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摘 要：在火力发电厂中，锅炉的运行将带来大量的能量损耗。而在锅炉机组中，能量消耗较大的则是各类风机及泵。所以，想要实现电厂的节能降耗生产，还要对锅炉运行进行节能调节。基于这种认识，本文对电厂锅炉的运行问题展开了分析，然后对变频调速技术站电厂锅炉运行中的应用问题展开了研究，从而为关注电厂节能生产话题的人们提供参考。
关键词：变频调速技术；电厂；锅炉运行；节能
引言：在电厂发电的过程中，锅炉机组的风机基本处在连续运行状态。所以在锅炉运行的过程中，会因为风机的变负荷调节运行产生大量的能量损耗，从而使电厂的经济效益受到影响。而使用变频调速技术实现锅炉运行的节能改造，则能够使风机保持良好的运行状态。因此，有必要对变频调速技术在电厂锅炉运行中的应用问题展开研究，从而更好的促进电力事业的发展。
1电厂锅炉运行问题分析
在电厂发电的过程中，锅炉机组需要采取辅机手动操作。具体来讲，就是由定速电动机带动锅炉一次风机和送风机运行，然后利用人工调节挡板进行锅炉风量的调节。而采取该种该种运行操作方式，将导致锅炉机组在运行过程中存在着较多的问题。首先，在启动锅炉的风机电机时，设备的启动电流通常为额定电流的6-8倍。所以在启动机械转矩的影响下，电动机的使用寿命将遭到缩短。同时，利用人工进行挡板的调节，将导致风机的执行机构无法较好的进行设备调节适应，从而导致其产生较多的故障。与此同时，在挡板的调节作用下，锅炉风道的压流也会产生较多损失[1]。再者，在锅炉运行的过程中，挡板的操作将具有一定的难度。而操作人员的动作迟缓，也会导致风机的出力产生大幅度波动，继而使风机的调节品质受到影响。此外，如果风机的风速过大，也会导致挡板出现严重的损耗。
2变频调速技术在电厂锅炉运行中的应用
在电厂锅炉运行中进行变频调速技术的应用，能够通过调节阀门和风门开度实现风机的风速和风量的控制，所以能够使电能的消耗和锅炉辅机缺陷得到克服。为了对变频调速技术在电厂锅炉运行中的应用展开研究，则可以某电厂300MW锅炉机组为例，对变频调速技术的应用展开探讨。
2.1技术的应用方案
根据锅炉机组的运行情况，可以通过将变频控制电柜安装在送风机和一次风机上实现对风机风量的变频调节。在具体应用变频器时，还要采取一拖一配置的技术应用方案。具体来讲，就是为每台电动机配置一套变频装置，从而较好的进行锅炉一次风机和送风机的分别控制[2]。而选用的变频装置为高压变频调速装置，需要输入6kV高压电，能够对冷却风机电源和电源与远传控制系统的接口进行控制。使用该装置，能够实现与DCS系统的实时通信，并且利用DCS系统对变频装置的运行状态进行监视。值得注意的是，在进行高压变频器的选择时，需要选用采取直接“高-低-高”变换形式的变频器，并且进行多电平拓扑结构的串联。而利用多组功率模块组成变频器的主体结构，则能够通过各组低压叠加进行高压的输出。
就目前来看，大多数火力发电厂都使用了低压变频器。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因为，使用高压变频器需要解决高耐压和大容量的问题。考虑到这些问题，可以选用美国罗宾康公司生产的无谐波变频器。该变频器使用了多重化技术，能够利用多绕组隔离变压器为各功率单元供电。在控制和通信方面，可以使用高速微处理机和光导纤维。在绕制变频器时，还要使二次线圈相互之间形成12度的相位差，从而实现输入的多元化。而通过实现输入多元化，则能够使变频器对电网的污染得到减少，并且更好的进行谐波的消除。
在锅炉送风机上安装变频电控柜时，需要分别完成送风机和吸风机的变频柜安装。从结构上来看，吸风机变频柜由微负压变送器、电动机和电网组成，是一个微负压闭环控制系统，能够实现吸风机风量的自动调节，并且使炉膛微负压保持稳定。所以，采取该变频调速装置，能够使炉膛中的煤充分燃烧，并且避免炉膛吸入过多冷空气。而送风机变频电控柜由电动机、电网和含氧量变送器构成，是一个含氧量闭环控制系统。利用该装置，能够完成送风机风量的自动调节，并且使炉膛保持一个稳定的烟气含氧量，继而使炉膛中的煤炭得到充分燃烧[3]。此外，采取该装置也能够避免炉膛送进过多的冷空气，因此能够使炉膛的热效率得到提升。
2.2技术的应用原理
从技术的应用原理上来看，可以利用公式n=60f(1-S)/p进行变频调速原理的分析。式中，n为可改变转速，f为电源频率，S为电动机转差率，p为电动机极对数。在电动机极对数和电动机转差率都确定的情况下，电源频率与电动机转速成正比关系。此时，通过改变电源频率，则能够使电机转速得到改变。而分析锅炉风机的负载可以发现，其负载包含排风机和送风机。使用变频调速方法进行风机驱动电机的控制，则能够使风机的流量得到控制，并且能够避免因人工调节带来的机械磨损和电能消耗，继而使设备的使用寿命得到延长[4]。从根本上来讲，风机的流量将与电动机的转速成正比关系，所以调节电动机转读能够进行风机流量的调节。而电动机能耗与转速三次方成正比关系，所以随着电动机转速的减小，电动机能耗将迅速下降。因此，使用变频调速技术，将能够取得较好的节能效果。
2.3技术的应用效果
通过实际测量后发现，在吸风机上应用变频调速技术后，在锅炉炉膛的吸风量减少15%时，锅炉内的微负压值将从100Pa降低到-20Pa，烟道温度则会从220℃降低到150℃。而在送风机上应用变频调速技术后，当风机电动机转速降低到50%时，风机的运行电流从105*2A降低到了66*2A，并且风机的噪声将得以消除。从整体上来看，使用变频调速技术后，电厂输出的稳态电压和电流比较接近正弦波，电压谐波失真为5.38%，电流谐波失真为0.8%。相较于普通的变频器，使用高压变频器的谐波失真明显较小，所以电动机基本不会出现噪声和谐波发热等问题。而在满负荷运行状态下，锅炉机组的送风机和吸风机都能保持良好的运行状态。此外，从节能效果上来看，在安装变频器后，每台锅炉机组每年将能够节省3146080kW*h电量，因此能够为企业带来更多的经济效益。
结论：总之，在电厂锅炉运行中应用变频调速技术，能够使风机的风量得到较好的控制，并且能够使风机的运行工况得到良好调节。所以，变频调速技术的使用，能够延长锅炉机组的使用寿命，并且降低电厂的电能损耗。因此，相信随着变频调速技术的发展，该技术将能在电厂锅炉改造中得到广泛的应用。
参考文献
[1]安宁.神经网络PID控制变频调速技术在电厂锅炉引风机上的应用[J].内江科技,2010,05:74-75.
[2]高庆坤,印胜伟.永磁调速技术在电厂锅炉吸风机中的应用[J].中国设备工程,2014,06:38-39.
[3]廖土德.转子变频调速技术在大型CFB锅炉中的应用[J].广西电力,2013,03:52-53+57.
[4]孙守江.变频调速控制技术在电厂热工控制中的应用[J].电子世界,2015,16:138-140.
作者简介：毛高军（1973—），男，籍贯：湖北黄石，学历：大学本科，职称：工程师，大学毕业一直从事火力发电厂锅炉运行、维护管理工作。
论文作者:毛高军
论文发表刊物:《电力技术》2016年第5期
论文发表时间:2016/10/15
标签：锅炉论文; 风机论文; 电厂论文; 电动机论文; 变频调速论文; 技术论文; 变频器论文; 《电力技术》2016年第5期论文;