淺談火電廠中變頻調(diào)速技術(shù)的節(jié)能分析

解開元（華北電力大學(xué)，河北　保定　071000）

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淺談火電廠中變頻調(diào)速技術(shù)的節(jié)能分析

解開元
（華北電力大學(xué)，河北保定071000）

摘要：當(dāng)前，隨著我國經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，發(fā)電廠也逐漸增多，但由于非可再生能源的不斷減少，因此發(fā)電廠在發(fā)電或供熱的同時，也要考慮減少對非可再生能源的使用和對自身發(fā)電設(shè)備的節(jié)能使用。本文簡述了火電廠變頻調(diào)速器及其節(jié)能功能，探討了火電廠在變頻調(diào)速技術(shù)上的節(jié)能應(yīng)用，旨在為我國火力發(fā)電廠能夠更加健康、穩(wěn)定的發(fā)展，做出自己的微弱貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：火電廠；變頻調(diào)速；節(jié)能功能

0　前言

傳統(tǒng)的火電廠在現(xiàn)今的發(fā)展中，已經(jīng)不能充分滿足日益增長的社會需要，一方面，原始資源投入成本較高，另一方面，由于發(fā)電設(shè)備中對熱能、機(jī)械能等的消耗，也使得發(fā)電過程中會有能量的無端損耗。如何解決當(dāng)前傳統(tǒng)火電廠的現(xiàn)狀？如何減少投入成本、提高生產(chǎn)效率、增加火電廠的行業(yè)競爭實(shí)力？就成為目前火電廠亟待解決的首要問題。根據(jù)變頻調(diào)速技術(shù)的原理，將變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于火電廠的設(shè)備之中，有利于對發(fā)電設(shè)備技能，從而能夠減少成本并提高生產(chǎn)效率，這對于火電廠的發(fā)展有重要的作用。因此，對于“火電廠中變頻調(diào)速技術(shù)的節(jié)能分析”的研究，就具有極大的現(xiàn)實(shí)意義。

1　簡述變頻調(diào)速器

一般來說，變頻調(diào)速的設(shè)備統(tǒng)稱為變頻調(diào)速器，其工作原理是：將原有的工作頻率電源，通過調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)動速度而改變工作電源的頻率，使之轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌l率的交流性電源，來達(dá)到使電機(jī)改變原有的運(yùn)行速度的一種設(shè)備。

1.1變頻調(diào)速器的用途及功能

從目前角度來看，變頻調(diào)速器在眾多的生產(chǎn)行業(yè)領(lǐng)域中都有用到，并且已在多種電機(jī)上進(jìn)行了變頻調(diào)速工作，為多種電機(jī)匹配出與之相符合的運(yùn)行速度和頻率電源。這其中不僅包含數(shù)控機(jī)床、動力壓縮機(jī)中，還重點(diǎn)包含了發(fā)電廠中的風(fēng)力電機(jī)與水泵。尤其在發(fā)電廠中，對風(fēng)機(jī)和水泵的利用率極高，而這兩個設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中還造成很大的電力消耗，使得變頻調(diào)速技術(shù)在發(fā)電廠中的節(jié)能應(yīng)用成為了必然。此種變頻調(diào)速器在節(jié)能工作中有眾多電源接口，并能夠進(jìn)行頻率高低和轉(zhuǎn)速快慢的調(diào)節(jié)，同時還能夠與其他自動化儀器和設(shè)備進(jìn)行很好的連接，實(shí)現(xiàn)對這些設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控工作［1］。

1.2變頻調(diào)速器的優(yōu)勢

變頻調(diào)速器在使用上較為的方面和快捷，通過在簡單的按鈕操作，就可以將電機(jī)頻率和轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整，并在顯示屏中顯示出來。不但能做大幅度調(diào)速，還能進(jìn)行微調(diào)，精確性很高。同時，其最主要的優(yōu)勢在于利用變頻和調(diào)速將電機(jī)使用中的不利運(yùn)轉(zhuǎn)和耗電量過大等缺點(diǎn)及時的扭轉(zhuǎn)過來，使電機(jī)設(shè)備達(dá)到節(jié)能的效果［2］。

2　火電廠在變頻調(diào)速技術(shù)上的節(jié)能應(yīng)用

2.1變頻調(diào)速技術(shù)的具體應(yīng)用條件

首先，利用電機(jī)內(nèi)部磁場在運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生能量，并將能力傳遞出去，這是交流電機(jī)在其工作中的基本原理。在內(nèi)部磁場運(yùn)轉(zhuǎn)中，有時會由于交流電機(jī)的氣隙磁通量增大，逐漸超出內(nèi)部鐵心的負(fù)荷程度，使得勵磁電流加強(qiáng)，容易將電子繞組燒毀；有時會由于交流電機(jī)的氣隙磁通量不足，內(nèi)部磁場不能進(jìn)行有效運(yùn)轉(zhuǎn)，使得不能傳遞出充足的能量，使交流電機(jī)的工作效率極大降低。因此，在對交流電機(jī)運(yùn)用變頻調(diào)速技術(shù)時，要先確保交流電機(jī)的氣隙磁通量較為平衡和穩(wěn)定［3］。其次，應(yīng)考慮到異步電機(jī)的操控特殊性，在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，有時會由于電機(jī)的額定頻率要小于實(shí)際的供電頻率，使得電機(jī)的電壓無法由額定電壓的升高而升高，并且，在此時運(yùn)用變頻調(diào)速技術(shù)進(jìn)行頻率的增高，則會影響電機(jī)的氣隙磁通量，使之變?nèi)酰瑫r也減小了轉(zhuǎn)矩。因此，在對異步電機(jī)運(yùn)用變頻調(diào)速技術(shù)時，要進(jìn)行具體的分析：在電機(jī)的額定頻率大于供電頻率時，氣隙磁通量將為最大，采用恒轉(zhuǎn)矩進(jìn)行調(diào)速；在額定頻率低于供電頻率時，電壓所輸出的數(shù)值職高，采用恒功率調(diào)速。

2.2對變頻調(diào)速器的配制

火電廠在進(jìn)行變頻調(diào)速器配制時，還要考慮以下情況：首先，火電廠中的大型輔機(jī)基本采用的是機(jī)組配置形式，往往由兩臺輔機(jī)設(shè)備進(jìn)行連接，而在實(shí)際工作中，通常一臺輔機(jī)設(shè)備就能夠完成正常運(yùn)轉(zhuǎn)工作，當(dāng)輔機(jī)達(dá)到飽和運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，再進(jìn)一步采用變頻調(diào)速器就會加大設(shè)備的損耗，這時就可以采用在其中一臺輔機(jī)設(shè)備上采用變頻調(diào)速技術(shù)，當(dāng)輔機(jī)機(jī)組面對較低的負(fù)荷時，讓其中一臺輔機(jī)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，并進(jìn)行變頻調(diào)速工作；當(dāng)輔機(jī)機(jī)組面對較高的負(fù)荷時，讓兩臺輔機(jī)組成的機(jī)組同時運(yùn)轉(zhuǎn)，并停止進(jìn)行變頻調(diào)速工作［4］。此外，還需及時觀察輔機(jī)的符合情況，及時的通過遠(yuǎn)程操控，改變變頻模式。其次，有些電機(jī)在運(yùn)用變頻調(diào)速技術(shù)后，高次諧波會在定子電流中產(chǎn)生，不僅會使電機(jī)升溫，從而降低電機(jī)功率，嚴(yán)重的還會出現(xiàn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不正?；蚴ъ`等現(xiàn)象，因此，在變頻調(diào)速技術(shù)中，還要進(jìn)行逐步的改良和完善，以保障電機(jī)的安全。再次，有些電機(jī)在運(yùn)用變頻調(diào)速技術(shù)后，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩減小，轉(zhuǎn)速也隨之降低，這會使電流也逐步降低，產(chǎn)生的熱量減少，使得風(fēng)機(jī)組中的單獨(dú)風(fēng)機(jī)排煙的溫度不均衡，為防止此種問題發(fā)生，可將風(fēng)機(jī)組中的送風(fēng)通道由單獨(dú)改為整體，形成主管道送風(fēng)。最后，電機(jī)在運(yùn)用變頻調(diào)速技術(shù)時，變頻調(diào)速器中的載波頻率很容易與電機(jī)內(nèi)部磁場中的鐵心產(chǎn)生諧振問題，使得整體改造設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)噪音過大，因此，在變頻調(diào)速技術(shù)中要對載波頻率進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到減少運(yùn)轉(zhuǎn)噪音的目的。

3　結(jié)語

綜上所述，通過變頻調(diào)速技術(shù)，不僅能夠使火力發(fā)電設(shè)備在發(fā)電中節(jié)約能源，從而提高了生產(chǎn)效率，還使火電廠的原始資源成本有效的降低，為我國非可再生能源的合理使用，做出了積極的促進(jìn)作用。并且，此種節(jié)能技術(shù)還具有廣闊的市場發(fā)展空間和潛力，如若運(yùn)用得當(dāng)，將會使火電廠在發(fā)電過程中有更好的節(jié)能表現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

［1］盧秀珍，曹中華，侯建軍.淺談火電廠中變頻調(diào)速技術(shù)的節(jié)能分析［J］.電子世界，2014，6（02）:37.

［2］劉增遠(yuǎn)，康博，張同亮.火電廠中凝結(jié)水泵應(yīng)用變頻技術(shù)的節(jié)能分析［J］.電力勘測設(shè)計(jì)，2014，11（03）:36-40.

［3］陳建軍.簡析高壓變頻調(diào)速技術(shù)在火電廠風(fēng)機(jī)和泵類實(shí)踐中的節(jié)能研究［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，08（30）:173.

［4］辛沙.變頻調(diào)速技術(shù)的節(jié)能分析［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2011，05（22）:83-84+153.

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.11.171