洪慶勇

火電廠中電機(jī)節(jié)能降耗途徑

洪慶勇

現(xiàn)如今社會(huì)發(fā)展的速度非?？?，人們生活水平也大幅度的提高，這也使得人們對(duì)于電能的需求量在不斷的增加，在某種程度上能夠帶動(dòng)電力行業(yè)的發(fā)展。從現(xiàn)如今我國(guó)的用電情況來看，我國(guó)的電能大部分都是通過火電廠進(jìn)行發(fā)電而獲得，在火電廠發(fā)電過程中存在著有很多的能源消耗量較為嚴(yán)重的問題，在某種程度上也為環(huán)境的發(fā)展帶來了一定的影響，使得在火電廠進(jìn)行發(fā)電的過程中，做好節(jié)能降耗就變得尤為重要。本研究基于此分析火電廠當(dāng)中電機(jī)節(jié)能降耗的相關(guān)途徑，以期待為相關(guān)領(lǐng)域提供可行的參考。

現(xiàn)如今我國(guó)人民的經(jīng)濟(jì)生活水平都在不斷的改善，那么在這種背景之下，對(duì)于電力的需求也就越來越高，這使我國(guó)的國(guó)家電網(wǎng)的總裝機(jī)容量也在出現(xiàn)不斷增加的情況。從我國(guó)電網(wǎng)的總裝機(jī)容量來看火電廠占總裝機(jī)容量的80%。在火力發(fā)電的過程當(dāng)中，發(fā)電機(jī)組機(jī)包含了各種機(jī)械設(shè)備，這些機(jī)械設(shè)備都是大功率高耗能的電動(dòng)機(jī)，因此也是電廠用電的一個(gè)消耗的關(guān)鍵所在。所以電動(dòng)機(jī)在進(jìn)行節(jié)能降耗的過程中是具有十分重要的意義的，本研究基于此分析火電廠當(dāng)中的電機(jī)節(jié)能降耗的相關(guān)途徑，他對(duì)于我國(guó)的我電廠的能源節(jié)約具有重要的意義和價(jià)值。

選擇采用過變頻調(diào)速技術(shù)來減少電能的消耗

從火電廠的工作條件來看，根據(jù)間歇性負(fù)載的情況可以通過對(duì)變頻技術(shù)的應(yīng)用有效地減少電機(jī)的電能消耗。變頻技術(shù)就是通過對(duì)負(fù)載工況的變化情況的分析，并且有效地對(duì)輸入的電能的頻率變化情況加以改善，可以更好地對(duì)于電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度加以調(diào)節(jié)，這樣就能夠有效地對(duì)于電能產(chǎn)生節(jié)約，可以提升電機(jī)的使用效率和使用壽命。根據(jù)電廠的風(fēng)機(jī)水泵類電機(jī)可以選擇10千瓦功率,：如果在負(fù)載恒定的情況之下，確保其輸出功率是10千瓦就可以，所以當(dāng)負(fù)載出現(xiàn)變化的時(shí)候，需要使用5000瓦的功率就能夠滿足相關(guān)的工作條件，如果不采取變頻措施的話，那么輸出功率依然是10千瓦，所以會(huì)浪費(fèi)5000瓦的功率。在選擇變頻技術(shù)之后，能夠通過對(duì)電能頻率進(jìn)行改善，保證輸出功率為5000瓦可有效地滿足工作的需求，也能減少功率的浪費(fèi)。對(duì)于工作穩(wěn)定和負(fù)載狀態(tài)下的電機(jī)來說，選擇采用變頻技術(shù)能有效的節(jié)約電能，而且可以降低電機(jī)整體的工作效率，增加電量。變頻技術(shù)對(duì)于電機(jī)的節(jié)能效果能夠產(chǎn)生一定的作用，它可以達(dá)到30%以下的節(jié)能減耗，所以作用效果十分明顯。從當(dāng)前角度來看這也是在電機(jī)工作過程當(dāng)中最常應(yīng)用到的節(jié)能技術(shù)。對(duì)于火電廠當(dāng)中泵類負(fù)載電機(jī)和負(fù)載水流量變化的離心式風(fēng)機(jī)，控制器功率和轉(zhuǎn)速比，能有效地控制機(jī)械特性，但是因?yàn)樵O(shè)計(jì)初期通常流的功率富余量不大，就會(huì)出現(xiàn)大馬拉小車的情況，這樣會(huì)導(dǎo)致很多浪費(fèi)情況發(fā)生。

選擇采用無功補(bǔ)償技術(shù)來提高電機(jī)的功率因數(shù)

通過分析了解能夠看出，電機(jī)功率因數(shù)的降低，主要是通過幾方面的原因而導(dǎo)致的。因?yàn)殡妷旱膯栴}會(huì)導(dǎo)致電機(jī)的功率因數(shù)降低，因?yàn)殡妷涸谶^低的情況下或過高的情況下，電機(jī)工作的時(shí)候轉(zhuǎn)差率會(huì)出現(xiàn)升高，或者是因?yàn)榭蛰d電流增加等情況導(dǎo)致電機(jī)功率因數(shù)降低。電機(jī)的負(fù)荷和電機(jī)功率不匹配，也會(huì)導(dǎo)致電機(jī)功率因數(shù)出現(xiàn)降低。在具體的工作過程當(dāng)中，不同的負(fù)載功率因數(shù)也存在有一定的變化。通常情況下在電機(jī)額定負(fù)載下工作的時(shí)候，其功率因數(shù)能夠達(dá)到最佳的狀態(tài)，此時(shí)的功率因數(shù)能夠達(dá)到0.9左右。所以在輕載狀態(tài)之下，功率因數(shù)一般能夠達(dá)到0.7，空載的時(shí)候功率的因數(shù)只有0.3左右。因?yàn)殡姍C(jī)啟動(dòng)導(dǎo)致電機(jī)的功率因數(shù)降低，電機(jī)的剛開始啟動(dòng)的時(shí)候，啟動(dòng)的電流一般是額定電流的3～7倍左右，這樣它的功率因數(shù)大約就為0.3。因?yàn)殡姍C(jī)的安裝出現(xiàn)問題，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)功率因數(shù)出現(xiàn)降低，一般體現(xiàn)在電機(jī)安裝的時(shí)候，中心定位存在較大的誤差，這樣會(huì)導(dǎo)致電機(jī)工作的時(shí)候存在磁場(chǎng)變化，使工作的電流增加，會(huì)在一定程度上降低功率的因素。在加上安裝過程當(dāng)中，如果出現(xiàn)了氣息不均的情況，也容易導(dǎo)致功率因數(shù)降低。

電機(jī)功率因數(shù)降低會(huì)在一定程度上增加電機(jī)的消耗。為有效地解決這一問題，在進(jìn)行具體的工作過程中，應(yīng)該采取相關(guān)措施提高電機(jī)的工作時(shí)候的功率因數(shù)。所以需要電網(wǎng)提供有功和無功電能。在供電線路當(dāng)中有功和無功率的產(chǎn)生，都會(huì)對(duì)線路產(chǎn)生較大的損耗，通過無功補(bǔ)償裝置，在設(shè)備終端對(duì)于電機(jī)進(jìn)行無功補(bǔ)償，它能夠更好地提升電機(jī)的功率因數(shù)。無功補(bǔ)償裝置，通過多個(gè)支路濾波器組成，能夠根據(jù)無功功率大小對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)的控制和投切。一方面能夠?yàn)殡姍C(jī)提供無功功率，從另一方面來說，線路對(duì)無功功率的傳輸也能減少，所以能夠較好地降低供電線路產(chǎn)生的損耗。而且變壓器也能夠提供較高的利用率，可有效減少無功電能的變送。

對(duì)高效電機(jī)的應(yīng)用來降低能耗

從電機(jī)未來的發(fā)展角度來看，電機(jī)在未來會(huì)具有更高的效率，而且具有更加可靠和更強(qiáng)的廣泛應(yīng)用范圍。我國(guó)對(duì)于高效電機(jī)的普及還存在有一定的問題，但是這也是一個(gè)不可避免的發(fā)展方向。高效電機(jī)的普及應(yīng)用對(duì)于電機(jī)效能提升具有重要的意義，它也是提高電機(jī)效率的一個(gè)根本性的解決策略。電機(jī)是使用電量最大的一個(gè)終端的設(shè)備，現(xiàn)如今我國(guó)的電機(jī)保有量大約為十一億千瓦，總耗電量大約為三萬億千瓦時(shí)，所以電機(jī)的耗電大約占全社會(huì)總耗電量的64%，占到工業(yè)用電的75%。與此同時(shí)國(guó)家的電機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行效率要比國(guó)外低20%左右。所以電機(jī)的能效每提高1%，每年就能夠有效節(jié)約260多億千瓦時(shí)的電量，高效電機(jī)能有效通過新工藝新材料和新技術(shù)的應(yīng)用，合理有效地降低電能的消耗，提高輸出功率。電機(jī)是火電廠生產(chǎn)當(dāng)中的一個(gè)必然的消耗巨大的設(shè)備，從生產(chǎn)的角度來看，它對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)生的十分重要的作用。選擇采用高效的電機(jī)能夠有效提高電機(jī)的生產(chǎn)效率，還能更好地降低電機(jī)生命的周期成本，所以其對(duì)于節(jié)能降耗來說，具有十分重要的價(jià)值和意義。所以必須要更換高效的電機(jī)，這能夠有效促進(jìn)火電廠節(jié)能降耗，是一個(gè)十分重要的途徑。

采用變轉(zhuǎn)差率調(diào)速方式來降低電機(jī)能耗

可以對(duì)定子電壓調(diào)速進(jìn)行轉(zhuǎn)變，其主要方法是根據(jù)在定子電壓和機(jī)械特性函數(shù)聯(lián)系的基礎(chǔ)之上，使電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩和電壓的平方成正比，這樣就能夠有效地改變電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。因?yàn)檗D(zhuǎn)矩的變化如果較大，就會(huì)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度產(chǎn)生影響，所以在一般的籠型電動(dòng)機(jī)的調(diào)整過程當(dāng)中，對(duì)于相關(guān)調(diào)速技術(shù)應(yīng)用較少，所以需要擴(kuò)大調(diào)速的范圍。在轉(zhuǎn)子電阻阻值較大的籠型電動(dòng)機(jī)或者是力矩電機(jī)上，通過對(duì)定子電壓調(diào)速進(jìn)行轉(zhuǎn)變，就能夠更好地控制效率。這種方法一般對(duì)于一百千瓦以下的電壓能夠適用，而且在具體的應(yīng)用過程當(dāng)中所應(yīng)用的線路比較簡(jiǎn)單，更加有助于自動(dòng)化控制的實(shí)現(xiàn)?？梢赃x擇采用串聯(lián)電抗器和晶閘管等方法來實(shí)現(xiàn)。

也可以通過串電阻調(diào)速的方法來實(shí)現(xiàn)變轉(zhuǎn)差率調(diào)速，串電阻調(diào)速的技術(shù)應(yīng)用繞線式的電動(dòng)機(jī)。對(duì)于一個(gè)可變電阻器串接在轉(zhuǎn)子回路當(dāng)中，能夠有效地使轉(zhuǎn)子電阻增加，還能減少電機(jī)轉(zhuǎn)子流速，所以在一定程度上降低電機(jī)的轉(zhuǎn)矩。對(duì)于不同阻值的電阻進(jìn)行串接，能有效達(dá)到改變轉(zhuǎn)差率的目的，所以可以適應(yīng)不同的調(diào)速需求。但是這種方法對(duì)于電機(jī)來說只能夠降低轉(zhuǎn)速，對(duì)于電阻的消耗還是需要一定的能耗，所以這種方法適用于功耗不高的，對(duì)于轉(zhuǎn)速要求變化不大的電機(jī)，在具體應(yīng)用過程當(dāng)中，簡(jiǎn)單易行能夠方便地進(jìn)行控制。

串級(jí)調(diào)速實(shí)線變轉(zhuǎn)差率調(diào)速。有很多這方面的研究和應(yīng)用，所以這種方法也被廣泛地應(yīng)用在異步電機(jī)的調(diào)速過程中?，F(xiàn)如今計(jì)算機(jī)控制技術(shù)不斷的發(fā)展，使得串級(jí)調(diào)速技術(shù)有了較大的改進(jìn)，從傳統(tǒng)的電機(jī)串級(jí)調(diào)速來看，一般是通過對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)子回路的串接雕塑裝置和逆變壓器進(jìn)行改變，通過對(duì)于逆變角進(jìn)行調(diào)整，有效地達(dá)到調(diào)節(jié)等效反電動(dòng)勢(shì)來實(shí)現(xiàn)調(diào)速。這種方法在實(shí)際應(yīng)用過程當(dāng)中可靠性能不高，所以會(huì)導(dǎo)致電機(jī)功率因數(shù)出現(xiàn)降低的情況。對(duì)于改造以后的現(xiàn)代應(yīng)用的串級(jí)調(diào)速，這能夠?qū)⒛孀兘窃O(shè)置成為一個(gè)最小值，然后通過對(duì)斬波器周期比率和導(dǎo)通時(shí)間等對(duì)于等效電勢(shì)大小進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種串級(jí)調(diào)速方法能夠有效的提高運(yùn)行的可靠性，在運(yùn)行過程中能夠有效地進(jìn)行電壓控制，具有較廣的調(diào)速范圍，所以能夠在火電廠當(dāng)中對(duì)于一些高壓的大中型電機(jī)調(diào)速加以應(yīng)用。

綜上所述，本研究主要分析火電廠當(dāng)中電機(jī)節(jié)能降耗的相關(guān)途徑，在現(xiàn)如今環(huán)境之下，需要重視火電廠奠基的降耗工作，采用科學(xué)的手段降低電機(jī)的能耗是十分重要的一個(gè)工作。

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