摘要：对风机变频进行节能技术改造是我国火电厂发展中必须要探索的一步，这是因为风机在火电厂运行中，会消耗较大的能耗，加上其调节模式是利用挡板进行调节，这样一来在运行过程中会浪费很多的资源，对设备自身的使用寿命也有一定影响。我国近年来提倡绿色节能发展，加强对风机变频改造，利用节能技术来提高设备的运行效率，能够将更多的资源投入运行中，创造更多的经济效益，更是火电厂寻求发展的关键，在这里对火电厂中应用的风机变频改造节能技术进行简单分析。
关键词：风机；变频改造；节能技术；火电厂
1.风机能耗
火电厂运行中，风机作为主要的运行设备之一，其耗电量却高达全厂用电的30%，加上火电厂风机在投入运行的过程中，为了控制风量通常都是采用调节挡板以及阀门开度等调节方式，但这种调节方式会因为风量的变化让电机的输出功率不断变化，能耗情况严重，还会缩短设备的使用寿命。在火电厂风机中，引进变频技术，可以有效降低风机能耗，在保证工作效率的基础上，提升风机的使用寿命，促进火电厂的节能发展。
1.1风机设计容量
风机在设计的过程中为了能够确保动力源的安全，通常会设计很大的容量， 引风机与配套电机容量大的情况下会导致风机运行效率偏低，机组在低负荷运行过程中，风机的运行点与风机性能的曲线高效率点距离较远。
1.2风机启动
风机的电机在启动的一瞬间，其电流会飙升，高到额定电流的6、7倍，在启动过程中，无论是电流带来的冲击还是机械冲击，都会对电机设备有影响，造成故障频发、使用寿命降低，拖慢了整个风机的运行效率。
1.3运行调节
锅炉在运行过程中如果负荷发生了变化，则需要对锅炉的给水、煤以及风量等做相应的调整，传统的风机都是通过挡板的开度来调整进风量，再通过调整静叶角度改变风量。这种调节方式由于调整精度不高，反应也比较缓慢，经常会导致运行调节跟不上机组的负荷变化，加上缩小风门开度的同时造成了风门阻力损失，让整个的风机降低运行效率，但输入功率没有跟着一起降低，造成巨大的能耗损失。
1.4喘振
火电厂中的一些风机在下降阶段时其性能可以保持平稳曲线，但在上升阶段性能却极为不稳定，因此在一些工作区间容易发生喘振现象。流量出现大幅度周期变化时会产生振动与噪声，不仅加大了风机能耗，还给运行安全带来了极大的隐患。
2.风机变频改造技术方法
风机变频设备通过调整电压和频率，再配合磁通等参数进行科学合理的控制，使其能够相互配合。分类两种类型，一是非自动控制方法（譬如矢量控制、U/F控制以及转差频率控制等），二是智能控制方法（也就是经常提到的神经网络控制、模糊控制以及专家控制等）。
2.1恒压频率控制
在风机变频改造技术中，最为基础的方法便是恒压频率控制法（U/F)，要想在额定功率的控制下来强行改变电压的恒定频率，会加大气隙磁通的情况，严重时会对电机造成烧毁。所以对电源的频率进行把控，使其能够保证U/F始终能够维持在标准范围，确保恒流量控制。
2.2转差频率控制
转差频率控制属于一种交流电机的直流电动设备应用的矢量控制方法。一般都是将垂直产品里的初级电流和磁场分开，对磁场分量和转矩分量进行构建工作，再对其进行控制。
2.3 VC 控制（矢量）
VC 控制（矢量）法则是通过三相坐标把异步电动设备的定子交流I（、、）在坐标上做好标注，随后再用三相坐标里一、二相的转换变成二相坐标体系中的交流 I，进而实现矢量控制的目的。
3.火电厂中的风机变频改造节能技术
3.1设备
针对定速电机驱动设备，在进行速度的调整过程中要避免只有一个变速器工作的情况。还要确保其设备在启动到提速，再到降速和停运的整个流程都能够一气呵成，与此同时耦合器传动设备还要具备较强的承载能力。
3.2方法
利用电子技术来进行频率调整，其方法如下：
①保证高效率。通过逆变设备的快速转换，来保障三相异步电动设备的极速工作，实现节能目的。
②在利用负荷承载量实现频率以及转速的调整过程中，通过对风门或阀门进行相应调整，来实现电能节约。
③可以利用逆变器的抗冲击能力来对设备进行维护，还可以充分利用异步电动机，实现节约开支的目的。
3.3不同负荷情况下风机变频改造试验
可以根据风机在不同负荷的情况下做变频改造试验，在对比中发现不同情况下的节能效果。
我们通过某热电公司的一次风机运行状况进行研究，使其在不同的负荷状态下去运转，密切观察其风机工频和变频的节能效果，然后再对设备进行技术改造与试验，观察改造后的节能水平。
①试验条件。为确保试验的准确性，在试验过程中锅炉不进行排污、吹灰等步骤，将锅炉的相关参数控制在标准值附近，偏差不能太大。
②试验方法。以有关规定为基础，根据实际生产的情况，设定好几个负荷点，在风机的工频以及变频工况下各个负荷点的节能情况进行依次统计。
在获取到试验数据后，可以按照网格法来统计不同负荷下风机电流等相关数值，能够直观了解风机工作能耗在不同条件下的比较情况。针对变频的切换做出两种方案：①在工频工况下，通过控制入口风门的挡板开度来调整风机至正常运行；②在变频工况下，把风机入口的风门挡板开至100%，然后通过高压变频装置来控制风机正常工作。
③试验结果。将风机分别置于80 MW、90 MW、100 MW、110 MW、120MW的负荷点下进行工作，此时每秒风机稳定运行和锅炉稳定燃烧的能耗是与负荷成正相关的，对风机工频进行调整，能耗随着负荷的增加而升高。在工频工况下，通过控制风门开度来调整风机运行，发现风机的工作效率比较低。在变频工况调整下，可以发现变频器的电流与速度均在正常范围，再通过观察同一负荷点的风机电流，发现电流下降明显，具有明显的节能效果。图1为在不同的负荷点下，风机工频与变频工况的数据比较。
图1
在风机进行变频改造之前，所消耗的功率有很大部门都会被入口的挡板消耗掉，此电厂对2号锅炉风机进行了变频改造，其设备的工作效率得到了明显的提高，改造后全厂的用电率开始下降，减少了资源浪费的情况，大大降低了运行中所需的电能，可以将变频改造技术广泛应用到火电厂中，提高运行效益。
结语：
通过对风机变频改造技术进行研究，能够发现在对运行中的风机做好变频调速，能够极大的节约电能，在保证运行效率的同时降低了能耗，这样一来便能够为企业节省更多的投入成本，创造更多的经济效益。当然在应用变频改造技术时，还要注意到风机运行的实际情况，遵循节能降耗的基本原则，做到针对性改造，以此来不断提高风机设备的运行效率。
参考文献
[1]杨清，李连阁.风机变频改造节能技术在火电厂的应用研究[J].科技风，2016.
[2]于洋.风机变频改造节能技术在火电厂的应用[J].机械管理开发，2016.
[3]陈建军.简析高压变频调速技术在火电厂风机和泵类实践中的节能研究[J].科技创新与应用，2014（30）：1173-1176.
论文作者:邱凌
论文发表刊物:《电力设备》2019年第12期
论文发表时间:2019/10/24
标签：风机论文; 火电厂论文; 负荷论文; 设备论文; 风门论文; 频率论文; 挡板论文; 《电力设备》2019年第12期论文;