發(fā)電廠變頻節(jié)能研究

荊昌

摘要在電力事業(yè)不斷發(fā)展中，人們對電力的需求越來越高。我國電力生產(chǎn)中對資源的浪費比較嚴(yán)重，為了響應(yīng)節(jié)能減排的號召，需要從電力生產(chǎn)入手，加強科學(xué)技術(shù)在電力生產(chǎn)中的應(yīng)用，減少資源的浪費。變頻技術(shù)在發(fā)電廠的應(yīng)用可以滿足電力生產(chǎn)節(jié)能的需求，同時還可以對環(huán)境起到很好的保護(hù)作用。本文就變頻技術(shù)的基本狀況進(jìn)行分析，進(jìn)而探討變頻技術(shù)在電廠節(jié)能中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞發(fā)電廠；變頻節(jié)能；發(fā)動機

變頻技術(shù)于20世紀(jì)80年代引進(jìn)我國，在節(jié)能應(yīng)用和速度控制方面發(fā)揮著重要的作用。通常情況下，發(fā)電廠的大功率異步電動機是按照滿負(fù)荷運行時的容量來設(shè)計和選擇的。但是，在發(fā)電機組調(diào)峰運行時，會降低輔機和驅(qū)動電機的工作效率，從而導(dǎo)致大量能源被消耗，降低了電廠的經(jīng)濟效益。此外，電廠內(nèi)的電機啟動次數(shù)比較頻繁時，對廠內(nèi)系統(tǒng)的沖擊力會增大。變頻技術(shù)具有功率因數(shù)高、調(diào)速性能好、可實現(xiàn)軟啟動等多種優(yōu)勢特征，這些特點使其成為發(fā)電廠的輔助電動機的理想調(diào)速方案，可以實現(xiàn)大功率異步電動機的調(diào)速運行。

1變頻技術(shù)的節(jié)能效果分析

變頻技術(shù)是一種相對成熟的節(jié)能技術(shù)。在電動機運行過程中，主要通過定轉(zhuǎn)驅(qū)動的泵和風(fēng)機輸送物料，這種方式導(dǎo)致電機的損失較大，往往會達(dá)到40%～50%的損失。造成電機運轉(zhuǎn)損失的主要原因在于泵和風(fēng)機的運行問題，很大部分在于電動機自身效率需要改進(jìn)。電力系統(tǒng)在設(shè)計時大多都是按照額定負(fù)荷進(jìn)行設(shè)計的，但是在真正投入運行之后，只有少部分時間在額定負(fù)荷工況運行，而大部分卻低于額定負(fù)荷。如果系統(tǒng)負(fù)荷減少時，需要通過關(guān)閉閥門的方式減少系統(tǒng)阻力，使系統(tǒng)運行中實現(xiàn)能量平衡。這樣會造成嚴(yán)重的能量消耗。隨著變頻技術(shù)的出現(xiàn)，可以有效避免這一能源消耗現(xiàn)象。在系統(tǒng)負(fù)荷小于額定值時，采用變頻控制的方法可以降低電動機的額定轉(zhuǎn)速，使工頻運行轉(zhuǎn)變?yōu)樽冾l運行，系統(tǒng)的閥門就會處于完全開放狀態(tài)，從而減少因閥門關(guān)小而造成的能量損失，使整個系統(tǒng)的工作效率大大提升。

2發(fā)現(xiàn)廠節(jié)能改造中變頻節(jié)能的實現(xiàn)

2.1在發(fā)動機啟動中對電能的節(jié)約

在火力發(fā)電廠當(dāng)中，使用的發(fā)電機大多都是交流同步發(fā)電機或者是異步發(fā)電機，這兩種機器的啟動往往是通過降壓啟動或者是直接啟動的方式來完成啟動的，在發(fā)電機使用中會導(dǎo)致電網(wǎng)的電壓降低，同時對其他的電器設(shè)備使用造成一定的影響，嚴(yán)重情況下會導(dǎo)致電機主軸出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。變頻節(jié)能在發(fā)動機啟動中一定程度上減少發(fā)電機的損失，可以根據(jù)發(fā)電機的受力狀況判斷和分析，從而起到限制電力的作用，有利于增強發(fā)電機的使用壽命。此外，使用變頻調(diào)速技術(shù)，大大降低了電動機啟動過程中造成的電流沖擊問題，有效避免了啟動電流對電動機以及相關(guān)設(shè)備的沖擊力度，最終降低了發(fā)動機的日常維護(hù)費用，對電網(wǎng)的安全運行起到基礎(chǔ)保障。

2.2在燃燒系統(tǒng)運行中減少了煤炭的浪費

變頻節(jié)能在發(fā)電場中的使用，一定程度上改進(jìn)了電力系統(tǒng)的工藝，提高了精度的控制。發(fā)電廠中的交流電機驅(qū)動器在使用變頻技術(shù)之后，不僅拓寬了電機驅(qū)動器的使用范圍，同時也提升了電動驅(qū)動器的控制力，最終增強了能源的使用效率。變頻節(jié)能特征在燃燒系統(tǒng)中的優(yōu)勢更為突出。由于變頻技術(shù)的控制穩(wěn)定性特征，可以對火力發(fā)電中入爐的燃煤量進(jìn)行有效的控制，該技術(shù)對爐子的內(nèi)部壓力感受相對敏感，通過持續(xù)穩(wěn)定的控制爐子內(nèi)部壓力，有利于保證煤炭燃燒的效率。不僅如此，燃燒控制系統(tǒng)的操作相對簡單，操作步驟的實施比較容易，有效降低了煤炭污染物的排放量，提升了發(fā)電廠節(jié)能增效的效果。變頻技術(shù)作為電力行業(yè)的重要發(fā)展技術(shù)，將節(jié)能減排作為電力行業(yè)發(fā)展的目標(biāo)，為人與自然的和諧發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件。

2.3變頻調(diào)速的節(jié)能原理及節(jié)能效果的實現(xiàn)

2.3.1變頻調(diào)速的節(jié)能原理分析

變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了高性能階段，這一階段具備調(diào)節(jié)精度高、控制方便等多種特征，具有非常顯著的節(jié)能效果。首先是音頻節(jié)能，為了保證生產(chǎn)的可靠性，各種生產(chǎn)機械當(dāng)中配用的動力驅(qū)動中都留有一定的富余量設(shè)計?？紤]到電機不能滿負(fù)荷運行，當(dāng)功率消耗過大的情況下，容易出現(xiàn)能源浪費的情況。通過減少電動機的速度，確保其壓力恒定，可以起到節(jié)約能源的作用。其次是能量的動態(tài)調(diào)整，通過他調(diào)整能量使其在較短的時間內(nèi)可以適應(yīng)負(fù)載的變化，發(fā)揮電源電壓的最大效率。緊接著是通過自身頻率的V/F功能節(jié)電，在保證電機輸出轉(zhuǎn)矩的同時調(diào)整V/F曲線，從而可以減少輸出電流，起到節(jié)約能源的作用。最后是自身節(jié)能軟啟動頻率，啟動電流從0一電機的額定電流，一定程度上能夠減少對電網(wǎng)啟動電流的影響，可以降低功耗，延長設(shè)備的使用壽命。

2.3.2變頻調(diào)速節(jié)能效果的實現(xiàn)

變頻調(diào)速不僅具有顯著的經(jīng)濟效果，同時還能夠改善系統(tǒng)的運行狀況。通過變頻調(diào)速能夠解決啟動時大電流對電機的沖擊問題，從而使得電機的使用壽命延長。異步電機直接啟動所耗費的最大電流可以達(dá)到7倍的額定電流，即使采用星三角啟動也會達(dá)到5倍的額定電流。變頻啟動時，電流會隨著轉(zhuǎn)速的上升逐漸增大，但是基本不會超過額定電流，最終延長電機的使用壽命。此外，變頻調(diào)速在運行過程中，會打開輔機出口門和調(diào)節(jié)閥，然后利用轉(zhuǎn)速對流量和壓力，一定程度上可以減少對管系的沖擊力，避免了調(diào)節(jié)閥連接的管道接口出現(xiàn)泄露，從而使得系統(tǒng)的安全性和可靠性逐漸提升。

2.4在發(fā)電廠整體運行中提高了資源使用效率

在電力系統(tǒng)中使用變頻技術(shù)，可以促進(jìn)燃煤充分燃燒和利用，最終達(dá)到節(jié)能的效果。變頻技術(shù)的使用使得傳統(tǒng)的發(fā)電設(shè)備被取代，燃料的利用率相比傳統(tǒng)的發(fā)電設(shè)備增加了20%，因此，變頻技術(shù)的使用增強了資源的利用效率，減少了能源的消耗，起到節(jié)約能源的效果。在發(fā)電廠中，火電冷淋器的冷卻水是由循環(huán)泵提供的，在連接大型的電機組時，循環(huán)泵的運行往往是定速運行，這種方式無法適應(yīng)電廠發(fā)電的需求，使用變頻技術(shù)就可以減少循環(huán)泵在發(fā)電廠應(yīng)用中對水資源的消耗。此外，發(fā)電廠的進(jìn)料泵在實際使用中，會導(dǎo)致大量的燃料留在進(jìn)料泵中，在生產(chǎn)過程中會出現(xiàn)浪費，為了提高發(fā)電廠的生產(chǎn)效率，使用變頻技術(shù)不僅可以提高資源的使用效率，還能夠減少大量資源被浪費的現(xiàn)象。

3結(jié)論

現(xiàn)在很多發(fā)電廠使用的電動機都是大功率異步電動機，不僅浪費了大量的電力資源，同時也存在發(fā)電穩(wěn)定性和安全性問題。對這種電動機進(jìn)行變頻技術(shù)改造，可以有效節(jié)省電能，確保發(fā)電廠的經(jīng)濟性，最終提高發(fā)電廠的運行穩(wěn)定性和安全性。隨著我國節(jié)能減排和低碳經(jīng)濟的發(fā)展，對發(fā)電廠異步電動機進(jìn)行變頻技術(shù)改造，可以減少煤炭資源的消耗量，改善電力機組的調(diào)節(jié)性能，從而為發(fā)電廠的可持續(xù)發(fā)展提供基礎(chǔ)保障和技術(shù)支撐。電頻技術(shù)在發(fā)電廠的應(yīng)用有利于促進(jìn)我國發(fā)電廠調(diào)節(jié)自身結(jié)構(gòu)，促進(jìn)發(fā)電廠技術(shù)的創(chuàng)新，進(jìn)而為我國節(jié)能減排政策的實施貢獻(xiàn)力量。