摘要：风机是火电厂发电的重要设备，由于发电厂的风机大多数采用调节挡板、阀门开度的方式控制风量，在这种控制模式下，驱动电机的输出功率随着风量的变化而变化，从而损失大量的电力。风机的耗电量占整个发电厂的30%，从而影响到设备的使用时间。因此，加强风机变频改造节能技术，能提高风机运行效率，降低风机的运行能耗，从而降低发电厂的发电成本，此时风机变频技术的改造可作为新风机的销售方式。
关键词：火电厂；风机变频；改造；节能技术；应用
我国火电厂风机电能消耗比例较大，利用挡板等进行调节的运行模式导致很多能源浪费，缩短了设备使用寿命。这种高能消耗现象在我国频发，浪费较为严重。加强对风机变频改造节能技术的应用，能够提高运行效率，保证其安全性，节能效果显著。因此对风机变频改造节能技术在火电厂中的应用研究是非常必要的。作为风机厂家同时可以以此促进旧风机改造和新风机销售。
一、风机能耗
风机是火电厂非常重要的设备，耗电量超过厂用电的30%，现阶段，火电厂风机多采用调节挡板、阀门开度的调节方式控制风量，这种调节方式下，驱动电机的输出功率不随着风量变化而变化，造成了大量的能耗损失，在火电厂风机中引入变频技术，是降低火电厂风机能耗的有效措施。风机节能改造首先要了解风机能耗的实际情况。
1.1风机设计容量
为了保证动力源的安全性，火电厂风机设计容量往往都有着较大的富余，尤其是引风机和配套电机容量都很大，导致机组在低负荷运行状态下，风机运行点远离风机性能曲线高效率点，风机运行效率偏低。
1.2风机启动
直接启动风机电机，启动瞬间电流会上升到额定电流的6－7倍，启动过程中出现的机械冲击以及电流冲击都会影响电机设备，导致电机设备使用寿命下降，诱发故障，降低风机运行效率。
1.3运行调节
锅炉负荷如果发生变化，则锅炉给煤、水、风量均需要进行调整，传统的风机进风量调整一般通过风门挡板的开度实现，通过调整静叶角度改变风量。
这样的运行调节方式存在着调节精准度不高，反应相对缓慢，风机运行调节跟不上机组负荷变化的问题，而且缩小风门开度，会增加风门的阻力损失，导致风机整体运行效率下降，但是输入功率却没有随之降低，增加了能耗。
1.4喘振
一些风机有着相对平稳的性能下降曲线，但是上升阶段并不稳定，在一些工作区间会发生喘振，流量出现了大幅度的周期性变化，产生较大的振动与噪声，留下了很大的安全隐患，同时也增加了风机能耗。
二、风机在运行的过程中存在的问题
现阶段，我国的各个火电厂所采用的风机都是传统的风机型号，这种的风机在具体的运行过程中，调节方式较为死板单一，不会对风机速度进行有效的调节，这样就会使得风机的风速无法进行控制。因此，就会导致风机在运行的时候，受到各种因素的影响下，出现严重的运行问题，而主要的问题包括如下几点：首先，设备在长期的应用过程中，运行效率会逐渐的下降。
其次，很多的火电厂应用的风机在运行的过程中，所承载的负荷相对较低，这样的风机设备在容量的利用率上并不高，造成了能源和资源的浪费。
再次，部分风机只能够利用挡板开度来对风量进行调节，而挡板本身对于能源的消耗较大，从而造成了严重的能源损耗。
然后，风机设备在受到各种因素的影响下，就会使得设备被磨损严重，从而导致其维修的次数增多，这样就会使得维修成本费用相应的增加。
最后，风机很容易在起动的时候，出现冲击较大的情况，这样就会使得电动机的应用时间大大的缩短。同时，这种传统风机本身的自动化水平相对较低，大工操作较为频繁，很容易因为大工操作的失误而使得风机受损。
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三、变频节能改造技术原理
火电厂生产系统中一般选择的是鼠笼型感应电动机驱动的风机，运行时由恒频高压拖动，电机保持定速旋转状态，利用挡板调节方式来调节风机风量。其中，挡板为一个圆板状盖子，与风道轴方向成垂直安装，通过开度的调节来改变风量大小。入口挡板控制范围要大于出口挡板控制范围，如果降低入口挡板控制范围，则轴功率会与风量成比例降低。虽然此种调节方式，可以满足实际生产风机运行调速要求，但是从经济角度来看，会造成大量电能损耗，生产成本提高。利用变频技术进行改造，即在保证调速功能正常的前提下，降低生产运行损耗，且可以降低对设备的磨损。
四、引风机变频节能设计改造技术要点
4.1变频器
第一，很多情况下为降低变频器出线侧输出电压高次谐波，在进行改造时选择在变频器输出端并联的电力电容器，但是实际上很容易造成输出端被电流冲击，而影响运行可靠性。针对此可以选择串联电抗器，即在变频器输出端串联一个电感，同样可以达到降低谐波的效果。第二，尽量不要在变频器输出端设置电磁开关来控制电机启停，一般除了设置一台具有多台电机拖动系统的变频器外，应由变频器来控制电机运行，或者根据需要利用键盘面板进行操作。第三，选择应用额定电压进行设计，如果选择其余电压，需要利用变压器将电压上升或降低到额定电压值。
4.2负荷匹配
为保证风机可以在不同负荷条件下获得最佳节能效果，在进行变频调速设计时，就需要合理选择设备型号，保证其容量与实际负荷相匹配。包括风机与所配电机的匹配，一般应将裕量控制在10%以内。
4.3抗电磁干扰
电磁干扰会影响电机运行效率，为达到良好的变频调速设计效果，还要重视抗电磁干扰处理，例如选择硬件与软件相结合的抗干扰方法，以及根据实际生产需求选择屏蔽、隔离、滤波、接地等技术。
五、实例分析
某电厂锅炉引风机变频改造节能效果对比试验。通过相关试验结果可看出：机组在300MW、250MW、150MW负荷运行，锅炉燃烧稳定且试验煤质相近条件下，引风机变频调节方式运行，机组不同负荷时风机运行效率在80%左右，单位功耗随机组负荷降低而降低；机组50%额定负荷运行时引风机运行效率仅为21.6%，风机单位功耗随机组负荷降低而升高。引风机电机的供电装置经变频改造后，风机运行效率提高到80%左右；而未改造前风机运行效率最高仅为65%，机组调峰低负荷运行时风机运行效率不足40%。电功率消耗方面，在机组低负荷运行时，风机为低速档工频工况运行，所消耗的电功是变频调节方式的2倍，而机组在75%额定负荷运行，引风机则为高速档运行，消耗电功是变频调节方式的2倍多；机组额定负荷运行，引风机变频调节方式运行比工频调节方式运行节电10%左右。综上所述，改造后节省的电能费用后期将远多于更换新风机和变频改造的费用，此措施可作为助电厂节能和促进新风机销售的一种双赢方式。
结语
为提高电厂生产综合效益，降低运行电力损耗，需要在现有基础上，积极应用各项新型技术，对生产系统进行优化，在保证运行稳定性与可靠性的前提下，控制损耗量。电厂中的风机耗电量占据了很大的比例，作为风机厂家，通过与用户多交流，推广风机变频改造节能技术的应用，可以为电厂节省电能，获得良好的运行效果，同时促进旧风机改造，新风机销售，在电力行业的节能发展中具有很好的应用前景。其中对引风机进行变频调速节能设计，现在已经被广泛的应用到电厂建设中，需要明确变频调速原理，确定设计技术要点，保证设计效果满足实际生产需求，提高电厂生产经济效益，作为风机厂家也获取了新的销售方式。
参考文献：
[1]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.
[2]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.
[3]汤伟.风机变频改造节能技术在火电厂的应用研究[J].低碳世界，2014.
作者介绍：
陈学思（1991.7.16），性别：男；籍贯：重庆；民族：汉；学历：本科、学士；职称：助理工程师；职务：项目经理；研究方向：市场营销；
论文作者:陈学思
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/5/6
标签：风机论文; 火电厂论文; 挡板论文; 负荷论文; 风量论文; 方式论文; 电机论文; 《电力设备》2018年第31期论文;