淺談水泵調(diào)速在火電廠節(jié)能減排中的應(yīng)用

徐海東（京能（赤峰）能源發(fā)展有限公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024007）

淺談水泵調(diào)速在火電廠節(jié)能減排中的應(yīng)用

徐海東
（京能（赤峰）能源發(fā)展有限公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024007）

節(jié)能環(huán)保的理念是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的重要理念，在這種理念下火電廠也有了節(jié)能減排的需求。在2012年U401B機(jī)組檢修期間平圩發(fā)電廠就曾對(duì)對(duì)4號(hào)機(jī)組閉式水泵A電機(jī)和二期循環(huán)水泵D電機(jī)進(jìn)行了相關(guān)的調(diào)速改造，也得出了水泵調(diào)速在火電廠節(jié)能減排中有著一定的成效。而本文也就水泵調(diào)速在火電廠節(jié)能減排中的應(yīng)用作出了簡(jiǎn)單的探討。

水泵調(diào)速；火電廠；節(jié)能減排

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.161

0　引言

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在全國(guó)總發(fā)電量中所占比例較高的就是水泵的總用電量，其所占比例為16%，而在這些用電量中，有70%的水泵流量要求是變化著的，這極大的浪費(fèi)了能源，為此，若能根據(jù)流量要求對(duì)水泵流量進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，就能減少能源的浪費(fèi)。在火電廠節(jié)能減排中，水泵調(diào)節(jié)方式的選擇與節(jié)能的效果有著非常密切的聯(lián)系，在之前選擇的調(diào)節(jié)方式大多都是通過改變裝置管網(wǎng)的曲線進(jìn)行調(diào)節(jié)，這種方式的優(yōu)點(diǎn)就是簡(jiǎn)單易操作，但還是會(huì)造成大能量的損失。水泵的輸人軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，因此，若能通過水泵調(diào)速來進(jìn)行改變水泵的的輸入軸功率，那就能達(dá)到節(jié)能減排的效果。

1　調(diào)節(jié)流量的方法和比較

1.1調(diào)節(jié)流量的方法

1.1.1閥門控制

調(diào)節(jié)流量的方法最常見的就是通過閥門控制，其實(shí)行過程是通過閥門進(jìn)行開大關(guān)小調(diào)節(jié)流量，但是在調(diào)節(jié)的過程中額定轉(zhuǎn)速是保持不變的。其本質(zhì)意義就是通過改變水路中的阻力大小來對(duì)流量進(jìn)行強(qiáng)行的改變，但是，水泵自身的供水能力不變。在這過程中，管阻特性將隨閥門開度的改變而改變，但揚(yáng)程特性依然是不變的。如圖1，假設(shè)用戶所需流量QE為額定流量的60%（QE=60%QN），當(dāng)通過關(guān)小閥門來實(shí)現(xiàn)時(shí)，管阻特性將由曲線（2）改變?yōu)榍€（3），而揚(yáng)程特性則仍為曲線（1），所以，供水系統(tǒng)的工作點(diǎn)由N點(diǎn)移至E點(diǎn)，此時(shí)流量減小為QE揚(yáng)程增加為HE。

圖1　調(diào)節(jié)流量的方法比較

1.1.2轉(zhuǎn)速控制

調(diào)節(jié)流量的方法還有就是通過轉(zhuǎn)速控制，其調(diào)節(jié)流量的主要方法就是通過改變水泵的轉(zhuǎn)速來進(jìn)行調(diào)節(jié)，在這過程中其最大開度是保持不變的，所以也有人稱之為恒壓控制法。轉(zhuǎn)速控制其本質(zhì)就是通過改變水泵的供水能力從而達(dá)到對(duì)流量的需求，在這過程中，水系的轉(zhuǎn)速改變的話，揚(yáng)程特性也會(huì)和它一起改變，但是管阻特性還是不變。還是如圖1，假設(shè)以用戶所需流量為QE，當(dāng)通過降低轉(zhuǎn)速使得QE=60%，揚(yáng)程特性將由曲線（1）改變?yōu)榍€（4），但是，管阻特性依然是曲線（2），所以，工作點(diǎn)移至C點(diǎn)。這時(shí)流量減QE，揚(yáng)程減小為HC。

1.2調(diào)節(jié)流量方法的比較

通過對(duì)比閥門控制與轉(zhuǎn)速控制方法我們能得出，在所需流量小于額定流量下，閥門控制的揚(yáng)程比轉(zhuǎn)速控制的揚(yáng)程大的多，在圖1中的陰影部分就是兩者之間的差距△P，這也就說明轉(zhuǎn)速控制這種節(jié)流方法相比閥門控制更加的節(jié)約供水功率。

2　水泵調(diào)速在火電廠節(jié)能減排應(yīng)用中需要注意的問題

2.1水泵調(diào)節(jié)方法的分類

現(xiàn)如今，就水泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)的使用大多數(shù)都是采用交流異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，其轉(zhuǎn)速的公式是：n=n1（1-S）=60F/P（1-（n1-n）/n1），在公式中，n代表的是異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，n1代表的是同步轉(zhuǎn)速，S代表的是差轉(zhuǎn)率，F(xiàn)代表的是定子供電電源的頻率（HZ），P代表的是定子繞組極對(duì)數(shù)。

（1）變極數(shù)調(diào)速型。變極數(shù)調(diào)速型是指在電源、電壓、頻率不改變的情況下，根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和極對(duì)數(shù)成反比的關(guān)系，用改變極數(shù)的辦法達(dá)到兩級(jí)甚至多級(jí)轉(zhuǎn)速的方式。其實(shí)際操作的的過程是通過改變定子之間的接法，使其中一個(gè)“半相繞組”中的電流反向，極對(duì)數(shù)就成倍改變，但要注意，極數(shù)成倍變化時(shí)必須同時(shí)改變出線端的相序。（2）變頻調(diào)速型。變頻調(diào)速是一種無附加轉(zhuǎn)差損耗的高效調(diào)速的方式，它是通過改變電動(dòng)機(jī)定子供電頻率進(jìn)而改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)速。（3）變轉(zhuǎn)差率調(diào)速型。變轉(zhuǎn)差率調(diào)速型還可以將其分為以下三種調(diào)速方式，分別為轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、轉(zhuǎn)子串附加電勢(shì)調(diào)速、改變電源電壓調(diào)速，但是，這三種調(diào)速方式的效率都較低，再加上轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、轉(zhuǎn)子串附加電勢(shì)調(diào)速這兩種方式只能用于轉(zhuǎn)子型式為繞線式的異步電動(dòng)機(jī)，所以應(yīng)用范圍就比較小。

2.2水泵調(diào)節(jié)方法的比較和選擇

（1）變極調(diào)速的優(yōu)缺點(diǎn)。變極調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)就是成本較低、系統(tǒng)效率高、不需要附加設(shè)備、電網(wǎng)附加損耗低、工作安全可靠，但是變極調(diào)速也存在著一定的缺點(diǎn)，比如電機(jī)改變極數(shù)調(diào)速范圍窄、不能獲得平滑調(diào)速、改變轉(zhuǎn)速時(shí)需要停車進(jìn)行、有固定的速度等。（2）變頻調(diào)速的優(yōu)缺點(diǎn)。變頻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)有調(diào)速范圍廣、調(diào)速平滑、節(jié)電率高、能降低設(shè)備的損耗。缺點(diǎn)是投資較高、需要附設(shè)變壓器、高壓逆變器的故障較多、維護(hù)困難等。（3）水泵調(diào)節(jié)的選擇。在火力發(fā)電廠選擇水泵調(diào)速的過程中，如果對(duì)調(diào)速范圍要求較小的、不需要頻繁調(diào)速的可以采用變極調(diào)速，例如循環(huán)水泵；但是，如果對(duì)調(diào)速范圍要求較大的、需要頻繁調(diào)速的則可以采用變頻調(diào)速，例如結(jié)水泵。

3　結(jié)語

綜上所述，在火力發(fā)電廠中應(yīng)用水泵調(diào)速能夠達(dá)到有效的節(jié)能減排的效果，因此，在火電廠中，我們可以對(duì)閉式水泵、循環(huán)水泵等進(jìn)行驅(qū)動(dòng)電機(jī)調(diào)速的改造，同時(shí)也可以對(duì)有調(diào)節(jié)需求的風(fēng)機(jī)類進(jìn)行調(diào)速改造，例如引風(fēng)機(jī)等。然后在改造的過程中，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)速改造，這樣就能有效的降低用電率、減少污染的排放，最大限度的達(dá)到節(jié)能減排的效果。

［1］孫豪杰，王曉晶.節(jié)能減排下火力發(fā)電廠給水泵調(diào)速器選型模型研究［J］.中國(guó)科技信息，2015，12（01）：181-182.

徐海東（1985-），男，內(nèi)蒙古赤峰人，研究方向：火電廠機(jī)組的集控運(yùn)行、節(jié)能減排、降耗增效。