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    風機的變頻調速工藝對電廠有何影響
    時間:16-11-21  來源:錦工原創

        異步電動機的轉速n與電源頻率f、轉差率s、電機極對數p的關系由下式決定[1]n=60fp(1-s)。可以看出,轉速n與電源頻率f成正比,即改變f就可改變n.基于這一原理,要實現變頻調速可用變頻器作為變頻電源來調節電動機的轉速。

      由風機的基本理論可知,風機風量qV與轉速n的一次方成正比,風壓p與轉速n的平方成正比,軸功率P與轉速n的三次方成正比,即qV1=qV2n1n2,p1=p2n1n2,P1=P2n1n23。

      因此,當系統需減少風量時,調低轉速可使風機功率快速降低。例如,當風量與轉速均下降到額定值的80時,風機功率降低到額定功率的51;當風量與轉速均下降到額定值的60時,風機功率降低到額定功率的21.

      變頻調速控制風量與調節風門控制風量的節電原理可通過進行比較說明。風機軸功率正比于管網阻力曲線上的點對應的風壓值p與風量值qV的乘積。點A為額定工作點,此時輸出風量qV1為100,效率最高,軸功率P1正比于p1與qV1的乘積,相當于圖中Ap1OqV1的面積。根據生產的需要,當風量從qV1減少到qV2時,若減小風門開度,則管網阻力增加,管網阻力特性曲線變為曲線4,工況點A移至新的工況點B.可以看出,風量降低,風壓增加,軸功率P2和軸功率P1相比減少不多。如果通過變頻調速技術來控制風量,由于風門全開,只改變風機轉速而不改變管網阻力,風機風量由qV1變到qV2時,風機轉速由n1降到n2,風壓-風量曲線下移,工況點A沿管網阻力曲線3移至工況點C,即風量減少時風壓p2降低明顯,軸功率P3(正比于p3與qV2的乘積,相當于圖中面積Cp3OqV2)和軸功率P1相比顯著減少,節省的功耗P正比于p(p=p2-p3)與qV2的乘積,相當于圖中面積Bp2p3C.

      變頻調速技術的特點及評價特點

      變頻調速具有以下特點:(1)調速范圍廣。可應用于異步電動機實現無級調速;高壓大容量變頻器可以做到在0100額定轉速范圍內任意調節。

      (2)調節精度高、效率高,沒有附加損耗,在正常調速范圍內,變頻裝置的總效率在93以上,功率因數超過0.95.

      風機的特性曲線可實現真正的軟啟動,并且啟動轉矩大、啟動電流小。

      (4)設備發生故障時可隨時切換以保持運轉,適用于不允許停機的場合。

      (5)容易實現生產過程的自動控制及遠程控制。

      (6)變頻器預留有控制接口,能為機組實現計算機優化控制提供方便。

      評價

      應用變頻調速控制技術節能效果明顯、調節性能穩定、調節范圍大、調節響應速度快,并能實現自動化控制。

      當然,變頻調速技術也有其不足之處:一是我國電站中大功率電動機供電電壓高,而變頻器開關器件的耐壓水平較低,造成電壓匹配上的難題;二是高壓大功率變頻調速技術的技術含量高、難度大、成本高,配置低壓變頻器為800元/kW,而配置高電壓電動機變頻器為2000元/kW,配置高壓電動機變頻器的投資為液力偶合器的68倍,但是一般風機的節能改造都要求低投入高回報,從而造成經濟上的難題。

      隨著變頻裝置國產化工作的加強,不久的將來國內可望能生產出技術先進、性能可靠、價格合理的產品,滿足國內對變頻裝置日益增長的需求。

      結論,變頻調速控制技術在電站風機節能應用中,具有其他調節方式不可比擬的優勢。在風機耗電量占有巨大比例的電站中,利用變頻調速技術,既可提高設備效率,又滿足了生產工藝的要求,大大減少了設備維護、維修費用,經濟效益十分明顯,在電力工業和整個國民經濟的發展中,具有廣闊的應用前景。


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