能應用，強化泵機系統的可靠性，優化變頻調速的應用。該火電廠將變頻調速應用到泵機運行中，相比前期能耗降低了30%，體現變頻調速在泵機中的節能作用。

3 變頻調速在電廠節能中的效益

變頻調速是電廠節能中不可缺少的部分，現代電廠運行的過程中，積極推行變頻調速節能方式，最大程度地發揮變頻調速的節能效益。根據變頻調速的應用，分析其在電廠中的節能效益。

3.1 節能效益

節能效益是指電廠在變頻調速的作用下降低了能源消耗量，合理地控制各項設備的能源消耗，防止電廠設備始終保持額定的運行狀態。我國80%的電廠中實施了變頻調速節能，有效控制電廠機組的能源消耗，據統計，變頻調速狀態下的電廠運行，節能消耗高達72.3%，節電量達到31.3萬kWh，積極推進變頻調速在電廠節能中的應用，改善電廠節能運行的效益狀態。

3.2 經濟效益

經濟效益是指電廠節能中的成本控制，變頻調速直接降低電廠運行中的能耗，間接減少了電廠運行中的成本投入，尤其是電能成本。普通電廠經過變頻調速節能應用后，電費節約達16.5萬，而且保護了電廠的運行設備，節約了設備更新方面的成本費用，促使變頻調速在電廠中顯示出高效的經濟效益。

4 結語

我國電廠運行中的能耗居高不下，需積極執行節能降耗的途徑，促使電廠運行達到節能的標準。近幾年，變頻調速在電廠節能中占有很大的影響比重，越來越多的電廠注重變頻調速的應用，通過變頻調速控制電廠運行過程，全面推進節能工作的進行，體現變頻調速在電廠節能中的應用效益，進而完善電廠的節能運行。

參考文獻

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（責任編輯：黃銀芳）