變頻調(diào)速在電廠節(jié)能中的應(yīng)用

金林華

摘要：電廠是高消耗的運(yùn)行項(xiàng)目，在我國總能耗中占有20%～40%的比重。我國在電廠運(yùn)行中提出節(jié)能降耗的思想，用于約束電廠運(yùn)行的能耗。電廠為了遵循節(jié)能應(yīng)用，引入了變頻調(diào)速的方法，科學(xué)地控制電廠能耗，體現(xiàn)變頻調(diào)速在電廠中的節(jié)能作用。文章結(jié)合電廠節(jié)能的需求，重點(diǎn)分析了變頻調(diào)速的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速；電廠能耗；節(jié)能降耗；能源分配；節(jié)能原理 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

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

變頻調(diào)速應(yīng)用在電廠的電力傳動(dòng)環(huán)節(jié)，用于控制傳動(dòng)中的能源分配，避免能源消耗過度。目前，電廠朝著智能、自動(dòng)化的方向發(fā)展，為了降低運(yùn)行能耗，落實(shí)變頻調(diào)速的應(yīng)用，改進(jìn)電廠的運(yùn)行方式，促使其達(dá)到節(jié)能降耗的目的。變頻調(diào)速為電廠運(yùn)行提供了節(jié)能的保障，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，保障電廠節(jié)能運(yùn)行的積極性。

1 變頻調(diào)速在電廠中的節(jié)能原理

變頻調(diào)速可以控制電廠運(yùn)行中的風(fēng)機(jī)、泵機(jī)等設(shè)備，通過對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到資源節(jié)能的目的。變頻調(diào)速在電廠節(jié)能中發(fā)揮重要的作用，促使變頻調(diào)速在電廠中實(shí)現(xiàn)節(jié)能，分析變頻調(diào)速的節(jié)能原理，如下：

1.1 節(jié)能原理分析

變頻調(diào)速節(jié)能中，涉及到流量、揚(yáng)程等多個(gè)因素，系統(tǒng)分析機(jī)械設(shè)備中各個(gè)因素之間的連接，關(guān)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(yáng)程；P為軸功率；n為轉(zhuǎn)速。

由公式可以看出機(jī)械設(shè)備運(yùn)行因素之間的比例關(guān)系，變頻調(diào)速可以降低機(jī)械設(shè)備的n，此時(shí)P的節(jié)能量要大于Q，明確表示了變頻調(diào)速的節(jié)能原理。例如：在電廠風(fēng)機(jī)、泵機(jī)運(yùn)行的過程中，采取變頻調(diào)速的節(jié)能方式，在很大程度上降低了電能消耗。

1.2 控制節(jié)能分析

變頻調(diào)速在電廠中的控制節(jié)能，也是遵循一定的節(jié)能原理，隨著電廠運(yùn)行的發(fā)展，變頻調(diào)速的節(jié)能轉(zhuǎn)型為自動(dòng)控制，利用電信號(hào)的方式滿足變頻調(diào)速節(jié)能的自動(dòng)化需求，而且自動(dòng)控制節(jié)能的效益高，其可準(zhǔn)確地傳輸變頻調(diào)速的信號(hào)，直接改變電廠機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行方式，不需要電力人員進(jìn)行手動(dòng)更改，具有時(shí)效性的優(yōu)勢(shì)。

1.3 速度調(diào)節(jié)節(jié)能

變頻調(diào)速在電廠閥門、開關(guān)中的應(yīng)用，發(fā)揮速度調(diào)節(jié)的節(jié)能作用，此類節(jié)能策略的原理是：變頻調(diào)速主動(dòng)改變閥門等的工作方式，合理控制電廠機(jī)械設(shè)備的參數(shù)，通過閥門間接控制電廠運(yùn)行，而且電廠節(jié)能運(yùn)行中引入了變頻調(diào)速器，符合電廠閥門等設(shè)備的節(jié)能需求。近幾年，變頻調(diào)速在電廠速度調(diào)節(jié)節(jié)能中表現(xiàn)出較高的效益，改善了電廠閥門等設(shè)備的控制方式，實(shí)現(xiàn)高水平的節(jié)能控制，確保變頻調(diào)速在電廠節(jié)能中的積極性。

2 變頻調(diào)速在電廠節(jié)能中的應(yīng)用

根據(jù)電廠運(yùn)行的現(xiàn)狀，分析其對(duì)節(jié)能降耗的需求，以某火力發(fā)電廠為例，分析變頻調(diào)速的具體應(yīng)用。

2.1 變頻調(diào)速的節(jié)能分析

火力發(fā)電廠中的運(yùn)行設(shè)備比較多，能源消耗的規(guī)模非常大，火電廠積極引進(jìn)變頻調(diào)速，用于控制運(yùn)行消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。變頻調(diào)速在電廠節(jié)能中起到關(guān)鍵性的作用，其可應(yīng)用在多項(xiàng)電廠工藝中。綜合分析變頻調(diào)速在該火電廠中的節(jié)能狀態(tài)。假設(shè)火力發(fā)電廠的電能產(chǎn)值是300MW，整個(gè)發(fā)電的過程中需要兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)，功率≥2500kW；兩臺(tái)送風(fēng)機(jī)，功率≥1600kW；兩臺(tái)凝結(jié)水泵，功率≥1000kW；兩臺(tái)電機(jī)，功率≥475kW；3臺(tái)水泵，電機(jī)功率=1100kW；4臺(tái)排粉風(fēng)機(jī)，電機(jī)功率=850kW?；痣姀S運(yùn)行時(shí)，所有的設(shè)備均處于最大的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)際各項(xiàng)設(shè)備并不需要達(dá)到最高功率即可滿足火電廠的需求，此時(shí)可以通過變速調(diào)節(jié)，按照火電廠的負(fù)載分配設(shè)備的運(yùn)行功率，優(yōu)化設(shè)備的運(yùn)行，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

2.2 變頻調(diào)速在風(fēng)機(jī)中的節(jié)能應(yīng)用

變頻調(diào)速在火電廠風(fēng)機(jī)中表現(xiàn)出明顯的節(jié)能效益。該火電廠選擇了無靜壓風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的流量，與轉(zhuǎn)速保持正比變化的規(guī)律，同時(shí)和運(yùn)行功率存在比例關(guān)系，為變頻調(diào)速的應(yīng)用提供可靠的條件。例如：該火電廠在風(fēng)機(jī)運(yùn)行中使用變速調(diào)節(jié)器，利用變速調(diào)節(jié)的原理，提升風(fēng)機(jī)運(yùn)行的節(jié)能水平，變頻調(diào)速器的應(yīng)用，需要改造火電廠的風(fēng)機(jī)運(yùn)行，當(dāng)變頻調(diào)速器投入到風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中時(shí)，如果火電廠需要風(fēng)機(jī)提供原有能耗的50%，表明風(fēng)機(jī)需要節(jié)約50%的能耗?？梢哉{(diào)整風(fēng)機(jī)的能量，根據(jù)能耗與能量的關(guān)系，風(fēng)機(jī)能量調(diào)到原來的80%，就能供應(yīng)相關(guān)的能耗，體現(xiàn)變頻調(diào)速器在風(fēng)機(jī)中的節(jié)能降耗，而且變頻調(diào)速器的節(jié)能改造較為便捷，不會(huì)對(duì)火電廠的運(yùn)行造成任何影響。

變頻調(diào)速在電廠中的應(yīng)用，基本能夠根據(jù)能源的實(shí)際需求規(guī)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(tài)，以電廠的實(shí)際能量為主，由此體現(xiàn)變頻調(diào)速對(duì)額定能耗的調(diào)節(jié)作用，很容易在電廠中實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。

2.3 變頻調(diào)速在泵機(jī)中的節(jié)能應(yīng)用

變頻調(diào)速在泵機(jī)中的節(jié)能不同于風(fēng)機(jī)，因?yàn)楸脵C(jī)本身受到靜壓值的影響，需要根據(jù)泵機(jī)的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)行高壓與高頻的控制，所以應(yīng)該按照泵機(jī)的實(shí)際設(shè)計(jì)節(jié)能方案，落實(shí)變頻調(diào)速的應(yīng)用，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能的目標(biāo)。按照變頻調(diào)速的節(jié)能原理，實(shí)行泵機(jī)的節(jié)能改造。變頻調(diào)速在泵機(jī)中的節(jié)能依據(jù)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(duì)數(shù)；s為轉(zhuǎn)差率。

以此為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)變頻調(diào)速在泵機(jī)中的節(jié)能方案。首先隔離變壓器，結(jié)合泵機(jī)中的電阻運(yùn)行，完成高壓分割部分，促使變頻調(diào)速在泵機(jī)中具有節(jié)能的保障，以免節(jié)能設(shè)計(jì)中出現(xiàn)矛盾；然后在變頻調(diào)速的作用下，對(duì)泵機(jī)的器件進(jìn)行優(yōu)化處理，最主要的是實(shí)現(xiàn)整流與疊加，維持泵機(jī)中的高壓運(yùn)行方式，變頻調(diào)速的過程中會(huì)將高壓補(bǔ)給到泵機(jī)運(yùn)行中，提高泵機(jī)的工作效率，規(guī)避潛在的能源浪費(fèi)；最后結(jié)合該電廠泵機(jī)運(yùn)行評(píng)價(jià)變頻調(diào)速的節(jié)能應(yīng)用，強(qiáng)化泵機(jī)系統(tǒng)的可靠性，優(yōu)化變頻調(diào)速的應(yīng)用。該火電廠將變頻調(diào)速應(yīng)用到泵機(jī)運(yùn)行中，相比前期能耗降低了30%，體現(xiàn)變頻調(diào)速在泵機(jī)中的節(jié)能作用。

3 變頻調(diào)速在電廠節(jié)能中的效益

變頻調(diào)速是電廠節(jié)能中不可缺少的部分，現(xiàn)代電廠運(yùn)行的過程中，積極推行變頻調(diào)速節(jié)能方式，最大程度地發(fā)揮變頻調(diào)速的節(jié)能效益。根據(jù)變頻調(diào)速的應(yīng)用，分析其在電廠中的節(jié)能效益。

3.1 節(jié)能效益

節(jié)能效益是指電廠在變頻調(diào)速的作用下降低了能源消耗量，合理地控制各項(xiàng)設(shè)備的能源消耗，防止電廠設(shè)備始終保持額定的運(yùn)行狀態(tài)。我國80%的電廠中實(shí)施了變頻調(diào)速節(jié)能，有效控制電廠機(jī)組的能源消耗，據(jù)統(tǒng)計(jì)，變頻調(diào)速狀態(tài)下的電廠運(yùn)行，節(jié)能消耗高達(dá)72.3%，節(jié)電量達(dá)到31.3萬kWh，積極推進(jìn)變頻調(diào)速在電廠節(jié)能中的應(yīng)用，改善電廠節(jié)能運(yùn)行的效益狀態(tài)。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益

經(jīng)濟(jì)效益是指電廠節(jié)能中的成本控制，變頻調(diào)速直接降低電廠運(yùn)行中的能耗，間接減少了電廠運(yùn)行中的成本投入，尤其是電能成本。普通電廠經(jīng)過變頻調(diào)速節(jié)能應(yīng)用后，電費(fèi)節(jié)約達(dá)16.5萬，而且保護(hù)了電廠的運(yùn)行設(shè)備，節(jié)約了設(shè)備更新方面的成本費(fèi)用，促使變頻調(diào)速在電廠中顯示出高效的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

我國電廠運(yùn)行中的能耗居高不下，需積極執(zhí)行節(jié)能降耗的途徑，促使電廠運(yùn)行達(dá)到節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)。近幾年，變頻調(diào)速在電廠節(jié)能中占有很大的影響比重，越來越多的電廠注重變頻調(diào)速的應(yīng)用，通過變頻調(diào)速控制電廠運(yùn)行過程，全面推進(jìn)節(jié)能工作的進(jìn)行，體現(xiàn)變頻調(diào)速在電廠節(jié)能中的應(yīng)用效益，進(jìn)而完善電廠的節(jié)能運(yùn)行。

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（責(zé)任編輯：黃銀芳）