浅谈变频器在火力发电中的节能应用.doc

1、浅谈变频器在火力发电中的节能应用摘 要：很多人可能对变频器不是很了解，变频器是利用变频技术以及微电子技术，以改变电子机械工作电源频率的方法来控制交流电动机的电力控制设备。变频器的主要用途是用于电机调速、改变转矩、节能等等。在火力发电中变频器的运用主要是风机水泵的节能运行。 关键词：变频器 火力发电 节能减排 一、变频器的构成要素以及大致分类 1.构成 我们区别各类变频器的差异的主要方法是判断其是把交流电转换成交流电还是把交流电转换成直流电后再转换成交流电。所谓的交流电转化成交流电当然前后两种交流电是有些许差异的，前者是工频交流电，而后者则是经过变频器转换过后形成的频率以及电压都可以控制的交流电

2、，在工业上经常把这类变频器称为直接变频器。另一种形式变频器则是间接变频器，这类变频器先把通入的工频交流电经过整流器转换成恒定直流电，再经过一次整流器转换成频率以及电压都可以控制的交流电。变频器的基本构成通常分为四个部分，即整流单元、高容量电容、逆变器以及控制器。 2.分类 如果把变频器进行细致一点的分类，能有分别按电压性质以及等级、国际区域、工作原理、调压方法、运行的原理、用途、直流电源的性质等十多种分类方式。其中最常见的分类方式为按直流电源的性质分类，而直流电源的不同性质主要分为电压平稳、内阻小的电压源以及电压接近正弦波、内阻大的电流源，电源性质的不同可以把变频器氛围电压型变频器和电流型变频

3、器。 二、变频器在火力发电中的节能原理 一般在机组负荷变化的整个过程当中，排粉机的负荷只能依靠对截流版调节来控制流量。即使在机组达到满负荷的情况下，排粉机的出口调节阀也没有完全打开，而是在百分之五十至百分之七十之间运行，因此排粉机出口的阀门一直处在一个节流的状态，造成的能量损耗较大。 想要减少排粉机中煤粉流量的损失，就必须对电机平滑的转速进行改变，以此改变输出转矩。这样就能达到挡板调节的作用以减少节流损失。在进行工频交流电源进行供电时，其电机速度是固定不变的。想要改变电机的转速，可以通过改变电源的频率、改变电机的极对数、改变电机的转差率这三个方面入手。 通过查阅资料可以查到，变极调速首先要改造

4、电机，对定子绕组进行重新下线，根据其所需的转速与极数采用与其对应的连接方式。但是，这种调速的方法并不能实现平滑的无极调速，只有在停电以后更换了极数之后才能调速。但火电厂的排粉机运行必须要求调速平滑，因此这种调速方式不适用于火电厂排粉机的调速。 通常有多种方案来改变电机的转差率。对绕线式异步的电动机而言，一般通过在转子回路里传入电阻进行调速。采用这种方式进行调速时会增加串入电阻的转子回路的铜耗，导致转差率增大，产生了速度变化，这种方法效率很低且难以维护，因此不予采纳。 由上述可知，变频调速能够在不降低电机效率的基础上进行平滑的调速。我国目前发展最快最好的就是变频调速。我们通过改变电源频率来进行调

5、速，这种方法既不会对电机性能造成影响，有能通过对固定电压、固定频率的电源转换成可变电源与可变电源以此进行调速。这种电子式的变化方法无序任何运动的部件，而且采用的是自动化控制，不存在任何副作用。 三、新时代节能新新动向之变频改造 为了进一步优化火力发电厂的技术指标，更好的挖掘出设备变频节能的潜力。我们一句变频器原本的节能效果、运行原理以及变频改造中需要注意的事项，并对主要辅机设备的参数、调节情况与运行情况相结合，并对变频改造完成后的节能效果进行初步评估，总结出下列建议： 1.对主要辅机进行变频改造，改造之后会有很多设备在节能效果方面有明显的提升，但也会有个别设备的节能效果不明显。 2.将泵类设备

6、的变频改造的节能效果提高到百分之六十为最佳，将风机类设备变频改造至百分之三十。 3.有很多负荷量达到百分之八十以上的设备已经没有进行变频改造的节能空间。 4.由于轴流式风机的节能效果比较差，所以不建议对其进行变频改造，建议采用离心式风机进行变频改造，效果会比较好。轴流式风机因为动叶可以调整，所以自身能够通过调整叶片来完成对电机电流的调整，在轴流式风机上安装变频器之后节能效果不明显，因此不需要加装变频器。除了动叶可调的轴流式风机之外，还有像 1000MW 的引风机、增压风机等静叶可调的轴流式风机，他们的变频改造的节能空间也十分有限。目前行业内 10 千瓦等级的变频器最大容量能够达到四千千瓦，10

7、00MW 的增压风机与引风机的最大容量能够达到 3900 千瓦与 6200 千瓦，出于设备的可靠性与经济性也不建议装上变频器。像 335MW 的排粉机就可以考虑加装变频器，因为它是离心式风机，采用调节方式是入口风门调节，风门开度在百分之五十左右，风压在 3.5Kpa 至 6kpa 之间，在加装变频器之后预计能够节能百分之二十五左右。 5.泵类设备中节能效果较好的主要是设备出力依靠机组负荷变化而变化的泵类，例如常见的凝升泵、凝泵等。而循泵的情况则比较特殊，循泵的出力调整较为灵活，不建议对其加装变频器，并且循泵电机电压等级为 10kv 容量是 3650Kw，这个数值已经接近行业内的容量限值，因此不

8、建议对其进行变频改造。 四、把变频器运用到在火力发电遇到的问题 1.空间限制 一般的火力发电厂在经济条件方面不是很完善，在厂房建造时期资金投入比较小，厂房的空间面积不足，变频器的安装位置就成了一大难题。普通变频器由整流单元、高容量电容、逆变器和控制器等比较庞大的零件组成，为了节约用地，一般火力发电厂都会把变频器装在开关室里。开关室的空余面积在建厂时并不是划给变频器的安装的，这部分空余面积的实际上是给检修设备预留的。但是变频器的安装给厂房设备检修工作带来了一定的不方便。有的厂房的经济条件不足，所使用的变频器仍是比较陈旧的设备，这类老式变频器在提及方面自然也不如新式设备节省空间。 2.变频器运行过

9、程中散热效果不理想 变频器在不断的更新换代中为了缩小体积也从散热上做了改进，新式变频器中自带的散热器功率比较小，只能基本上勉强维持变频器在运作过程中的散热工作。但有的发电厂是二十四小时不间断工作的，这给变频器的散热带来了极大的难题。再加上出于对变频器组件的保护目的，变频器一般安装在室内，但这样更不利于它的散热工作尤其是在大气温度较高的情况下。如果要提高发电厂的经济效益，二十四小时不间断工作，那么变频器的散热工作一定要重点考虑。如果是在安装变频器的厂房里单独加设散热设备，这无疑会进一步减少厂房中的可用空余面积，同时散热设备的采购、安装费用以及后续运行费用又是一大笔开支，安装变频器的最初目的是为了

10、节能减排，散热设备的增设又违背了节能减排的目的。 3.变频器的维修与保养工作 变频器的日常运行工作对其中的各类组件的损耗较大，如果不进行专业的保养及维修工作，变频器的使用寿命将大大缩短， 。 参考文献 1徐支援. 变频器在火力发电厂凝结水系统中的应用A. 安徽省电机工程学会.华东六省一市电机（电力）工程学会输配电技术研讨会2004 年年会论文集C.安徽省电机工程学会：，2004：9. 2谢葛尚，王晓华. 高压变频器在火力发电厂中的应用及节能分析A. 中国可持续发展研究会.2008 中国可持续发展论坛论文集（3）C.中国可持续发展研究会：，2008：4. 3王泰然，孙根年，王淑娜. 中国省际火力发电、煤炭消耗与 SO_2排放关系的分析J. 统计与决策，2010，20：78-81. 4王剑影，郑祖学，谢国强. 高压变频器在节能领域的新尝试高压变频器在大容量送风机上的研究及应用A. 中国电力企业联合会科技服务中心、全国火电 200MW 级机组协作会.电厂管理与热工技术经验交流文集C.中国电力企业联合会科技服务中心、全国火电 200MW 级机组协作会：，2003：9. 5何希杰，朱广奇，劳学苏. 泵类产品在电站中的应用及节能J. 通用机械，2006，09：27-33.