浅析高压变频器在发电厂引风机上的应用与节能分析

1、浅析高压变频器在发电厂引风机上的应用与节能分析    【摘 要】本文以新时期高压变频器在发电厂引风机中的应用为研究对象，从变频节能的基本原理、高压变频器在实际发电厂引风机工程中的应用情况以及应用节能经济效益分析这几个方面入手，对高压变频器在发电厂引风机中的应用及节能情况进行了较为详细的分析与阐述，并据此论证了做好这一工作在确保发电厂引风机正常、高效运行乃至维护整个发电厂运行安全稳定的过程中所起到的至关重要的作用与意义。【关键词】高压变频器;发电厂;引风机;调速;节能我们知道，引风机作为发电厂尤其是火力发电厂在正常运行状态下的关键构成部分之一，其引风风量会

2、在发电负荷的大范围调整作用之下，随着发电负荷的规律性调整而发生相应的改变，就当前发电厂的引风机运行系统而言，引风机长期处于工频状态下的低效率运行，大部分的引风能量都消耗在了风道挡板上，真正能够输送到发电系统环节的引风能力并不充裕，可以说引风机节能问题的研究与实践对整个发电厂而言都有着极为深远的意义。笔者认为在当前技术条件支持下，利用高压变频技术，在发电厂发电运行系统中设置高压变频器不仅能够达到节能减耗的目的，同时也可以对引风风量在发电厂发电负荷作用下发生的变化加以控制，进而达到优化发电厂发电性能的目的。就我国而言，锅炉送引风机是当前发电厂应用高压变频器进行节能改造的最主要对象，笔者现结合实践工

3、作经验，就这一问题谈谈自己的看法与体会。1.变频器的工作原理分析正如上文所述，锅炉送引风机是当前技术支持下发电厂采取高压变频技术及相关设备对发电厂进行节能改造的最主要对象之一。一般来说，这种送引风机的功率等级为3152500kW，而电压等级大致为6kV、10kV。我们需要认识到引风机，特别是锅炉送引风机所具备的调速范围广、节能空间大等特性都为我们利用高压变频技术对其进行应用与节能改造工作提供了可能。这种可能首先需要从变频器的工作原理谈起。研究人员表明，电动机的极数与供电频率值均会不同程度的受到异步电动机转速频率的制约，这三者之间的关系可以用如下公式进行表述n=60·f/np（1s）。

4、在这一公式中：n可以定义为电动机的转速，f定义为电动机的供电频率，np即为电动机的极对数，s则代表电机的滑差数。由这一公式我们不难发现：无论在各种条件影响下，电动机转速与电动机供电频率之间会始终保持一个正比例相关的关系。由此，我们可以定义：变频器从本质上来说就是一种以改变电动机电源供电频率为手段，利用电动机转速与电动机供电频率的正相关关系，来实现改变电动机转速目的的一种调速装置。2.引风机应用高压变频技术实现节能目的的原理分析图1 各种技术措施下引风机功率消耗示意图从流体力学角度对高压变频技术进行分析中，我们可以总结出如下几点规律：首先，引风机的风量与引风机的转速呈正比例关系；其次，引风机的风

5、压取值与引风机的转矩成正比关系，并与风机转速的二次方同样呈现出正比例相关关系；最后，风机的轴功率与引风机转速及转矩的乘积呈正相关关系，由此也可以推导出风机轴功率同样与引风机转矩的三次方呈正比例相关关系。这也就是说，当发电厂发电系统所需要的风量呈递减状态时，改变电机转速实际上就是在以3次方的速度改变电机能耗。与此同时，这种电机转速的改变还会作用于风机轴功率的趋势，使其同样以电机转速3次方的比例下降，进而使驱动发电厂引风机在正常运行状态下所消耗的电功率得到合理减少，这也正是整个发电厂引风机实现节能目的的基本运作原理。那么，采取何种技术与设备才会使发电厂引风机的节能改造达到最佳状态呢？笔者接下来对风

6、机装束的多种调节方法进行了效果分析与比较，详细情况如上图所示（见图1）。由图我们不难发现，发电厂引风机在变工况运行中，所调节的深度越大，引风机的节能效果也就更加显著。这也就意味着上图中最接近理想技能曲线的技术消耗曲线才是最科学与合理的节能技术措施。笔者认为采取高压变频器对整个引风机进行变频调速作业不仅能够使整个引风机运行系统达到最佳的节能目标，与此同时，它在频率范围、动态响应、转差补偿、工作效率等方面的性能也是其他技术举措无法相提并论的。高压变频器在发电厂引风机上的应用已成为当前发电厂节能工作的必然选择与发展趋势。3.高压变频器在发电厂引风机上的应用与节能工程实例分析笔者现选取义马气化厂在4#

7、、5#锅炉引风机中所应用的高压变频器对整个发电厂进行节能技术改造的工程实例为对象，就其实现方式与所取得的节能成效对高压变频器在发电厂引风机上的应用与节能问题进行简要说明。3.1实现方式分析义马气化厂在4#与5#锅炉引风机中所选用型号为HARSVERTA06/135的高压变频器，它是一种以6KV电压等级为载体的三相交流异步电动机调速设备。这种高压变频器从本质上来说就是一种电力变化的基础装置。它主要由几大差异性功率模块串联而成，将低电压功率模块的独立性输出进行综合统一，使其达到高压输出的目的。下图即为利用高压变频器设备对气化厂引风机运行系统做出改造后的系统操作流程示意图（见图2）。图2 高压变频器

8、设备下发电厂引风机运行系统示意图由图我们可以得知，当气化厂引风机需要高压变频器设备进入运转状态时，合变频器能够同时输出K3与输入K2，并断开另一线路的K1，实现引风机运行系统与高压变频器设备的联动操作，通过高压变频器控制引风机的启动/停止、电机转速等多方面内容，进而达到调节引风机向气化厂运行系统所输出风量的实时大小。而当变频线路发生突发性系统故障时，变频器系统能够同时断开同一线路中的K2及K3，并隔离K1，将对引风机的各项操作控制职能转移到原系统当中，在节能的同时确保整个气化厂引风机运作系统的稳定持续。3.2节能效益分析笔者对经过高压变频器改造后的4#与5#锅炉引风机在耗电量与发电量的指标数据

9、同未改造的发电机组进行了实时监测数据比较分析，其各项监测数据如下图所示（见图3）。图3 发电厂4#、5#锅炉引风机的检测指标分析由图我们可以总结出，在高压变频器作用下的4#、5#锅炉无论是从耗电量还是耗电量方面来看都较未进行改造的优秀的多。引风机耗电量、耗电率以及引风机平均负荷率等监测数据都呈现出下降趋势，整个发电机组的工频耗电也实现了30以上的节约。由此，笔者认为这种采用高压变频技术及相关设备对引风机进行改造的节能减耗方面发挥的重要作用，值得我们对其进行大范围的推广与应用。4.结束语伴随着现代科学技术的发展与经济社会日益完善，人民日益增长的物质与精神文化需求对新时期电力电网技术提出了更为严格的要求。高压变频技术及其相关运行设备也正面临前所未有的发展机遇与挑战。本文就高压变频器作用下发电厂引风机节能改造工程进行了简要分析与说明，希望为今后相关实践工作的开展提供一定的意见与建议。【参考文献】翟利为.智能高压变频器在电机节能改造中的应用分析J.科技创新导报.2010.（03）.宁华.利用高压变频器对600MW机组进行节能改造J.中国设备工程.2010.（02）.    相关论文    · 发电厂中电动给水泵与汽动泵