变频调速在电厂节能中的应用

金林华

摘要：电厂是高消耗的运行项目，在我国总能耗中占有20%～40%的比重。我国在电厂运行中提出节能降耗的思想，用于约束电厂运行的能耗。电厂为了遵循节能应用，引入了变频调速的方法，科学地控制电厂能耗，体现变频调速在电厂中的节能作用。文章结合电厂节能的需求，重点分析了变频调速的应用。

关键词：变频调速；电厂能耗；节能降耗；能源分配；节能原理 文献标识码：A

中图分类号：TM43 文章编号：1009-2374（2015）16-0080-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.16.039

变频调速应用在电厂的电力传动环节，用于控制传动中的能源分配，避免能源消耗过度。目前，电厂朝着智能、自动化的方向发展，为了降低运行能耗，落实变频调速的应用，改进电厂的运行方式，促使其达到节能降耗的目的。变频调速为电厂运行提供了节能的保障，实现节能目标，保障电厂节能运行的积极性。

1 变频调速在电厂中的节能原理

变频调速可以控制电厂运行中的风机、泵机等设备，通过对运行参数进行优化，达到资源节能的目的。变频调速在电厂节能中发挥重要的作用，促使变频调速在电厂中实现节能，分析变频调速的节能原理，如下：

1.1 节能原理分析

变频调速节能中，涉及到流量、扬程等多个因素，系统分析机械设备中各个因素之间的连接，关系式

如下：

Q1/Q2=n1/n2

H1/H2=（n1/n2）/2

P1/P2=（n1/n2）/3

式中：Q为流量；H为扬程；P为轴功率；n为转速。

由公式可以看出机械设备运行因素之间的比例关系，变频调速可以降低机械设备的n，此时P的节能量要大于Q，明确表示了变频调速的节能原理。例如：在电厂风机、泵机运行的过程中，采取变频调速的节能方式，在很大程度上降低了电能消耗。

1.2 控制节能分析

变频调速在电厂中的控制节能，也是遵循一定的节能原理，随着电厂运行的发展，变频调速的节能转型为自动控制，利用电信号的方式满足变频调速节能的自动化需求，而且自动控制节能的效益高，其可准确地传输变频调速的信号，直接改变电厂机械设备的运行方式，不需要电力人员进行手动更改，具有时效性的优势。

1.3 速度调节节能

变频调速在电厂阀门、开关中的应用，发挥速度调节的节能作用，此类节能策略的原理是：变频调速主动改变阀门等的工作方式，合理控制电厂机械设备的参数，通过阀门间接控制电厂运行，而且电厂节能运行中引入了变频调速器，符合电厂阀门等设备的节能需求。近几年，变频调速在电厂速度调节节能中表现出较高的效益，改善了电厂阀门等设备的控制方式，实现高水平的节能控制，确保变频调速在电厂节能中的积极性。

2 变频调速在电厂节能中的应用

根据电厂运行的现状，分析其对节能降耗的需求，以某火力发电厂为例，分析变频调速的具体应用。

2.1 变频调速的节能分析

火力发电厂中的运行设备比较多，能源消耗的规模非常大，火电厂积极引进变频调速，用于控制运行消耗，实现节能降耗的目的。变频调速在电厂节能中起到关键性的作用，其可应用在多项电厂工艺中。综合分析变频调速在该火电厂中的节能状态。假设火力发电厂的电能产值是300MW，整个发电的过程中需要两台引风机，功率≥2500kW；两台送风机，功率≥1600kW；两台凝结水泵，功率≥1000kW；两台电机，功率≥475kW；3台水泵，电机功率=1100kW；4台排粉风机，电机功率=850kW。火电厂运行时，所有的设备均处于最大的运行状态，实际各项设备并不需要达到最高功率即可满足火电厂的需求，此时可以通过变速调节，按照火电厂的负载分配设备的运行功率，优化设备的运行，进而实现节能降耗。

2.2 变频调速在风机中的节能应用

变频调速在火电厂风机中表现出明显的节能效益。该火电厂选择了无静压风机，风机运行时的流量，与转速保持正比变化的规律，同时和运行功率存在比例关系，为变频调速的应用提供可靠的条件。例如：该火电厂在风机运行中使用变速调节器，利用变速调节的原理，提升风机运行的节能水平，变频调速器的应用，需要改造火电厂的风机运行，当变频调速器投入到风机运行过程中时，如果火电厂需要风机提供原有能耗的50%，表明风机需要节约50%的能耗。可以调整风机的能量，根据能耗与能量的关系，风机能量调到原来的80%，就能供应相关的能耗，体现变频调速器在风机中的节能降耗，而且变频调速器的节能改造较为便捷，不会对火电厂的运行造成任何影响。

变频调速在电厂中的应用，基本能够根据能源的实际需求规划能耗，合理分配能耗与额定能耗，不需要长期维持额定能耗的工作状态，以电厂的实际能量为主，由此体现变频调速对额定能耗的调节作用，很容易在电厂中实现节能运行。

2.3 变频调速在泵机中的节能应用

变频调速在泵机中的节能不同于风机，因为泵机本身受到静压值的影响，需要根据泵机的节能标准，实行高压与高频的控制，所以应该按照泵机的实际设计节能方案，落实变频调速的应用，进而达到节能的目标。按照变频调速的节能原理，实行泵机的节能改造。变频调速在泵机中的节能依据是：

n1=60f1/p

n=n1（1-s）-60f1（1-s）/p

式中：f1为定子频率；p为磁极对数；s为转差率。

以此为基础，设计变频调速在泵机中的节能方案。首先隔离变压器，结合泵机中的电阻运行，完成高压分割部分，促使变频调速在泵机中具有节能的保障，以免节能设计中出现矛盾；然后在变频调速的作用下，对泵机的器件进行优化处理，最主要的是实现整流与叠加，维持泵机中的高压运行方式，变频调速的过程中会将高压补给到泵机运行中，提高泵机的工作效率，规避潜在的能源浪费；最后结合该电厂泵机运行评价变频调速的节能应用，强化泵机系统的可靠性，优化变频调速的应用。该火电厂将变频调速应用到泵机运行中，相比前期能耗降低了30%，体现变频调速在泵机中的节能作用。

3 变频调速在电厂节能中的效益

变频调速是电厂节能中不可缺少的部分，现代电厂运行的过程中，积极推行变频调速节能方式，最大程度地发挥变频调速的节能效益。根据变频调速的应用，分析其在电厂中的节能效益。

3.1 节能效益

节能效益是指电厂在变频调速的作用下降低了能源消耗量，合理地控制各项设备的能源消耗，防止电厂设备始终保持额定的运行状态。我国80%的电厂中实施了变频调速节能，有效控制电厂机组的能源消耗，据统计，变频调速状态下的电厂运行，节能消耗高达72.3%，节电量达到31.3万kWh，积极推进变频调速在电厂节能中的应用，改善电厂节能运行的效益状态。

3.2 经济效益

经济效益是指电厂节能中的成本控制，变频调速直接降低电厂运行中的能耗，间接减少了电厂运行中的成本投入，尤其是电能成本。普通电厂经过变频调速节能应用后，电费节约达16.5万，而且保护了电厂的运行设备，节约了设备更新方面的成本费用，促使变频调速在电厂中显示出高效的经济效益。

4 结语

我国电厂运行中的能耗居高不下，需积极执行节能降耗的途径，促使电厂运行达到节能的标准。近几年，变频调速在电厂节能中占有很大的影响比重，越来越多的电厂注重变频调速的应用，通过变频调速控制电厂运行过程，全面推进节能工作的进行，体现变频调速在电厂节能中的应用效益，进而完善电厂的节能运行。

参考文献

[1] 李林.变频调速在电厂节能中的应用[J].资源节约与环保，2013，（8）.

[2] 贺俊.变频调速在电厂节能中的应用[J].露天采矿技术，2014，（8）.

[3] 闫逢吉.浅谈变频调速在电厂节能中的应用[J].能源与节能，2012，（2）.

（责任编辑：黄银芳）