變頻技術(shù)在火電廠中的運(yùn)用

摘 ?要：隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，在火電廠變頻技術(shù)的應(yīng)用上，需綜合考慮成本和效率問題，實(shí)現(xiàn)對(duì)電廠運(yùn)行中各項(xiàng)因素的有效控制。火電廠使用變頻技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)參數(shù)的精確控制，使工藝流程具有較高的可操控性，另外還可實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，并在一定程度上延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命和提高可靠性，從而不斷提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。近年來火電機(jī)組調(diào)峰任務(wù)越來越重，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和安全性的問題日益突出，因此，研究變頻技術(shù)在火電廠中的運(yùn)用十分必要。

關(guān)鍵詞：變頻;火電廠;運(yùn)用

1引言

目前，國外火電廠的耗電量指標(biāo)明顯低于國內(nèi)，在國外電廠中風(fēng)機(jī)、水泵基本都已具有速度調(diào)節(jié)功能，而在我國除了少量的汽動(dòng)給水泵、帶液力耦合器的電動(dòng)給水泵具有一定速度調(diào)節(jié)功能，其他水泵、風(fēng)機(jī)大多還是沿用傳統(tǒng)方法，用具有調(diào)節(jié)性能的閥門、擋板來調(diào)節(jié)出力。變頻技術(shù)是一項(xiàng)高效的調(diào)節(jié)速度技術(shù)，通過頻率的控制來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的控制，從而對(duì)電器輸出功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以節(jié)約電能，已廣泛應(yīng)用于我國電力、冶金等眾多行業(yè)。

2. 變頻技術(shù)在火電廠中的運(yùn)用情況

2.1 變頻技術(shù)在火電廠的運(yùn)用領(lǐng)域

高壓變頻一般用于給水泵、引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、凝結(jié)水泵等負(fù)荷變動(dòng)時(shí)調(diào)節(jié)余量較大的大功率高壓電機(jī)。調(diào)節(jié)效率高，且節(jié)能效果顯著。

低壓變頻主要用于皮帶給煤機(jī)、葉輪給煤機(jī)、撈渣機(jī)、加藥泵等調(diào)節(jié)范圍大、對(duì)參數(shù)控制精準(zhǔn)度要求較高的電機(jī)，以及真空泵、渣漿泵等負(fù)荷變動(dòng)時(shí)調(diào)節(jié)余量較大的大功率電機(jī)。調(diào)節(jié)效率高，調(diào)節(jié)穩(wěn)定性強(qiáng)且節(jié)能效果好。

2.2 變頻技術(shù)在火電廠的應(yīng)用效果

2.2.1 提高設(shè)備自動(dòng)化控制、調(diào)節(jié)水平

變頻技術(shù)使電機(jī)轉(zhuǎn)速可以無極調(diào)節(jié)，且變頻功能較完備，通過擴(kuò)展可靈活地滿足客戶個(gè)性化要求;操作步驟也不復(fù)雜，大大提高了系統(tǒng)控制的效果，實(shí)現(xiàn)了對(duì)參數(shù)的精確控制，滿足了對(duì)控制精度要求較高的系統(tǒng)工藝流程需求，使工藝流程具有較高的可操控性。

2.2.2 節(jié)能降耗

（1）變頻器節(jié)能。風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，傳統(tǒng)的方法是通過調(diào)節(jié)入口或出口的擋板、閥門開度來調(diào)節(jié)給風(fēng)量和給水量，其輸入功率大且大量消耗在擋板、閥門截流過程中。根據(jù)流體力學(xué)，P（功率）=Q（流量）×H（壓力），流量Q與轉(zhuǎn)速N的一次方成正比，壓力H與轉(zhuǎn)速的平方成正比，功率P與轉(zhuǎn)速的立方成正比，使用變頻調(diào)速時(shí)，如果流量要求減小，通過降低轉(zhuǎn)速即可滿足要求，從而降低電耗。

（2）功率因數(shù)補(bǔ)償節(jié)能。無功功率不但增加線損和設(shè)備發(fā)熱，更主要的是功率因數(shù)降低導(dǎo)致配電網(wǎng)有功功率降低，大量無功電能消耗在線路中，設(shè)備使用效率低下浪費(fèi)嚴(yán)重，使用變頻后由于變頻器內(nèi)部濾波電容的作用，減少了無功損耗，從而間接增加配電網(wǎng)有功功率。

3. 變頻技術(shù)在火電廠運(yùn)用存在的問題及解決措施

3.1 震動(dòng)和沖擊

在應(yīng)用中會(huì)出現(xiàn)震動(dòng)和沖擊問題，變頻器在受到強(qiáng)烈震動(dòng)和沖擊時(shí)，會(huì)使電器接觸不良，導(dǎo)致設(shè)備不能正常運(yùn)行，影響電廠運(yùn)行生產(chǎn)。

解決措施：避免振動(dòng)與沖擊。為防止引發(fā)電器接觸不良，變頻器安裝場(chǎng)所應(yīng)遠(yuǎn)離振動(dòng)和沖擊源，并使用減振橡膠墊固定控制柜內(nèi)電磁開關(guān)之類易產(chǎn)生振動(dòng)的元器件。

3.2 干擾

會(huì)產(chǎn)生輻射干擾、傳導(dǎo)干擾，對(duì)附近的儀表、儀器、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置有一定干擾，如果處理不好，會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)及附近設(shè)備無法工作。

解決措施：對(duì)于輻射方式傳播的干擾信號(hào)，通過布線以及對(duì)放射源和對(duì)被干擾的線路進(jìn)行屏蔽的方式來削弱;對(duì)于線路傳播的干擾信號(hào)，通過在變頻器輸入輸出側(cè)加裝濾波器，電抗器或磁環(huán)等方式處理。

3.3 故障率高

變頻器單體設(shè)備多，內(nèi)部接線復(fù)雜，存在功率模塊故障率高（過壓、欠壓、過流）、控制模塊故障率高、和DCS系統(tǒng)通訊故障率高問題。

解決措施：（1）廠家加強(qiáng)生產(chǎn)工藝控制，穩(wěn)定設(shè)備質(zhì)量;（2）檢修人員嚴(yán)格按工藝要求做好定檢維護(hù)，確保設(shè)備狀態(tài)良好;（3）運(yùn)行中嚴(yán)格控制變頻設(shè)備工作溫度。變頻器運(yùn)行中易受溫度制約，變頻器工作溫度應(yīng)穩(wěn)定控制在40℃以下;（4）斷電時(shí)僅切斷動(dòng)力電源，控制電源保持上電狀態(tài)，減少對(duì)控制模塊的沖擊。

3.4 受環(huán)境影響

運(yùn)行中產(chǎn)生大量熱量，危及元器件安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

解決措施：（1）在變頻器內(nèi)部安裝離心式冷卻設(shè)備，冷卻設(shè)備須與變頻器之間留一定空間，確保熱氣暢通地從變頻器內(nèi)排出;（2）在變頻室內(nèi)設(shè)制冷出力匹配的空調(diào)，進(jìn)風(fēng)選擇在環(huán)境好的地段并過濾，確保進(jìn)入變頻器內(nèi)的風(fēng)潔凈、溫度適宜;（3）做好變頻器本體、變頻室濾網(wǎng)及變頻室內(nèi)空調(diào)的定期清洗及維護(hù)，確保冷卻效果正常。

4. 結(jié)束語

火電廠建設(shè)初期為降低造價(jià)，一般不大規(guī)模使用變頻技術(shù);已投產(chǎn)的火電廠通過技改使用變頻技術(shù)，主要是考慮節(jié)能降耗，或?qū)崿F(xiàn)參數(shù)的精確控制，使工藝流程具有更高的可操控性，并一定程度上延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命和提高可靠性。隨著國家對(duì)火電廠環(huán)保排放、節(jié)能降耗的標(biāo)準(zhǔn)、要求不斷提高，變頻技術(shù)將有更加廣闊的應(yīng)用空間，因此對(duì)變頻技術(shù)在火電廠中的運(yùn)用進(jìn)行探究是很有必要的，值得大力推廣。

參考文獻(xiàn)

[1] ?張振陽，姬勤，李遵基，王洪濱，劉軍祥，李東. 高壓變頻器在火電廠中運(yùn)用模式分析[J]. 中國電力，2012，23：60-62.

[2] ?李帥. 低壓變頻技術(shù)在火電廠系統(tǒng)優(yōu)化中的作用[J]. 科技風(fēng)，2013，09：87-88.

作者簡(jiǎn)介：張建華，男，漢，19741020 電氣，河北邢臺(tái)。陜西有色榆林新材料集團(tuán)有限責(zé)任公司發(fā)電分公司。