变频器在热电厂机电设备中的应用

邱清华

[摘  要]随着变频技术的不断提高，运行性能越来越稳定，变频器在热电厂得到广泛应用。文章就变频技术的原理及其未来发展做了一定的阐述，并深入探讨了变频技术在热电厂机电设备中的主要作用。

[关键词]变频技术;热电厂机电设备;应用

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）24-0400-01

随着社会发展，采暖需求的激增，热电厂规模越来越大，高压大功率电机应用广泛，就我国工业的现状而言，电动机的高压大容量使得调速很慢，能耗很大，并且启动的方法还是依照陈规，太过老套。电厂要发展就要改变，降低厂用电率，大力推广变频技术在机电设备中的应用，加快企业的发展步伐，为企业谋取更大的利益，更长远的发展。

1 变频技术

1.1 变频技术的使用原理及现状

以往所用的传统电器设备，整个电流的频率一成不变，已经不能适用于现时代不同生产基地的不同需求，于是就有了变频技术的产生。变频技术就传统电器而言，在不改变电能的情况下，可以变换电流的频率，以此来满足在生产发展过程中对电流频率的不同需求。整流、中间直流环节、逆变，和控制的组合就形成了变频器中的电路。

变频技术对于不同的生产要求也做出了不同的创新，它能够将频率按照不同生产线对电路频率的所需进行变化，至今为止，已有四种变频技术的产生，分别为：交——直变频技术、直——直变频技术、直——交变频技术，交——交变频技术。

原先的传统电器在生产运用上大量消耗电能，增加生产资金的消耗，阻碍了企业的快速发展。而变频技术的革新顺应了生产线的要求，适应当今时代企业的发展走向。变频技术不仅在电流频率上可以随意变换，而且还一定程度上为生产节省能源消耗，提升企业的经济效益，因此变频技术在工业生产发展中被得到广泛应用。

1.2 变频技术的发展

在理论控制方式上，摒弃了以往的控制方式，而是大力推广转矩直接控制盒矢量控制方式，理论控制方式的不断革新，让调速系统更加完善，让变频设备更加高端，就现状而言，已经生产出了高级专用集成电路、精简指令集计算机和信号数字处理器。这三大产品的推出加快了机电企业生产线的进程。

在变频技术功能上，变频技术有了更高的水平，不仅可以根据生产要求随意转换电流频率，还可以进行通信，参数辨识和内置的程序编制。变频技术的功能性加强，在工业技术中也得到了大力推广，变频技术在工业生产中的运用提高了工业生产的运行速度和工作效率。

2 变频技术在热电企业机电设备中的广泛应用

2.1 变频改造后的特点

1）节能，离心风机功率与转速的立方成比例，因此对离心风机实施变频改造节能 。在机组变负荷运行方式下，如果风机采用高效的变频调速驱动系统取代常规的定速驱动系统，无疑可节约大量的节流损耗，节电效果显著。

2）风机改用变频器后，在降低风机转速运行的同时，噪音可大幅度地降低，同时消除了因调节挡板控制风量而造成的管网内气流紊乱和风量调节不准确，以及管网振动和炉膛燃烧不稳等缺陷

3）使用高压变频器后，风机挡板不需要频繁调整，挡板开度保持在一个比较大的范围内，通过调节变频器的输出频率改变电机的转速，达到调节风量的目的，满足运行工况的要求。风机变频运行后，噪音、振动都将大为减小。

4）降低启动电流和对电网的冲击。风机水泵专用型变频器采用V/F控制，电压和频率在启动过程从零逐步增加，故启动电流比较低，对电网冲击很小。

5）设备运行与维护费用下降：采用变频调节时，转速较低，可以减轻水泵叶轮的磨损以及水泵与轴承的振动、磨损，维护周期延长，设备寿命延长。

6）可对电机实现软启动，启动电流不超过电机额定电流的1.2倍，对电网电机无任何冲击，电机使用寿命延长;同时减少了由于启动时的机械冲击对轴承、阀门、管道等冲击造成损坏，将减少维修工作量和备品备件的费用。

2.2 变频技术在锅炉风机中的应用状况

热电厂循环流化床锅炉风机工频电动机不能调速，只能靠改变风机的入口挡板来调节风量，造成很大的节流损失，浪费了大量电能，致使厂用电率高，供电标煤耗高，发电成本高。并且异步电动机故障率高，随着电力体制改革的不断深化，厂网分开，竞价上网政策的全面实施，降低厂用电率、降低供电标煤耗、降低发电成本、降低上网电价，提高火力发电厂的竞争力，就成为火力发电厂的当务之急。采用高压变频调速技术对锅炉送风机进行节能改造是非常必要的，其节能效果非常显著。在负荷变化时，利用变频调速系统调节送风机的风量，保持送风机的风压不变，以适应运行工况的变化，把能耗降下来刻不容缓。

锅炉一次风量控制原先在高压风机基础上通过电动执行机构调节风门开度大小，以控制风量与风压，这种调节方式既不方便，又浪费大量的电能，且很容易造成阀门及风机的损坏，针对以上工频控制的缺陷及为节能降耗考虑，经改造，将风机工频控制改为变频控制，通过锅炉DCS调频控制风机转速，变频器接受DCS 4-20MA电流信号调节同时，将调节后的频率、电流等参数上传至DCS，以实现风机的变频控制。

2.2 变频技术在锅炉给水泵中的应用状况

锅炉给水泵水量的增减对于工频运转的泵的能耗及其大，采用变频控制后，通过检测给水母管压力大小改变电源的频率以实现改变电机的转速，从而改变水泵出水量，即满足了锅炉供水又达到节能目的。水泵电机以软启动方式启动后开始运转，由压力变送器检测给水母管实际压力，母管实际压力与设定压力经过比较后输出偏差信号，由偏差信号控制调整变频器输出的电源频率，改变水泵转速，使母管压力不断向设定压力趋近。这个闭环控制系统通过不断检测、不断调整的反复过程实现母管压力恒定，从而使水泵即满足锅炉供水量，又达到节能节水的目的。

3 结束语

变频技术的更新适应了机电设备的发展，是机电设备的必需品，因为它不仅很好的控制了机电设备的转动速度，还降低了机电设备的磨损，降低了设备电耗，为企业创造更大的经济价值。变频技术的推出解决了生产中的机电设备操作问题，变频技术的发展有一定的客观性的，它的推广及应用在工业生产发展中具有一定的推动意义。

参考文献：

[1] 张树江.运用高压变频技术对煤矿机电设备技术改造[J].矿山机械，2011，34（2）：89-90.