浅析火力发电中的变频节能技术

浅析火力发电中的变频节能技术

郭俊杰

新特能源股份有限公司新疆乌鲁木齐830000

摘要：目前，我国正积极地开展节能环保工作，作为资源浪费较为明显的火力发电，更应依据自身的具体情况，应用变频节能技术，在各工作环节对火力发电技术进行改进，以此降低资源的浪费，使火力发电得到更好的发展。

关键词：火力发电；变频节能技术；应用

中图分类号：TM921文献标识码：A

引言

中国目前正在大力推进环境保护和节能减排工作，各行各业都应该积极的配合。火力发电中资源浪费问题仍然很突出，因此火力发电企业应该根据自身的实际情况，对火力发电技术从各个环节上进行改进，减少资源的浪费。变频技术在火力发电设备中的应用可以使原来不可调控的设备变得可调，可以解决很多以往生产中无法解决的难题。因此变频技术在火力发电系统中发挥着举足轻重的作用，火力发电中变频技术的应用必然会促进火力发电技术产生新的变革，促使火力发电技术向新的方向发展。

1变频节能原理

变频设备的工作原理是通过半导体将电源频率通断并转换成另一种频率。当前，有众多不同类型的变频器。按照不同的使用位置可分为通用变频器、高性能变频器、电流变频器等；还有按照不同的工作电压分成高压变频器、低压变频器；按照不同的电源性质分成电力线变频器、电压型变频器。若是电机未能在其驱动力得以满足的条件下进行满负荷工作，那么就会由于有多余的力矩而造成能源浪费。当变频器被装入设备时，其就可以依据当时具体的情况对电机转速进行调控，从而使电机的功率得以控制使资源得以节省。

2我国火力发电厂能耗分析

根据国家《电动机调速技术产业化途径与对策的研究》报告显示，我国发电总量的66%以上最终应用在电动机上。且截止至2015年电动机装机容量已超过4亿kW，其中高压电动机约占一半。对于高压电动机而言，有70%左右的负载是风机、泵类、压缩机。实际应用到火力发电厂主要有以下九种风机和水泵：送风机、引风机、一次风机、排粉风机、脱硫系统增压风机、锅炉给水泵、循环水泵、凝结水泵和灰浆泵。这些风机、水泵设备在火力发电厂中种类繁多，应用广泛，功耗甚多，其平均耗电量能占到发电厂用电总量的45%。

但是对于应用于电厂中的风机、水泵负载而言，其运行功率往往过剩，导致大量能源被白白浪费，降低了发电厂的产能效率，究其原因，有如下几点。

2.1运行方式技术落后

据调查，我国火力发电厂中除少量采用汽动给水泵、液力偶合器及双速电动机外，其他水泵和风机基本上都采用定速驱动，阀门式挡板调节。在变负荷的情况下，采用调节泵出口阀开度（风机则采用调节入口风门开度）的控制方式，达到调节流量得目的，满足负荷变化的需要。然而当现场工艺只需求小流量时，其泵或风机继续且只能以额定的功率，恒定的转速运转，尤其是在机组低负荷运行时，其入口调节挡板开度很小，引风机运行的电功率大部分将被风门节流而消耗掉，造成巨大的能源损失和浪费。

2.2运行实际效率低下

从实际运行效率上来说，在机组变负荷运行时，由于水泵和风机的运行偏离高效点，偏离最优运行区，运行效率自然不高。据调查显示，我国50MW以上机组锅炉风机运行效率低于70％的占一半以上，低于50%的占20%左右。这是因为，我国许多大中型水泵与风机是套用定型产品，没有按照需求对应设计，导致选型是分档而设，间隔较大，一般只能使用近似型号的产品，进而造成风机、水泵实际运行过程中运行效率低，能耗高。此外，在设计选型时需要考虑裕量，因而往往要加大保险系数，进一步降低了运行效率。

3变频节能调速系的优点

1）是调速系统的高效率。变频节能系统能够在水泵等电动机在运行频率改变后，依据其额定的转差率保持恒定。与此同时，当其速度改变时，电动机的能耗会得以降低，不会产生较多的浪费现象。

2）是调速范围大。高压变频调速系统的能够在10∶1或20∶1的氛围内进行调速，在50~5Hz或50~2.5Hz范围内可实现频率的调节，并且还可以使系统进行高效率的运行。

3）变频装置在系统出现故障时，可以停止运行，并保证电网直接对设备的电能进行供给，从而保证了水泵等设备不受影响。若是在运行条件较差的情况下，设备在额定频率范围内工作，这时如果采取节流等手段进行调控会更为经济，与此同时，不仅降低了整个电力系统安全隐患，而且也能够产生更为明显的系统节能效果。

4火力发电中变频节能技术的应用

4.1变频节能技术在火力发电燃油系统中的应用

在燃油系统中，通过变频技术对压力进行调控能够使能源得到节约。变频技术利用规定压力进行不断的比对与母管油压，当看到规定值大于母管油压的时候，就能够将电泵的转速进行调控，以此使母油管的油压增加从而保证压力与规定的要求相符。当看到规定值小于母油管的油压时，就应该使电泵得以调节，从而使发动机的转速降低，最终降低母油管的压力。利用这样实时的调控，来对母管油压的稳定性加以保持。此外，也能够通过变频技术对燃油系统的温度进行控制，以此降低储油罐中燃油的流速从而减少能源消耗。

4.2变频节能技术在火力发电燃料制备系统中的应用

当前，煤炭作为火力发电的主要燃料大量使用，但是油依旧用于机组的启动与稳燃期。由于磨煤机在传统工艺的磨碎燃料中会应用到，且在调节煤块大小的过程中，需要依靠磨煤机的数量，所以在最初开启时，要应用变频技术对启动磨煤机所产生冲突进行解决。在当前为磨煤机输送煤炭来对燃料进行制备的过程中，是一个极为重要的环节，利用对煤机的输送量的调节，来使磨煤机工作情况与输送煤块数量的一致性得以实现。然而，在对煤机供给煤块数量进行调节的过程中，由于技术中存在缺陷，所以会有不稳定的现象发生，致使磨煤机不能够保持良好的工作状态，从而导致磨煤机的煤块入口易产生负压而产生跑粉或堵粉的现象，最终为磨煤机带来安全隐患。若在给煤机中安装变频设备，就能够使煤机的安全隐患得以减少。此外，通过变频调节，在进行制粉的过程中还能够完成自动化，从而保证燃料制备系统工作的稳定性并能够使资源得到最大限度的节约。

4.3变频节能技术在水泵中的应用

在当前我国的火力发电技术中，有循环水泵与凝结水泵两种类型。循环水泵主要为机组提供冷凝用的循环水。经常利用可调式的轴流泵能够与机组的工作条件得到更好的适应，然而这种水泵也有其不可调控的缺陷，会增加能源的浪费。在循环水泵中，能够利用变频技术将其功率进行调控，这样一来，既使能源得到了节约，又不会对水资源造成浪费。

凝结水泵的吸入侧总保持在真空状态，出口压力也具有固定性。当前，要实现凝结水泵定速，需要对电动调节门加以利用。当水泵出口有着过高的压力时，就会导致水泵出现漏水现象，从而造成水资源的大量浪费。在凝结水泵中，利用变频节能技术进行水泵的转速的调控，能够使其输出功率得以调节，从而使水泵的出口流量得到很好的调控。这样不但能够获得良好的经济效益，而且能够减少资源的浪费。

结束语

本文以变频节能原理为基础，简要分析变频节能调速系统的优点，重点探讨在燃油系统、燃料制备系统以及水泵等火力发电系统中应用变频技术所能解决的问题与作用。通过分析可知，在火力发电中应用变频技术，因其可以控制燃油系统的温度、保证燃料制备系统工作的稳定性、调节循环水泵的输出功率，可大大减少火力发电中的资源浪费。

参考文献

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