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摘要：在火电厂节能减排中，水泵调节方式的选择与节能的效果有着非常密切的联系，在之前选择的调节方式大多都是通过改变装置管网的曲线进行调节，这种方式的优点就是简单易操作，但还是会造成大能量的损失。水泵的输人轴功率与转速的立方成正比，因此，若能通过水泵调速来进行改变水泵的的输入轴功率，那就能达到节能减排的效果。
关键词：水泵调速；火电厂；节能减排；应用
1调节流量的方法和比较
1.1调节流量的方法
1.1.1阀门控制
调节流量的方法最常见的就是通过阀门控制，其实行过程是通过阀门进行开大关小调节流量，但是在调节的过程中额定转速是保持不变的。其本质意义就是通过改变水路中的阻力大小来对流量进行强行的改变，但是，水泵自身的供水能力不变。在这过程中，管阻特性将随阀门开度的改变而改变，但扬程特性依然是不变的。如图1，假设用户所需流量QE为额定流量的60%（QE=60%QN），当通过关小阀门来实现时，管阻特性将由曲线（2）改变为曲线（3），而扬程特性则仍为曲线（1），所以，供水系统的工作点由N点移至E点，此时流量减小为QE扬程增加为HE。
1.1.2转速控制
调节流量的方法还有就是通过转速控制，其调节流量的主要方法就是通过改变水泵的转速来进行调节，在这过程中其最大开度是保持不变的，所以也有人称之为恒压控制法。转速控制其本质就是通过改变水泵的供水能力从而达到对流量的需求，在这过程中，水系的转速改变的话，扬程特性也会和它一起改变，但是管阻特性还是不变。还是如图1，假设以用户所需流量为QE，当通过降低转速使得QE=60%，扬程特性将由曲线（1）改变为曲线（4），但是，管阻特性依然是曲线（2），所以，工作点移至C点。这时流量减QE，扬程减小为HC。
1.2调节流量方法的比较
通过对比阀门控制与转速控制方法我们能得出，在所需流量小于额定流量下，阀门控制的扬程比转速控制的扬程大的多，在图1中的阴影部分就是两者之间的差距△P，这也就说明转速控制这种节流方法相比阀门控制更加的节约供水功率。
2水泵调速在火电厂节能减排应用中需要注意的问题
2.1水泵调节方法的分类
现如今，就水泵驱动电机的使用大多数都是采用交流异步电动机驱动，其转速的公式是：n=n1（1-S）=60F/P（1-（n1-n）/n1），在公式中，n代表的是异步电动机转速，n1代表的是同步转速，S代表的是差转率，F代表的是定子供电电源的频率（HZ），P代表的是定子绕组极对数。
（1）变极数调速型。变极数调速型是指在电源、电压、频率不改变的情况下，根据异步电动机转速和极对数成反比的关系，用改变极数的办法达到两级甚至多级转速的方式。其实际操作的的过程是通过改变定子之间的接法，使其中一个“半相绕组”中的电流反向，极对数就成倍改变，但要注意，极数成倍变化时必须同时改变出线端的相序。（2）变频调速型。变频调速是一种无附加转差损耗的高效调速的方式，它是通过改变电动机定子供电频率进而改变旋转磁场同步转速进行调速。（3）变转差率调速型。变转差率调速型还可以将其分为以下三种调速方式，分别为转子串电阻调速、转子串附加电势调速、改变电源电压调速，但是，这三种调速方式的效率都较低，再加上转子串电阻调速、转子串附加电势调速这两种方式只能用于转子型式为绕线式的异步电动机，所以应用范围就比较小。
2.2水泵调节方法的比较和选择
（1）变极调速的优缺点。变极调速的优点就是成本较低、系统效率高、不需要附加设备、电网附加损耗低、工作安全可靠，但是变极调速也存在着一定的缺点，比如电机改变极数调速范围窄、不能获得平滑调速、改变转速时需要停车进行、有固定的速度等。（2）变频调速的优缺点。变频调速的优点有调速范围广、调速平滑、节电率高、能降低设备的损耗。缺点是投资较高、需要附设变压器、高压逆变器的故障较多、维护困难等。（3）水泵调节的选择。在火力发电厂选择水泵调速的过程中，如果对调速范围要求较小的、不需要频繁调速的可以采用变极调速，例如循环水泵；但是，如果对调速范围要求较大的、需要频繁调速的则可以采用变频调速，例如结水泵。
2.3给水泵变频改造
一是对液力偶合器油系统进行改造。将液力偶合器改造成多功能液力偶合器，在保留液力偶合器调速功能的基础上，增加液力偶合器的增速齿轮箱输出功能。通过这一改造液力偶合器具备了两种功能：一是工频运行时的液力偶合器的调速功能；二是变频运行时（将勺管固定在100%位置）的增速齿轮箱输出功能。两种功能可以通过勺管进行切换。有了这两种功能，配套相应的变频器等电气设备，就可以通过切换实现给水泵变频运行。
二是电气回路改造。在对液力偶合器进行改造的基础上，通过增加一台与给水泵电动机配套的高压变频器和断路器开关实现两台电动给水泵的变频调速（一拖二方式）。电动给水泵实现变频一拖二的办法是：选配一台变频器，从两台电动给水泵断路器负荷侧与变频器电源侧配置两个断路器，变频器输出侧配置两个断路器，分别与两台给水泵电动机输入端工频并接，实现通过切换（偶合器调速方式也随之相应切换）的变频一拖二运行方式。采用这种接线方式既便于给水泵的定期切换运行，又便于互相备用。正常运行方式为变频调速泵运行，液力偶合器调速泵备用，两台泵可定期自动切换变频调速运行。
三是控制系统改造。将变频器的接口与原来的DCS连接起来，把相关的控制端子引入到控制室，满足远方操作控制的要求。同时增加新增液偶油泵控制回路。
3变频调速水泵的前景展望
水泵在工农业建设和民用设施中应用十分广泛，而且水泵的工作环境一般负载较大且变化不规律，且工作时间长，因此耗能巨大。目前世界能源状况日趋紧张，可持续发展的理念深入人心，如何降低机械设备能耗已经引起了科技工作者的广泛重视，相较于传统水泵，变频调速水泵的节能降耗作用十分明显，因此在工业建设和民用建设过程中势必将发挥更大的作用。在国家以节能降耗为主要目的的新能源战略下，变频调速水泵因其能耗小、易于操作、能够对管线内流体的流量、流速进行实时动态控制等特点，在以后必将会得到越来越广泛的应用。科技工作者应当提高创新能力，在现有的变频技术上进行进一步探索，进一步降低水泵能耗、优化水泵性能，提高控制系统稳定性，简化操作程序，提高控制性能。
4结论
综上所述，在火力发电厂中应用水泵调速能够达到有效的节能减排的效果，因此，在火电厂中，我们可以对闭式水泵、循环水泵等进行驱动电机调速的改造，同时也可以对有调节需求的风机类进行调速改造，例如引风机等。然后在改造的过程中，根据实际情况进行调速改造，这样就能有效的降低用电率、减少污染的排放，最大限度的达到节能减排的效果。
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论文作者:龙建林
论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/16
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