變頻技術在火電廠的泵與風機中的應用

新疆生產建設兵團興新職業技術學院 馬世強

新疆工程學院 程麗娟

變頻技術在火電廠的泵與風機中的應用

新疆生產建設兵團興新職業技術學院 馬世強

新疆工程學院 程麗娟

隨著時代的飛速變化，科技發展也隨之日新月異，變頻技術這一新興技術也隨之興起，在我國變頻器的使用也越來越廣泛，不管是在工業設備上，還是在家電制造方面都廣泛的應用了變頻技術。而在火電廠中變頻技術更是不可或缺的一部分，在新時代發展改造的結果下，火電廠的泵與風機中，變頻技術可謂是不可分割的一個重要組成部分，只有在變頻技術的支持下，才可以保證泵與風機的正常使用，火電廠也才能正常運轉。也只有在變頻技術的廣泛應用后，才能達到節省能源，提高效率，降低經濟成本的目的，提升了整個社會資源的利用率。

變頻技術；給水泵；風機

variable frequency speed control technique；pump；fan

前言

因為發展，所以改變，因為改變所以創新。所以在發展中生活中的點點滴滴都在發生改變，傳統技術與新興技術的融合也是我們這個時代快速發展的重要因素。在火電廠中，這樣的改變正在興起，也正在發展。當變頻技術和火電廠中的泵與風機結合，會碰撞出怎樣的火花呢？無疑這是會讓所有人贊嘆的新發展，讓我們所有人都從中獲益。在這樣的改造中，我們將更多的理解到新興技術與傳統技術的融合，在這樣的融合中才會取得極大的進步，推動創新發展，緊隨社會的腳步，邁向新的篇章，在歷史的車輪中留下自己的一方印記。

一、變頻技術

（一）定義

在我們的生活中使用的大多都是交流電，然而實際上火電廠發的電卻是直流電，所以在這過程中間，就需要一樣技術來讓火電廠最初的直流電變成交流電供以使用。所以變頻技術就這樣的需求下產生了。變頻技術就是把直流電逆變成不同頻率的交流電的一項新興的技術。并且這項技術也可以把交流電變成直流電，這樣的變化都是雙向的。但是在這轉換的過程中只有電流頻率的變化，而并沒有電能的變化。所以正常情況下是不會造成能源的無故損耗的。

（二）變頻器的構成

變頻器主要是由鍵盤、電源板、控制主板、整流橋、電解電容、充電電阻、繼電器或接觸器、逆變模塊以及保險管這九個部分組成[3]。其中鍵盤的作用，顧名思義就是像電腦的鍵盤一樣，通過鍵盤對電腦進行控制，所以在變頻其中也是一樣的，就是用來設置參數，監控參數值。而電源板就不用過多解釋了吧，自然是用來提供變頻器使用的能源的。而控制主板則是通過產生六路驅動信號來控制逆變模塊，同時也可以保護信號和對各個接口信號的進行有效的處理。整流橋就可以從字面上得知它的作用了，整合電流的一座橋，也就是將輸入的交流電變成直流電。點解電容的存在則是將整流后的脈動直流電變成平滑的直流電。而充電電阻則是用以限制上電那一瞬間的主電解電容的電流，用來防止充電電流過大，會損壞整流橋和主電解電容，達到對設備的一定保護作用。然后就說到了繼電器，其作用主要是當主電解電容充電完成以后短接充電電阻而承受主電流。最后逆變模塊的作用就和整流橋的作用是互逆的，將平滑的直流電變成接近正弦波的三相交流電。保險管就是字面上的意思，保護逆變模塊和整流橋。

二、火電廠泵與風機的現狀

變頻技術作為一種新興的科技技術，隨著信息技術的發展，電力電子技術的發展而興起。在火電廠中有著廣泛的應用。在火電廠中的應用主要在兩方面，節能和工藝控制性能。對于火電廠來說，合理的采用適合的變頻器可以降低用電率和提高全廠的工藝控制水平，達到想要的工作狀態。在我國的火電廠中，一般使用的變頻器都應用在風機、水泵以及輸送煤的皮帶上面[4]。

（一）變頻技術在泵中的應用

在我國的火力發電廠中，泵的最主要的作用是在于應用在鍋爐的給水泵中，給水泵是用以將加熱并且除去氧之后的高溫水升壓，升壓了到某一額定的壓力后送進鍋爐，在這過程中給水泵必須源源不斷的給鍋爐輸送這樣的高溫水，不可以有任何的間斷，只有這樣才能保證鍋爐的安全運行[2]。然而想要達到安全運行就會有很多的高要求。就給水泵自身而言，不僅由于設計過程中層層加碼，導致了留有過大的富裕量，而這些富裕就并不會輸送到鍋爐之中去，就大大的降低了給水泵的利用效率，增加了使用成本。而且，在給水泵的設計中，為了滿足國家對于生產工藝上的高要求，就統一采用了節流調節，這樣的設計就又造成了更大的能源浪費，卻也不可改變。在一般情況下的火電廠中，水泵的流量以及壓力的余量越大，那么節流也就會越大，也就會耗費了更多的能源，所以能耗也就更大。這是因為大多數的是水電廠為了維持水泵中汽包壓力的正常值，會在給水管道中安裝上給水調節閥，并且采用的是兩段調節，也就是說，在是到達給水泵之前就會經過兩次的調節，在調節過程中是通過給水調節閥的節流，改變管道的阻力特性線，以達到改變泵的運行情況的目的，所以這樣的調節方式就會需要能多的能源來支持，也就導致了能量消耗過大。在這一過程中，無疑是降低了水泵的效率，增加了阻力，使得驅動機械的能耗加大，提高了經濟成本。但是，不這樣做，就很難維持水泵中汽包的壓力值保持在正常水平，所以就不得不這一做。面對這一為難的局面，我國的火電廠泵的現狀急需改善，減少能源消耗。所以變頻技術就及時的應用在這其中，大大節省了給水泵的能源消耗。

（二）風機中的變頻技術應用

在傳統方式的風機使用方法中，風機等一系列設備總是長時間處于低負荷運行的狀態，在這一的狀態下，設備就沒能夠充分利用，所以就處在一種低效率的運行之中。并且風機的風量調節是采用改變擋板開度的方法來調節的，這一的方法擋板需要消耗大量的能源，并且擋板容易損壞，就個火電廠的設備成本增加了負擔。

在風機中采用變頻技術，因為風機的轉速和電源的頻率是成正比的，所以在使用變頻技術的過程中是通過改變電源的輸入頻率來調節風機的轉動速度[1]。轉動速度就決定了風機的一切實用能力，所以變頻技術調節風機轉速就可以說是改變了風機的整個運行方式。大大提高了風機的利用效率。

三、應用變頻技術的效益

（一）給水泵運用變頻技術后的優勢

在給水泵中應用中變頻技術后最大的優勢就是節電，這主要從以下兩個方面節電。第一個方面，系統的功率因素高，節省了無用功，可以減輕變壓器的負擔，第二個方面是節省設計冗余，不再因為工藝制造的要求而造成極大的能源損耗，當冗余量過大的時候，變速調頻就可以及時有效的調速，以達到節省冗余的目的。

（二）風機運用變頻技術后的優勢

在風機的改造中主要有以下三個方面的優勢。首先，變頻技術改變了原本用擋板調節風量的方式，減去了原本消耗在擋板上的能源，大大的提高了經濟效益。其次是在啟動風機方面實現了軟啟動，不會對風機造成太大的沖擊，大大的延長了風機的使用壽命和提高了對能源的使用效率。最后是在調節轉速方面，可以平穩自主的調節轉速，提高了精準度和對能源的使用效率，大大的減少了火電廠的經濟成本。

四、小結

在火電廠的變頻技術使用改造中，給水泵和風機是最大的改造方面，并且這也是整個廠中最大的能源消耗的地方，所以在這當中改造后的效益不可謂不大，對火電廠的整個能源利用率大大提高，極大的降低了廠的經濟成本。廣泛推行使用后對整個社會的影響是非常大的，對人們的電的使用帶來了極大的好處。只有在不斷的創新與傳統技術融合中才會減少原本的能源消耗，提高能源利用率，從而節省整個社會的資源，推動社會的發展，也推動科學技術的創新與發展。

[1]尹君,薛鐵．變頻調速技術在火電廠風機中的應用[J]．科技創新包,2011(7)．

[2]譚世海,熊雋迪,李忠芬,冉啟陽．變頻技術在給水泵節能改造中的應用[J]．電機與控制應用,2010,37(2)：34-46．

[3]呂汀,石紅梅．變頻技術原理與應用[M]．機械工業出版社,2007．7．1．

[4]張振陽,劉軍祥．高壓變頻技術在火電廠吸風機中的應用與研究[J]．熱能動力工程,2002,17(2)：191-194．

Absttract：With the rapid changes of the times，the development of science and technology will change rapidly，the new technology of frequency conversion technology also will rise，and in the use of Chinese inverter more widely，whether in manufacturing or industrial equipment，extensive application of frequency conversion technology in home appliances.The frequency conversion in thermal power plant technology is an indispensable part in the development of the new era，the transformation of the results，the pump and fan of thermal power plant，frequency conversion technology is a important and inseparable part，only in the frequency conversion technology，can ensure the normal use of the pump and fan also，to the normal operation of thermal power plant.Only after the wide application of frequency conversion technology can the energy saving，efficiency improvement and economic cost reduction be achieved，and the utilization ratio of the whole social resources can be improved.

馬世強（1979—），男，山東人，大學本科，學士，研究方向：電子信息技術。

程麗娟（1987—），女，甘肅人，碩士研究生，研究方向：控制工程。