火电厂变频改造节能效果分析:以火电厂用泵为例

吴君

（黑龙江省电力勘察设计研究院，黑龙江 哈尔滨 150010）

在我国，目前电力供应仍以火电为主，火电厂在我国的二次能源结构中约占74%[1]。而在火力发电厂中，泵的种类繁多，作用重大，主要包括前置泵、一般用冷凝泵、锅炉给水泵、冷凝泵、灰渣泵、循环泵、计量泵、疏水泵、烟气脱硫装置用泵等，是火电厂主要的耗电设备之一[2]。另外，在实际运行中，传统泵的流量与风量，是利用调节阀门或风门的开度来完成的，大量电能消耗在节流损失中。解决上述问题最有效途径之一，就是利用变频技术，对这些设备进行节能改造，以到达节能减排的目的。

1变频调速的工作原理分析[3～4]

异步电动机输出轴转速(简称电机转速)为

式中，

n为电动机转速，r/m i n；

f为电动机定子供电频率，H z；

P为电动机极对数；

S 为转差率，S=(n0-n)／n0；

n0为电动机同步转速，r/m i n。

从式（1）中我们可以看出，当改变电源频率f时，异步电动机的转速n也随之改变。所以改变电源频率，就可以平滑地调节异步电动机的转速。

根据电机学原理，可得

式中，

U为电源电压，V；

E为电动机的定子电动势,V；

f为电源频率，H z；

W为线圈匝数，匝；

Φ为每极磁通，W b。

从式（2）可知,在U不变的情况下，磁通Φ与频率f成反比，f升高，Φ会下降，电机的输出力矩将降低，电机不能充分利用；f降低过多，Φ会饱和,对电机不利。

所以，为了维持电动机磁通恒定,在调频的同时还要调压，使U与f成比例改变。

2 节能效果分析

下边举实例说明改造的技术效果。

2.1 实例1节电对比

某电厂对300 M W机组凝结水泵进行了变频技术改造，改造后进行了实验对比，实际运行数据见表1。

表1 改造前后节电效果分析

从表1可以看出，改造前在负荷为180 M W、240 M W 、300 M W 时，流量分别为 793 t/h、796 t/h、888 t/h；电流分别为 78 A、85 A、97 A；功率分别为706 kW、751 kW、821 kW。

改造后在相同负荷时，流量分别为793 m3/h、796 m3/h、888 m3/h ；电流分别为 78 A、85 A、97 A；功率分别为706 kW、751 kW、821 kW。

根据表2中的数据，我们能够计算出，在80%的额定负荷时，凝结水泵变频运行比定速运行每天节电10 680 kW·h，1年按运行300 d计算，全年可节电10 680×300=320.40万kW·h。节电效果显著[5]。

2.2 实例2节电对比

某电厂对冲灰泵进行了变频技术改造，在改造前的冲灰泵，运行电流为361 A，电压380 V，功率因数按0.8计。1d所耗电量（按24h计算）为4 561.84 kW·h；改造后的冲灰泵运行电流为225 A，按照上述同样方法计算，1d所耗电量（按24h计算）为2843.25 kW·h，从计算可以得出结论，变频技术改造后节电效果显著[6]。

2.3 实例3节电对比

某电厂对该厂凝结水泵进行了变频技术改造，改造前后运行数据见表2。

表2 改造前后节电效果分析

从表2可以看出，变频器投入自动后，凝结水泵的节能效果非常显著,尤其在低负荷时，其节能效果巨大，在450 M W时差不多可以节省2/3的电量[4]。

3 结束语

从上文分析可以看出，泵变频调速节能空间巨大，是提高电厂效益、降低经营成本的一个重要技改方向。变频技术除了节能作用外，对降低火电厂居高不下用电率、提高经济效益有重大意义，同时还可以在一定程度上减少辅机设备损耗，间接优化系统。

节能减排可减少温室气体和废弃物的排放，对我国环保事业有现实意义。

采用变频调速技术后，降低了电机的转速，机械摩擦大大减少，延长了设备的使用寿命，降低了设备的维修费，风机的噪声也得到了降低。

[1]郭仁宁，王海刚.变频泵和风机的节能分析[J].煤矿机械，2007，28(6)：164-166.

[2]牟介刚．我国电站泵的现状及技术发展趋势[J]．通用机械，2006，(5)：15-17.

[3]杨 涛，颜廷利.变频调速在火电厂中的节能应用[J].山东煤炭科技，2009，(1)：36-37.

[4]顾海栋.变频调速技术在900 MW机组凝结水系统中的应用[J].发电设备，2009，(4)：278-283.

[5]李 明，黄丕维，朱光明，等.火电厂泵与风机变频改造技术及应用[J].华电技术，2008，30（8）：55-57

[6]杨小言.变频器在火电厂的应用问题与实践[J].江西电力，2009，33(3)：6-8.