高壓變頻器在發電廠引風機上的應用與節能分析
胡炫，朱虎，楊志
(國電南京自動化股份有限公司，江蘇南京211100)
摘要：介紹了風機變頻節能的工作原理及高壓大功率變頻器在電廠引風機上的應用，對變頻改造進行了經濟效益的分析和比照，發電廠引風機經過變頻改造后節能效果明顯。
關鍵詞：風機；高壓變頻器；調速；節能
0 引 言
引風機是火電廠重要的輔助設備之一。隨著發電負荷的大范圍調整，引風機的風量需要隨著發電負荷的變化而改變，其經常在工頻狀態下低效率運行，導致大量的能量浪費在風道擋板上。采用高壓變頻技術不僅可以減少能源消耗，而且可以有效控制實時變化的風量。鍋爐送引風機是目前火電廠中應用高壓變頻調速技術進行節能改造的主要對象，其功率等級一般為315～2 500 kw，電壓等級為6 kV、10 kV。由于風機的
調速范圍寬，節能潛力大，使用高壓變頻改造，可以達到較高的經濟性和技術性。
l 變頻節能原理概述
1．1變頻器工作原理
異步電動機的轉速決定于電動機的極數與供電頻率，如式(1)所示：
式中：n,f——分別為電機轉速，供電頻率；
np,s——分別為電機的極對數，滑差。
由式(1)可知，轉速與頻率成正比，變頻器就是通過改變電機電源輸入頻率而改變電機轉速的調速裝置。
1．2風機應用變頻的節能原理
根據流體力學的知識可知，對于風機存在如下關系：
式中：Q，p——分別為風量，風壓；
n，T——分別為轉速，轉矩；
P——軸功率。
從式(2)可看出，風機的風量和轉速成正比，風壓與轉速的2次方成正比，而軸功率與轉速的3次方成正比。當需要的風量減小時，改變電機的轉速，理論上電機的能耗將以其3次方的速率下降。當風機轉速降低以后，其軸功率以轉速的3次方的速率降低，驅動風機、水泵的電動機所需的電功率亦可大大減少，因此調節轉速是風機節
能的重要途徑。
圖l列出了風機采用多種調節方法的功率消耗效果曲線，從中可以看出，風機在變工況運中，調節深度愈大，節能效果愈顯著，電機耗用功率越接近理想曲線，就越節能。在這里只有變頻調速曲線最接近理想曲線，其運行能耗****，節能效果****。另外，由于變頻調速方式在頻率范圍、動態響應、低頻轉速、轉差補償、功率因數、工作效率等方面的優勢也是傳統的交流調速方式所無法比擬的，因此風機采用變頻調速節能是現今調速方式的****選擇。
2工程應用方案
江蘇華電揚州發電有限責任公司在7#機組的引風機上應用ASDl6000s系列高壓大功率變頻器進行了技術改造，取得了明顯的節能效果。
AsD6000s系列高壓大功率變頻調速系統是適用于6 kV電壓等級三相交流異步電動機調速的電力變換裝置。它采用多個功率模塊串聯而成，通過將多個低壓功率模塊的輸出疊加起來得到高壓輸出，具有諧波小、可靠性高等技術特點。引風機參數如表l所示。
引風機電動機變頻改造系統的主電氣接線圖如圖2所示。
依據改造設計原則，系統改造采用一拖一的方案。原工頻控制回路保持不變，增加工／變頻切換回路及變頻控制裝置。當引風機需要變頻運行時，合變頻器輸入隔離刀閘K2及輸出隔離刀閘K，，斷開旁路隔離刀閘K1，由變頻器實現引風機起停及轉速控制，從而實現風量調節。當變頻線路出現故障，引風機工頻運行時，合旁路隔離刀閘K1，斷開變頻器輸入隔離刀閘K：和輸出隔離刀閘K3，由原系統實現風機起停及控制。隔離刀閘K2、K3與K1及電源開關QF1之間實現機械和電氣聯鎖，有效防止各種運行方式下的誤操作。
3經濟效益分析
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