（湖北华电襄阳发电有限公司 湖北省襄阳市 441000）
摘要：分析在电厂中应用变频调速技术对风机和水泵进行节能改造的原理，以某电厂为例，介绍其给水泵、引风机和二次风机进行变频改造的方案以及实际的节能效果，证明变频节能改造的效果显著。
关键词：变频调速技术；风机；水泵；节能改造
1引言
在火力发电厂中拥有大量的辅机设备，其中数量最多的就是送风机、引风机、一次风机等各类风机和给水泵、凝结水泵、循环水泵等各类水泵，这些风机和水泵的耗电量占据发电企业厂用电量的一半以上，且发电企业的厂用电率远远高于国外发达国家的厂用电率平均水平，所以我国发电企业的风机和水泵中蕴藏这巨大的节能潜力。而将变频调速技术应用于风机和水泵的控制系统中，可以有效降低厂用电、降低发电煤耗，从而降低发电成本，提高上网电价的竞争力。
2变频调速技术节能原理
变频调速技术的基本原理就是电动机的转速
与输入电源的频率
成正比，其关系式如公式2.1所示：
（2.1）
式中，
为异步电机的转差率；
为电机磁极对数。变频调速技术是综合了电力电子技术、微电脑控制技术以及交-直-交电源变频技术等先进的技术于一体的综合性电控技术，可以实现无级调速、启停平稳、运行可靠，比较适用于应用在平方转矩类负载的调速方面，如鼓风机、引风机、给水泵等风机和水泵类负载。
电厂中水泵的节能指标是输出单位流量时电动机所耗功率的大小，其调节方法通常有出口阀调节和变速调节两种，但是前者的电动机转速基本不变，电动机的好用功率较大；而后者则是通过改变水泵叶轮的转速来调节流量，由于水泵的流量与电动机转速成正比例关系，而且在忽略损耗功率的前提下，电动机的耗用功率与流量的立方成正比，所以通过调节电动机转速可以降低电动机的功率消耗，起到明显的节能作用。而变频调速技术在风机中应用的节能原理与在水泵中应用的原理类似。
3变频器在风机、水泵控制系统中的应用
3.1某电厂风机、水泵基本情况
某电厂所用的电机给水泵型号为YKS800-4，功率为5200kW；引风机型号为STMKK630-65，功率为3400kW；二次风机型号为STMKK500-4S，功率为2100kW，数量各为4台。此电厂的给水系统调节流量的方式是根据机组负荷的高低来对主给水调整门和低负荷调整门的开度进行调节，而一次风机、二次风机和流化风机等也是通过挡板的开度来对负荷进行调节。采用此调节方式造成较大的节流损失，且出口压力较高，系统效率较低，压力损失严重，造成能源的浪费，不仅如此，阀门开度长期维持在70%左右，增加了阀体的磨损，频繁的阀门调节也缩短了设备的使用寿命，而且在管网压力较高时，系统的密封性较差，并出现泄漏问题。所以需要对给水泵、引风机和二次风机进行变频改造。
3.2变频调速改造方案
首先确定变频器类型，对于给水泵选用型号为HIVERT-Y06/570的高压变频器，而引风机所用变频器型号为HIVERT-Y06/500，二次风机所用变频器型号为HIVERT-Y06/204，数量分别为4台；手动旁路器型号为XGNP，采用手动旁路柜，工频侧传入原有启动方式，数量同样为4台。变频调速系统的一次回路主要包括高压母线、高压柜、高压变频器和手动旁路柜等（如图3.1所示），二次回路控制系统主要包括主控板、信号板、光纤版、接口板和监视器等（如图3.2所示）。
图3.1 一次回路结构图 图3.2二次回路结构图
对于一次回路，当变频器需要停机检修或出现故障时，可以将系统手动切换至旁路运行状态，确保系统能够正常运行。而且系统在变频运行状态时，隔离开关K1和K2处于闭合状态，而K3断开，通过断路器DL向高压变频器供电；而当系统进行工频定速运行状态时，隔离开关的状态则相反。对于二次回路，其主控制板与每个功率单元之间的数据传输方式为光纤传输，可以实现光电隔离；接口板的作用是对变频器的内部开关信号、现场状态信号和操作信号等多种信号进行逻辑处理；监视器则具备与上位机进行通信的功能。
4变频技术改造的优点
根据三相异步电动机的节能公式（如公式4.1）对改造后的风机和水泵进行节能计算，电机的实际功率为[1]：
（4.1）
5结语
在某电厂中对其给水泵、引风机和二次风机进行变频节能改造，并对其实际运行后的节能效果进行计算分析，改造后比改造前每年节省电费约867万元，具有显著的节能效果，而且电动机的启动更加平滑，设备工况良好，减小了线路损耗，降低了设备噪声，提高了电厂的自动化水平和工艺水平，取得了较好的改造效果，具有非常好的推广价值。
参考文献：
[1] 李巍.变频调速技术在风机、水泵节能改造中的应用[J].建材发展导向:下,2017,15（14）:87-88
[2] 相玲. 变频调速技术在风机、水泵节能改造中的应用[D]. 华北电力大学 2012.
[3] 刘阿军. 变频技术在风机、水泵节能改造中的应用[J]. 中小企业管理与科技（上旬刊）. 2010（09）.
论文作者:程文娟
论文发表刊物:《电力设备》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/16
标签：风机论文; 水泵论文; 节能论文; 电动机论文; 变频器论文; 技术论文; 变频调速论文; 《电力设备》2017年第28期论文;