摘要：现阶段，我国的火力发电厂的能源耗损情况严重，因此，我们要在发电厂中安装高压的变频设备，减少能源消耗，实现节能。主要对我国目前火电厂能源消耗的现象进行分析，同时，阐述了高压变频器的运行原理以及高压变频器在火力发电厂中的应用效果。
关键词：高压变频器；火力发电厂；节能；应用
随着资源的日益消耗，国家开始倡导节能减排。在发展中重视能源的保护，不以消耗能源为代价的促进经济发展，走能源可持续发展的道路。而我国的能源消耗中，火力发电厂中能源消耗最多，因此，要在火力发电厂积极响应国家的节能政策。在火力发电厂中节能可以采用提高发电技术，实施现代化管理，安装节能设备等措施，而高压变频器的节能效果好，节能作用明显，因此，在火力发电厂中开始广泛使用高压变频器。
1 变频技术的特点及发展情况
在我国火力发电厂中，各类泵和风机的用电量占火力发电厂自用电量的85%左右，例如引风机、送风机、一次风机、循环水泵、凝结水泵等等。目前流量的传统调节方式多为挡板门或者节流阀调节，由于这种调节方式仅仅是改变了通道的通流能力，电动机的输出功率并没有多大的改变，结果是白白浪费掉大量的电能。如可根据所需的流量调节转速，就可获得很好的节电效果。
目前我国大型异步电动机应用变频调速已经广泛使用，而且随着电力电子器件的发展，高压变频装置的型式多种多样。通过长期的运行实践表明：应用高压大功率变频调速系统的经济效益良好、其可靠性也可以得到保证。变频调速以其优异的调速、启动和制动性能、高效率、高功率因素和节电效果、广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为是最有发展前途的调速方式。
2 国内火力发电厂能源消耗的分析
据国家《电动机调速技术产业化途径与对策的研究》报告披露，中国发电总量的66%消耗在电动机上。具体到火力发电厂主要损耗是：送风机、引风机、排粉风机、脱硫系统增压风机、锅炉给水泵、循环水泵、凝结水泵。但是这些主要耗电设备在我国火力发电厂中普遍存在着“大马拉小车”的现象，大量的能源在终端利用中被白白地浪费掉，主要原因有以下两点：
2.1 运行方式技术落后
目前我国火力发电厂中除少量采用汽动给水泵、液力耦合器及双速电机外，其它水泵和风机基本上都采用定速驱动，阀门式挡板调节。这种定速驱动的泵，在变负荷的情况下，由于采用调节泵出口阀开度的控制方式，达到调节流量的目的，以满足负荷变化的需要。所以在工艺只需小流量的情况下，其泵或风机仍以额定的功率、恒定的速度运转着，特别是在机组低负荷运行时，其入口调节挡板开度很小，引风机所消耗的电功率大部分将被风门节流而消耗掉，能源损失和浪费极大。另外，风机挡板执行机构为大力矩电动执行机构，故障较多，风机自动率较低，存在严重的节流损耗。
2.2 实际运行效率低下
从实际运行效率上来说，在机组变负荷运行时，由于水泵和风机的运行偏离高效点，偏离最优运行区，使运行效率降低。调查显示，我国50MW以上机组锅炉风机运行效率低于70%的占一半以上，低于50%的占1/5左右。这是因为，我国许多大中型泵与风机套用定型产品，由于型谱是分档而设，间隔较大，一般只能套用相近型产品，造成泵与风机的实际运行效率低，能耗高。
3 高压变频器工作原理
一般情况下，交流电设备的供电频率与功率成正比，供电频率发生变化，而设备的功率也改变，供电的频率升高，供电设备的功率也增大。而变频器的工作原理也是如此，变频器的调速就是将原本固定的交流电频率调整成可变化的频率。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在电力负荷发生变化的情况下，调整发电厂中的带有点的设备频率，改变设备的转速。根据电力负荷的不同要求，更改设备的频率，使设备中的电量能源消耗减少。随着科技的发展，电子计算机技术逐渐普及，我国的电气传动也面临着技术改革，电气中的直流调速逐渐被取代。在控制电流方面，计算机的控制技术也开始在电气系统中得到发展。在当代的节能中变频调速成为主流，电机的变频技术提高电气的质量，使发电环境有了明显的改善，同时也推动了节能技术的发展。
4 高压变频器在火力发电厂中节能效果
高压变频器的调频调速比发电厂中引风机、给水泵等高压机器调频效果好，在发电厂中使用高压变频器，可以较少发电中的能源消耗，使发电厂的用电效率提高。从流体力学来讲，发电厂中的引风机或者其他的泵类设备输出的流量和设备的转速一致，输出的流量越多，设备的转速越快，而设备中输出的压力也与设备的转速平方成正比，其消耗的功率与其转速的三次方成正比。因此，设备的流量调节可以通过调节设备的转速来实现。运用变频调节发电设备的转速，近而要控制了设备中输出的流量与压力。在设备运行时，把可以调节流量的阀门开到最大，从而减少了发电管道的阻力，近而能使能源的消耗减少。就节能而言，通过变频调节发电设备的流量而节约能源，不仅局限于改造的发电系统，其他运行的发电系统中消耗的能源消耗也降低。当两台的发电设备同时运行，一种一台的风量小，而两台同时运行产生的风量又过大，因此，要对两台运行的发电设备同时调节，这种调节方法可以较大幅度的降低能源消耗。
在发电厂实现节能，主要使通过采取措施提高发电系统的运行效率。在变频调节前，一般的发电厂的采用多极电机，保证水泵能够循环使用。在季节的变化下，可以适当的调节电机的接线，调整电机接线可以使电机的极对数发生变化，从而调节发电设备的转速改变电机中的水流量。除了调整电机的电线外，还可以电动机的水泵的台数，水泵台数多，循环水电额流量就大；电动机的台数多，循环水流量也大，反之，则相反。利用改变电动机和水泵的台数调节水流量的方法操作简单，但是，调节的精准度不够，因此，使用的次数少。当利用变频调节水量时，能准确监控流出水的温度，根据水温调节冷凝器的冷度，使发电的运行效率提高，同时节能效果也达到最佳。与控制电动机和水泵的台数相比，变频调节的效果好，准确度高，能控制整体的发电系统。
5 高压变频器在火电厂应用的经济效益分析
5.1 延长设备寿命。使用变频器可使电机转速变化沿凝泵的加减速特性曲线变化，延长了轴承的寿命。同时有关数据说明，机械寿命与转速的倒数成正比，降低凝泵转速可成倍地提高凝泵寿命，凝泵使用费用自然就降低了。
5.2 降低噪音。凝结泵改用变频器后，降低水泵转速运行的同时，噪音大幅度地降低，当转速降低50%时，噪音可减少十几个绝对分贝。同时消除了停车和启动时的打滑和尖啸声，克服了由于调门线性度不好，调节品质差，引起管道锤击和共振，造成给水系统上水管道强烈震动的缺陷，凝结泵变频运后，噪音、振动都大为减少，变化相当可观。
6 结束语
根据相关统计，火力发电厂能源负荷多，因此，要在火力发电厂控制能源的消耗。近些年来，我国在火力发电厂中运用高压变频器，节约了能源，保护了环境，提高了经济效益。而我国的高压变频技术在当代的社会的发展下逐渐走向成熟。现代的变压器在设计环节增加了科技投入，使高压变频器的设计更加合理，工作效率更高，节能效果也更加明显。为了提高能源的利用效率，为火力发电营造良好的环境，在火力发电中更要使用高压变频器。
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论文作者:马坤
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/6
标签：火力发电厂论文; 变频器论文; 高压论文; 转速论文; 设备论文; 节能论文; 水泵论文; 《电力设备》2017年第26期论文;