（西北电力试验研究院 陕西西安 710032）
摘要：21世纪，随着社会经济体制的不断改革，我国各个地区、各个部门认真贯彻落实科学发展观，把节能减排作为调整经济结构、转变发展方式的重要渠道，不断加大投资力度，强化对工作人员的责任考核，完善政策机制，使节能减排工作取得重要发展。变频器作为一种节能设备，利用电力半导体器件的通断作用等实现工频电源与其他电源之间的转换，进而达到节能目的。变频器的节能主要体现在风机、水泵等机械的应用上，根据使用频率的不同来进行不同频率之间的切换。不同的频率运行过程中对炉内工矿的影响有所差异，这篇文章将结合相关的期刊文献和作者的工作经验对此方面的问题展开探讨，希望能为节能减排目标的进一步实现奠定基础。
关键词：一次风机；变频运行；工频运行；炉内工况
众所周知，风机是火力发电厂重要的辅助设备之一，离开风机火力发电厂的工作寸步难行。锅炉的四大风机（引风机、一次风机、二次风机和烟气再循环风机）的总耗电量有时比较大，因此，提高风机的运行效率对降低公司工厂的用电率具有重要的作用，以变频调速节能技术为改造试点达到节能效果是目前的主要手段。变频运行与工频运行的频率、相位点等各不相同，在实现两者之间的切换时必须要按照相关规定选择正确合理的相位和频率，将功耗降到最小。本文主要对涉及到的一些概念进行简单介绍，并简述了变频运行与工频运行之间切换的方法以及其对炉内工矿的影响。
一、概念简述
（一）一次风机
一次风机是火力厂内能够提供一定的压力、一定流量的一次风、将煤粉充分干燥并送入喷燃器的一种重要的辅助机器，在该过程中能够起到显著的节能效果，提供足够的热量以供煤粉挥发等使用。一次风机主要由电动机、叶轮、机壳、进气箱、集流器、基座以及调节控制系统等部件组成。一次风机虽然容量较大，但是消耗电能较多。在工作过程中，由于其长期处于低负荷以及变负荷的状态，现在许多一次风机均采用变频调速和节流调节方式，该方式具有较大的节能效果，是目前火力发电厂等较为重要、理想的节能途径。
（二）一次风机变频运行
变频运行的频率范围一般是0--50Hz，相应的风机转速是0--1480转每秒。在工作过程中，变频运行的频率在不断发生变化，同时改变其中电机输出的功率，以此来达到一定的节能效果。另外，变频运行会根据电机工作的温度等自行调整转速，以便达到降低功耗的效果。
（三）一次风机工频运行
所谓的“工频”通常指频率为50赫兹或者60赫兹的交流电，在工厂的实际应用过程中，为了满足风机等不同机械设备在不同运转速度等方面的需求，通常需要对工频和变频进行适度调整。
二、一次风机中变频运行与工频运行的切换技术
变频运行和工频运行均有其自己的运行频率，变频运行与工频运行之间进行切换时，不仅要使其频率相同，同时还要求有相同的相位，这样才能确保二者之间的安全转换，避免电流负荷过大而引起的跳闸等现象。变频器与多台电动机组协调运行时，在控制方式上有多种方式，最常见的有变频调速传动系统、变频恒压泵控系统以及风机类控制系统等。下面将从一次风机出发对变频器在运行过程中变工频之间切换的方法以及存在的问题探讨。
（一）当有惯性负载电流对变频器的冲击时变工频之间的切换
当电动机附带有惯性负载时，要想实行变频运行和工频运行之间的切换，首先必须控制好电动机的转动速度，其转速不能下降太多。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，在切换过程中要掌握好时间，不能过短，并尽量缩短切换时间。在此过程中，由于电磁波过渡较慢，还要适当留意部分线路电动势与电源电压叠加的问题。
（二）当拖带大惯性负载时变工频之间的切换
拖带大惯性负载是风机运行工作中常见的另一种现象，在此过程中，转速下降相对较缓慢，导致电磁反应过渡时间非常短。因此，将变频运行转换为工频运行，即从断开变频电源到接通工频电源之间的延迟时间需调整到大于1s，这样可以有效避免冲击电流的产生，并避开电磁的过渡过程。
（三）拖带小惯性负载时变工频之间的切换
有些一次风机中安装的电动机，其自由制动的过程与电磁反应的过渡时间相差较小，为了确保工频电源接通的瞬间，其电压与相应的电动势具有相同或者接近的相位状态，在将变频运行切换为工频运行时必须进行相关的相位搜索，选择合适的相位，以免冲击电流的产生。
除此之外，在任何一项切换中差频同相的实施尤其重要。在变频器输出频率与电源等频率进行切换时，要利用两者之间的同相点做相对移动，“捕捉”两者之间的同相点，以此来实现变频器与惯性负载的切换。
三、一次风机变频运行切换为工频运行的方法对炉内工矿的影响以及相关的改进措施探讨
近几年国内发电机组均采用大型锅炉，发热量大，耗煤量大，一次风机将煤粉充分干燥并送入炉膛内的重要辅助机器，其变频运行与工频运行之间的转换对炉内工矿具有很大的影响。
（一）变频运行切换为工频运行对炉内燃烧情况的影响
在一次风机进行变频运行与工频运行之间的切换过程中，大量的一次风会进入炉膛内，并携带大量的煤粉，这些煤粉为燃烧提供了充分的条件，导致炉内的燃烧非常剧烈，造成锅炉内负荷波动程度加大，对炉内工矿造成严重影响。与此同时，大量一次风的进入还可能造成超温现象，使炉内温度急剧增加，对炉内零件造成损坏。
除此之外，许多制盐厂或者其他工厂，经常采用风机与干燥床等的有效搭配来完成对湿盐的干燥，采用传统或者错误的变工频运行转换方式可能会在很大程度上影响干燥效果，或者防腐效果较差，导致风机送风和引风风量无法得到有效控制，久而久之对炉内的机械设备和工作状况造成很大的影响。
（二）关于一次风机变频运行状态发生故障后切换为工频运行的注意事项
采用变频运行与工频运行之间的合理转换，对风机的风门等进行合理改造，并调节风机电机的转速，可以实现引风量的调节。这样不仅能够满足生产生活的需要，起到节能的效果，同时能够提高产率，减少了因过大的送、引风造成的产品损失，更能够保护环境，实现绿色生产。更重要的是，当发生一次风机变频器故障后，应立即关小风机入口导叶开度满足故障前一次风压即可，同时要根据壁温情况适当增加给水量，防止超温现象发生。
而掌握关于一次风机变频运行状态发生故障后切换为工频运行时，一次风机入口导叶自动状态下的调整方法也非常重要。冷态启动时要找出变频运行频率对应的工频运行时入口导叶开度，即使故障切换时一次风机对炉内燃烧的扰动达到最小，减小对炉内工矿的影响。
除此之外，变频运行与工频运行之间的正确转换对炉内设备也能起到很好的保护效果。相关企业必须加大对变工频运行之间转换的调节机制，使其能够按照正确的频率、相位进行转换，使炉内有适宜的温度、湿度，最大程度地降低转换过程中对炉内设备的影响。
小结
综上所述，随着众多电厂、网络的分离，竞价上网日趋激烈，如何有效地降低发电所用的成本，提高电力公司之间竞价上网的竞争力，加强企业内部的管理，从而实现节能目标是目前所有电力企业面临的首要问题。采用高压变频器对高能耗设备进行技术改造，对变频运行和工频运行之间的切换方法进行探讨是解决该类问题的主要措施。相关管理部门必须加大管理和改革力度，在二者切换的过程中要充分考虑其本来原理，并结合节能减排的理念设置合理的切换方式，减小其对炉内工矿的负面影响，充分发挥其积极作用，为我国电力事业的发展增砖添瓦！
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论文作者:荣亚强,张晓东
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/25
标签：风机论文; 节能论文; 变频器论文; 频率论文; 相位论文; 工矿论文; 过程中论文; 《电力设备》2017年第25期论文;