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摘要：

以變頻節(jié)能原理為基礎(chǔ)，簡要分析變頻節(jié)能調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，重點(diǎn)探討在燃油系統(tǒng)、燃料制備系統(tǒng)以及水泵等火力發(fā)電系統(tǒng)中應(yīng)用變頻技術(shù)所能解決的問題與作用。通過分析可知，在火力發(fā)電中應(yīng)用變頻技術(shù)，因其可以控制燃油系統(tǒng)的溫度、保證燃料制備系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性、調(diào)節(jié)循環(huán)水泵的輸出功率，可大大減少火力發(fā)電中的資源浪費(fèi)。

關(guān)鍵詞：

變頻節(jié)能；火力發(fā)電；燃油系統(tǒng)

引言

當(dāng)前我國的火電廠主要采用節(jié)流閥對(duì)風(fēng)機(jī)、水泵流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。雖然使流量的變化得以實(shí)現(xiàn)，但未能從根本上改變電動(dòng)機(jī)的輸出功率[1]，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。根據(jù)相關(guān)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國的一些企業(yè)在生產(chǎn)過程中，能源浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重。特別是低工作效率的發(fā)電機(jī)組更增加了煤炭損失率，這樣也就加大了能源的消耗。此外，工業(yè)廢氣在火力發(fā)電過程中的大量排放，也造成了環(huán)境的污染。火力發(fā)電企業(yè)需要響應(yīng)國家的號(hào)召，研究出新的有利于可持續(xù)發(fā)展的生產(chǎn)技術(shù)。

1變頻節(jié)能原理

變頻設(shè)備的工作原理是通過半導(dǎo)體將電源頻率通斷并轉(zhuǎn)換成另一種頻率。當(dāng)前，有眾多不同類型的變頻器。按照不同的使用位置可分為通用變頻器、高性能變頻器、電流變頻器等；還有按照不同的工作電壓分成高壓變頻器、低壓變頻器；按照不同的電源性質(zhì)分成電力線變頻器、電壓型變頻器。若是電機(jī)未能在其驅(qū)動(dòng)力得以滿足的條件下進(jìn)行滿負(fù)荷工作，那么就會(huì)由于有多余的力矩而造成能源浪費(fèi)。當(dāng)變頻器被裝入設(shè)備時(shí)，其就可以依據(jù)當(dāng)時(shí)具體的情況對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)控，從而使電機(jī)的功率得以控制使資源得以節(jié)省。

2變頻節(jié)能調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)

2.1變頻節(jié)能調(diào)速系的優(yōu)點(diǎn)

1）是調(diào)速系統(tǒng)的高效率。變頻節(jié)能系統(tǒng)能夠在水泵等電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行頻率改變后，依據(jù)其額定的轉(zhuǎn)差率保持恒定。與此同時(shí)，當(dāng)其速度改變時(shí)，電動(dòng)機(jī)的能耗會(huì)得以降低，不會(huì)產(chǎn)生較多的浪費(fèi)現(xiàn)象。2）是調(diào)速范圍大。高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的能夠在10∶1或20∶1的氛圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)速，在50~5Hz或50~2.5Hz范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)頻率的調(diào)節(jié)[2]，并且還可以使系統(tǒng)進(jìn)行高效率的運(yùn)行。3）變頻裝置在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，可以停止運(yùn)行，并保證電網(wǎng)直接對(duì)設(shè)備的電能進(jìn)行供給，從而保證了水泵等設(shè)備不受影響。若是在運(yùn)行條件較差的情況下，設(shè)備在額定頻率范圍內(nèi)工作，這時(shí)如果采取節(jié)流等手段進(jìn)行調(diào)控會(huì)更為經(jīng)濟(jì)，與此同時(shí)，不僅降低了整個(gè)電力系統(tǒng)安全隱患，而且也能夠產(chǎn)生更為明顯的系統(tǒng)節(jié)能效果。

2.2變頻節(jié)能調(diào)速系統(tǒng)的缺點(diǎn)

1）雖然對(duì)于大部分設(shè)備的節(jié)能改造，變頻節(jié)能調(diào)速系統(tǒng)都能適用，但是在未進(jìn)行大范圍推廣的情況下，高壓大容量傳動(dòng)設(shè)備要得到廣泛使用依舊需要一定的時(shí)間。原因一方面是功率開關(guān)器在大容量的火電廠裝機(jī)容器電壓下，承受力不足；另一方面，無論是設(shè)計(jì)生產(chǎn)還是裝置運(yùn)行，在變頻調(diào)速系統(tǒng)具有的高壓大功率的條件下，都需要較高的技術(shù)，但這樣就會(huì)增加成本。2）作為變頻器的兩種類型，電流型與電壓型的共同特征是都會(huì)產(chǎn)生高次諧波的電流或電壓，所以這就會(huì)使設(shè)備與其供電電源遭受很多不良的影響。主要表現(xiàn)在電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行中。因?yàn)楦叽沃C波的作用，會(huì)使附加損耗增加，這也會(huì)使溫度升高，進(jìn)而降低其工作效率與功率因數(shù)，產(chǎn)生增大噪聲等負(fù)面問題。另外，在高次諧波的作用下，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩會(huì)產(chǎn)生脈動(dòng)情況，而若是系統(tǒng)頻率與檔次頻率較為接近時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生共振現(xiàn)象。但若是對(duì)多重化技術(shù)的電流型與電壓型的變頻器進(jìn)行應(yīng)用，就會(huì)使裝置的輸出波形得到更大的改善。

3火力發(fā)電中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

3.1變頻節(jié)能技術(shù)在火力發(fā)電燃油系統(tǒng)中的應(yīng)用

在燃油系統(tǒng)中，通過變頻技術(shù)對(duì)壓力進(jìn)行調(diào)控能夠使能源得到節(jié)約[3]。變頻技術(shù)利用規(guī)定壓力進(jìn)行不斷的比對(duì)與母管油壓，當(dāng)看到規(guī)定值大于母管油壓的時(shí)候，就能夠?qū)㈦姳玫霓D(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)控，以此使母油管的油壓增加從而保證壓力與規(guī)定的要求相符。當(dāng)看到規(guī)定值小于母油管的油壓時(shí)，就應(yīng)該使電泵得以調(diào)節(jié)，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，最終降低母油管的壓力。利用這樣實(shí)時(shí)的調(diào)控，來對(duì)母管油壓的穩(wěn)定性加以保持。此外，也能夠通過變頻技術(shù)對(duì)燃油系統(tǒng)的溫度進(jìn)行控制，以此降低儲(chǔ)油罐中燃油的流速從而減少能源消耗。

3.2變頻節(jié)能技術(shù)在火力發(fā)電燃料制備系統(tǒng)中的應(yīng)用

當(dāng)前，煤炭作為火力發(fā)電的主要燃料大量使用，但是油依舊用于機(jī)組的啟動(dòng)與穩(wěn)燃期。由于磨煤機(jī)在傳統(tǒng)工藝的磨碎燃料中會(huì)應(yīng)用到，且在調(diào)節(jié)煤塊大小的過程中，需要依靠磨煤機(jī)的數(shù)量，所以在最初開啟時(shí)，要應(yīng)用變頻技術(shù)對(duì)啟動(dòng)磨煤機(jī)所產(chǎn)生沖突進(jìn)行解決。在當(dāng)前為磨煤機(jī)輸送煤炭來對(duì)燃料進(jìn)行制備的過程中，是一個(gè)極為重要的環(huán)節(jié)，利用對(duì)煤機(jī)的輸送量的調(diào)節(jié)，來使磨煤機(jī)工作情況與輸送煤塊數(shù)量的一致性得以實(shí)現(xiàn)。然而，在對(duì)煤機(jī)供給煤塊數(shù)量進(jìn)行調(diào)節(jié)的過程中，由于技術(shù)中存在缺陷，所以會(huì)有不穩(wěn)定的現(xiàn)象發(fā)生，致使磨煤機(jī)不能夠保持良好的工作狀態(tài)，從而導(dǎo)致磨煤機(jī)的煤塊入口易產(chǎn)生負(fù)壓而產(chǎn)生跑粉或堵粉的現(xiàn)象，最終為磨煤機(jī)帶來安全隱患。若在給煤機(jī)中安裝變頻設(shè)備，就能夠使煤機(jī)的安全隱患得以減少。此外，通過變頻調(diào)節(jié)，在進(jìn)行制粉的過程中還能夠完成自動(dòng)化，從而保證燃料制備系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性并能夠使資源得到最大限度的節(jié)約。

3.3變頻節(jié)能技術(shù)在水泵中的應(yīng)用

在當(dāng)前我國的火力發(fā)電技術(shù)中，有循環(huán)水泵與凝結(jié)水泵兩種類型。循環(huán)水泵主要為機(jī)組提供冷凝用的循環(huán)水。經(jīng)常利用可調(diào)式的軸流泵能夠與機(jī)組的工作條件得到更好的適應(yīng)，然而這種水泵也有其不可調(diào)控的缺陷，會(huì)增加能源的浪費(fèi)。在循環(huán)水泵中，能夠利用變頻技術(shù)將其功率進(jìn)行調(diào)控，這樣一來，既使能源得到了節(jié)約，又不會(huì)對(duì)水資源造成浪費(fèi)。凝結(jié)水泵的吸入側(cè)總保持在真空狀態(tài)，出口壓力也具有固定性。當(dāng)前，要實(shí)現(xiàn)凝結(jié)水泵定速，需要對(duì)電動(dòng)調(diào)節(jié)門加以利用。當(dāng)水泵出口有著過高的壓力時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致水泵出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，從而造成水資源的大量浪費(fèi)。在凝結(jié)水泵中，利用變頻節(jié)能技術(shù)進(jìn)行水泵的轉(zhuǎn)速的調(diào)控，能夠使其輸出功率得以調(diào)節(jié)，從而使水泵的出口流量得到很好的調(diào)控。這樣不但能夠獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益，而且能夠減少資源的浪費(fèi)。

4結(jié)語

目前，我國正積極地開展節(jié)能環(huán)保工作，作為資源浪費(fèi)較為明顯的火力發(fā)電，更應(yīng)依據(jù)自身的具體情況，應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)，在各工作環(huán)節(jié)對(duì)火力發(fā)電技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，以此降低資源的浪費(fèi)，使火力發(fā)電得到更好的發(fā)展。

作者：田世雄 單位：山西汾西礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司高陽煤礦

參考文獻(xiàn)

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