摘要：近年来，在电力行业高压变频调速技术得到大力推广，其技术不仅可以取得相当显著的节能效果，是电厂节能降耗的一个有效的途径，而且也得到国家产业政策的支持，代表了今后电力行业节能技改的方向识。本文结合工作经验，对火电厂锅炉风机调速节能运行，选择调速方式经济运行，目前电力行业越来越多的人员对此都已形成广泛共识。
关键词：锅炉风机；节能；改造
1机组锅炉风机变频节能改造必要性分析
1.1从风机运行状态分析
随着电力行业改革的深化、“厂网分家”、“竞价上网”等政策的出台，通过节能降耗，降低厂用电率，降低发电成本，提高电价竞争力，已成为各发电厂提高经济效益的重要工作。
在发电厂中，风机和水泵是主要的耗电设备，容量大、耗电多。加上基本上都为连续运行且常常处于低负荷及变负荷运行状态，节能潜力巨大。厂用电一般占机组年发电量的8.76%。而风机、水泵等负载约占厂用电量的三分之一，6kV以上电压等级的风机、水泵等辅机设备将至少消耗其中的九成。由于这些设备经常没有工作在最高效率点，所以实际运行效率并不高。当初设计时是以最大需风量和风压作为参考来选择电机类型，所以冗余量特别大，一般风量裕量在5％～10％，风压裕量在10％。其中锅炉引风机、一次风机、二次风机、送风机的单机功率大，长时间运行，节能潜力最大。其他的比如排粉风机、再循环风机等也具有很大的节能潜力。所以对电厂高压辅机设备进行降耗节能改造，不仅是当前推进企业节能降耗的重要技术手段，也是实现经济增长方式转变的必然要求。
1.2从风机控制方式分析
传统的风机调节方法是对入口或者出口的挡板阀门开门度进行调节，从而对风机的流量以及压力进行调节，这种调节方法可以说缺点很多，例如能耗大、维修难度大、经济效益差、设备损坏严重等。其主要存在问题体现在以下几个方面：(1)大量的能量在采用挡板阀门调节时，在截流的过程中损耗。就电厂锅炉风机而言，最为有效的节能措施是通过利用调速来进行流量的调节。一般而言，风机多为平方转矩负载，轴功率则与转速大致成立方关系，因此，当风机的转速下降的时候，必然会使功率的消耗大幅下降。(2)由于介质对挡板阀门以及管道有着很大的冲击，因此就容易使设备出现严重的损坏现象。(3)挡板阀门作为一种比较传统的调节方式，其动作较为迟缓，同时在手动的时候也不易于人员的操作，甚至可能因为操作不当而引起风机的震动。一般而言，挡板阀门的执行机构多为大力矩的电动执行器，因此常会出现很多故障，不适应长期频繁调节，构成闭环自动控制难度大，调节线性度较差，同时其动态性能也不理想。(4)异步电动机在直接启动时所消耗的电流量超过电机额定电流的六倍到八倍，因此会对电网造成较大的冲击，同时也会导致电机发热，这种强大的冲击转矩对于电机以及风机造成很大的影响，会导致其使用寿命的缩短。
2选用锅炉风机的调速方式应从安全性、经济性和技术性三方面综合考虑
2.1安全性
锅炉风机是发电机组安全运行的一个重要环节。选择锅炉风机调速方式必须以安全性为前提，而调速产品的安全性包括主动安全性和被动安全性。主动安全性是指如何采用先进合理的技术方案、优质的元器件和先进合理的生产工艺来保证调速产品本身的运行安全性。
2.2经济性
调速产品的经济性主要指节电效果。电动机的调速方式分为高效调速方式和低效调速方式，采用现代电力电子技术的高压变频器和内反馈串级调速等属于高效调速方式，而液力耦合器调速、电磁调速等属于低效调速方式，在常规的负荷变化范围内，一般高效调速方式与低效调速方式的节电效果相差50％左右。
2.3技术性
技术性是指调速方式是否采用了先进的技术，技术性与安全性和经济性又是相关的，只有采用了先进技术，才能保证调速产品的安全性和节电效果。
3 高压变频技术的理论依据
锅炉风机变频控制原理如下式所示，
上式中，n表示风机转速，s表示电机转差率，f是电机的运行频率，p表示电机是极对数。由于风机的s、p 均为定值，因此锅炉风机的转速可以通过f进行调节，实现对锅炉风机的变频控制。
高压变频大多采用级联式多电平拓扑式结构。级联式多电平拓扑式结构是：为整个电路输入三相高压交流电，然后通过隔离变压器降压，并通过三角形移相方式，提高电流的输入效率，将其都输入到功率单位模块中。被输入到功率单元中的低电压叠加累积之后再输出，形成高压。干式结构成Y型接线与高压电源相连，而变压器输出的电压情况由副边绕组数量决定，且采用沿边三角形绕组方式。干式结构也是隔离移相变压器普遍采用的结构。
风机主要采用风机挡板的开度大小来调节风量，在变频运行的工作情况下，风机风量的改变会导致高压电机输出功率的改变。尤其是当风量下降到50%时，功率下降 88%。由此看来，采用高压变频技术可以节约大量的能源。
4对锅炉风机的高压变频调节技术改进
风机高压电机配电系统由一次系统和二次控制系统两部分组成。一次系统接到高压变频旁路柜的进线侧，再通过分合闸接到高压电机上，从而实现高压变频系统的自动切换。高压变频二次控制系统是用来提升变频系统的自动控制程度，实现远程控制。
高压变频的设备需要通过吊车进行搬运，因其体积和重量较大，因此，在选择吊车时应该慎重考虑。在将设备移入配电室时，可以采用滚轮式搬运方法。这种方法是在地板上放置滚轮，然后将设备放在滚轮上，随着轮子的转动而向前移动。因此在轮子的挑选上应该选择那些能够承载设备重量且长度够长的滚轮。
5技术改进的注意事项
在技术高进的方面也是有很多需要注意的地方。以下是本人总结出的几点要求。
第一，高压变频器应该合理的安置，整齐的排放，各变压器在排列好之后用螺钉连接成一个整体。第二，所有高压变频器的底座需要固定好，这也是检查人员最需要注意和容易忽视的地方之一。底座若不能固定好，则很有可能在使用的过程中由于振动而脱离原来位置，并给工作带来不必要的麻烦。第三，高压变压器在安装、使用及维修的过程中应该时刻保持工作地点的整洁和干燥，经常通风保护空气流通，对较高温度的机器进行及时的降温处理。第四，在安装过程中或以后的工作中不能为了工作的方便而随意更改高压变频的输入端和输出端，避免出现短路的情况，并引发一系列严重的后果。第五，对各个绕组接线柱和三相输入端进行标记，这也便于相关人员的检查工作。第六，安装好的设备需要接到热电厂主接地网线上。第七，绝缘电线的距离应该符合国家安全距离要求。
6结束语
综上所述，为了响应国家“节能减排”的基本国策，对热电厂锅炉风机，进行节能技术改造刻不容缓。节能改造利用的是高压变频技术，其原理是利用输入电压改变电机的转速，从而调节控制电机的输出风量。
参考文献：
[1]钱清.试论高压变频技术在风机节能中的应用[J].价值工程，2015，v.34；No.38012：84-86.
[2]陈建国.高压变频调速节能技术在除尘风机上的应用[J].电气技术，2013（1）：84-86.
论文作者:郝波
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/27
标签：风机论文; 高压论文; 锅炉论文; 节能论文; 方式论文; 电机论文; 挡板论文; 《电力设备》2018年第29期论文;