电厂燃料输煤变频器驱动水冲洗泵节能降耗分析

周常非

摘 要：要想实现全厂节能降耗。首先以输煤水冲洗泵作为输煤系统节能减排的项目将水泵电机在工频运行状态改为采用变频器变频调速的方式，来降低用电量的损耗和保护电机，延长电机使用寿命的手段。

关键词：电厂燃料 输煤 水冲洗泵 变频器

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）01（c）-0105-01

节能降耗则是国家的长远方针。火电厂是生产供应电能的重要企业，同时又是电能消耗较大的企业。对发电企业说来，降低能源消耗20%，包含着发电煤耗和厂用电率两部分。这里发电煤耗姑且不论，厂用电率降低20%也是个可观的数字。

1 变频调速节能装置的节能原理

1.1 变频节能

1.2 功率因数补偿节能

1.3 软启动节能

由于电机为直接启动或Y/D启动，启动电流等于（4～7）倍额定电流，这样会对机电设备和供电电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门的损害极大，对设备、管路的使用寿命极为不利。而使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，最大值也不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命。

变频器在某些情况下可以节电40%以上，但是某些情况还会比不接变频器浪费！频器是通过轻负载降压实现节能的，拖动转距负载由于转速没有多大变化，即便是降低电压，也不会很多，所以节能很微弱，但是用在风机环境就不同了，当需要较小的风量时刻，电机会降低速度，我们知道风机的耗能跟转速的1.7次方成正比，所以电机的转距会急剧下降，节能效果明显。如果我们用在油井上，就会因为在返程使用制动电阻白白浪费很多电能反而更废电。当然，如果环境要求必须调速，变频器节能效果还是比较明显的。不调速的场合变频器不会省电，只能改善功率因数。

2 输煤水冲洗泵现状

2.1 水冲洗泵的现状：

水冲洗泵主要负责输煤现场的卫生清理给水加压的作用，现场最高用水处36 m，需要压力约为0.4 MPa。水冲泵运行时间大约每天17个小时左右。有一台主冲洗水泵和两台备用冲洗水泵组成。水冲洗泵采用TS100-65-25型离心泵，扬程为80 M，流量100 m3/h。由Y200L2-2型功率37 kW三项异步电动机进行驱动。

我们现在以#2水冲洗泵运行时实际测得的电流值为依据进行实际一天运行17小时耗电量的测算。#2冲洗水泵运行时实际测得电流51.1 A，电压为380 V。功率因数为0.89。

通过计算得到的#2冲洗水泵在一天运行中的实际耗电量为508.85 kW/h。根据现场的实际情况，用水处的最高处大约在35 m左右，扬程只要达到40 m左右就够用了。这样的情况只要利用变频器将电动机的出力达到额定功率的一半，就可以使给水压力达到要求。所以在耗电量上就可以降低。

3 变频器的选用应根据使用要求做仔细考虑

（1）基本考虑内容是使用环境条件、电网电压、负载大小及性质。

（2）环境温度长期较高，安装在通风冷却不良的机柜内时，会造成变频器寿命缩短。电子器件、特别是电解电容等器件、在高于额定温度后，每升高10 ℃寿命会下降一半，因此环境温度应保持较低，除设置完善的通风冷却系统以保证变频器正常运行外，在选用上增大一个容量等级，以使额定运行时，温升有所下降是完全必要的。

（3）电网电压处于不正常时，将有害于变频器，电压过高，如对380 V的线电压如上升到450 V就会造成损坏，因此电网电压超过使用手册规定范围的场合，要使用变压器调整，以确保变频器的安全。

（4）高海拔地区因空气密度降低，散热器不能达到额定散热器效果，一般在1000 m以上，每增加100 m容量下降10%，必要时可加大容量等级，以免变频器过热。

（5）使用于不同用途时，选择变频器的系列型号应作分析，对于一般用途变频器采用V/F=常数控制方式已可满足，对于负载变化范围大，而且又要求较高运转精度要求的场合，特别是低速时要求有稳定的速度和负载能力时，则要选用矢量控制等方式的变频器，对数控机床等精密传动还要采用闭环控制和有速度传感器的方式，相应的变频器也要有这些配合的接口，选用时需要综合考虑。

（6）当变频器为降低电动机噪声而将调制频率重新设置得较高并超过出厂设置频率时，会造成变频器损耗增大。设置频率越高，损耗越大，因此要适当减载，不少使用者由于不懂这一点，一味增加调制频率，造成变频器过热而损坏，或者变频器输不出额定功率。

4 结语

通过理论分析和设计，采用变频器驱动水冲洗泵，可以有效的节约电能并且能对电动机起到保护作用，延长电动机的使用寿命。采用变频器驱动冲洗水泵还可以对水冲洗泵电机实时运行数据进行采集，并可以通过变频器将数据传输到集中控制室进行对水冲洗电机实时数据的保存和分析。是实现输煤自动化控制中的基础环节。为以后实现输煤电气自动化提前做好准备。

参考文献

[1] 李良仁.变频调速技术与应用[M].北京：电子工业出版社，2004.

[2] 韩安荣.通用变频器及其应用[M].北京：机械工业出版社，2000.

[3] 刘春家.水泵运行原理与泵站管理[M].中国水利水电出版社，2009.endprint

摘 要：要想实现全厂节能降耗。首先以输煤水冲洗泵作为输煤系统节能减排的项目将水泵电机在工频运行状态改为采用变频器变频调速的方式，来降低用电量的损耗和保护电机，延长电机使用寿命的手段。

关键词：电厂燃料 输煤 水冲洗泵 变频器

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）01（c）-0105-01

节能降耗则是国家的长远方针。火电厂是生产供应电能的重要企业，同时又是电能消耗较大的企业。对发电企业说来，降低能源消耗20%，包含着发电煤耗和厂用电率两部分。这里发电煤耗姑且不论，厂用电率降低20%也是个可观的数字。

1 变频调速节能装置的节能原理

1.1 变频节能

1.2 功率因数补偿节能

1.3 软启动节能

由于电机为直接启动或Y/D启动，启动电流等于（4～7）倍额定电流，这样会对机电设备和供电电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门的损害极大，对设备、管路的使用寿命极为不利。而使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，最大值也不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命。

变频器在某些情况下可以节电40%以上，但是某些情况还会比不接变频器浪费！频器是通过轻负载降压实现节能的，拖动转距负载由于转速没有多大变化，即便是降低电压，也不会很多，所以节能很微弱，但是用在风机环境就不同了，当需要较小的风量时刻，电机会降低速度，我们知道风机的耗能跟转速的1.7次方成正比，所以电机的转距会急剧下降，节能效果明显。如果我们用在油井上，就会因为在返程使用制动电阻白白浪费很多电能反而更废电。当然，如果环境要求必须调速，变频器节能效果还是比较明显的。不调速的场合变频器不会省电，只能改善功率因数。

2 输煤水冲洗泵现状

2.1 水冲洗泵的现状：

水冲洗泵主要负责输煤现场的卫生清理给水加压的作用，现场最高用水处36 m，需要压力约为0.4 MPa。水冲泵运行时间大约每天17个小时左右。有一台主冲洗水泵和两台备用冲洗水泵组成。水冲洗泵采用TS100-65-25型离心泵，扬程为80 M，流量100 m3/h。由Y200L2-2型功率37 kW三项异步电动机进行驱动。

我们现在以#2水冲洗泵运行时实际测得的电流值为依据进行实际一天运行17小时耗电量的测算。#2冲洗水泵运行时实际测得电流51.1 A，电压为380 V。功率因数为0.89。

通过计算得到的#2冲洗水泵在一天运行中的实际耗电量为508.85 kW/h。根据现场的实际情况，用水处的最高处大约在35 m左右，扬程只要达到40 m左右就够用了。这样的情况只要利用变频器将电动机的出力达到额定功率的一半，就可以使给水压力达到要求。所以在耗电量上就可以降低。

3 变频器的选用应根据使用要求做仔细考虑

（1）基本考虑内容是使用环境条件、电网电压、负载大小及性质。

（2）环境温度长期较高，安装在通风冷却不良的机柜内时，会造成变频器寿命缩短。电子器件、特别是电解电容等器件、在高于额定温度后，每升高10 ℃寿命会下降一半，因此环境温度应保持较低，除设置完善的通风冷却系统以保证变频器正常运行外，在选用上增大一个容量等级，以使额定运行时，温升有所下降是完全必要的。

（3）电网电压处于不正常时，将有害于变频器，电压过高，如对380 V的线电压如上升到450 V就会造成损坏，因此电网电压超过使用手册规定范围的场合，要使用变压器调整，以确保变频器的安全。

（4）高海拔地区因空气密度降低，散热器不能达到额定散热器效果，一般在1000 m以上，每增加100 m容量下降10%，必要时可加大容量等级，以免变频器过热。

（5）使用于不同用途时，选择变频器的系列型号应作分析，对于一般用途变频器采用V/F=常数控制方式已可满足，对于负载变化范围大，而且又要求较高运转精度要求的场合，特别是低速时要求有稳定的速度和负载能力时，则要选用矢量控制等方式的变频器，对数控机床等精密传动还要采用闭环控制和有速度传感器的方式，相应的变频器也要有这些配合的接口，选用时需要综合考虑。

（6）当变频器为降低电动机噪声而将调制频率重新设置得较高并超过出厂设置频率时，会造成变频器损耗增大。设置频率越高，损耗越大，因此要适当减载，不少使用者由于不懂这一点，一味增加调制频率，造成变频器过热而损坏，或者变频器输不出额定功率。

4 结语

通过理论分析和设计，采用变频器驱动水冲洗泵，可以有效的节约电能并且能对电动机起到保护作用，延长电动机的使用寿命。采用变频器驱动冲洗水泵还可以对水冲洗泵电机实时运行数据进行采集，并可以通过变频器将数据传输到集中控制室进行对水冲洗电机实时数据的保存和分析。是实现输煤自动化控制中的基础环节。为以后实现输煤电气自动化提前做好准备。

参考文献

[1] 李良仁.变频调速技术与应用[M].北京：电子工业出版社，2004.

[2] 韩安荣.通用变频器及其应用[M].北京：机械工业出版社，2000.

[3] 刘春家.水泵运行原理与泵站管理[M].中国水利水电出版社，2009.endprint

摘 要：要想实现全厂节能降耗。首先以输煤水冲洗泵作为输煤系统节能减排的项目将水泵电机在工频运行状态改为采用变频器变频调速的方式，来降低用电量的损耗和保护电机，延长电机使用寿命的手段。

关键词：电厂燃料 输煤 水冲洗泵 变频器

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）01（c）-0105-01

节能降耗则是国家的长远方针。火电厂是生产供应电能的重要企业，同时又是电能消耗较大的企业。对发电企业说来，降低能源消耗20%，包含着发电煤耗和厂用电率两部分。这里发电煤耗姑且不论，厂用电率降低20%也是个可观的数字。

1 变频调速节能装置的节能原理

1.1 变频节能

1.2 功率因数补偿节能

1.3 软启动节能

由于电机为直接启动或Y/D启动，启动电流等于（4～7）倍额定电流，这样会对机电设备和供电电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门的损害极大，对设备、管路的使用寿命极为不利。而使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，最大值也不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命。

变频器在某些情况下可以节电40%以上，但是某些情况还会比不接变频器浪费！频器是通过轻负载降压实现节能的，拖动转距负载由于转速没有多大变化，即便是降低电压，也不会很多，所以节能很微弱，但是用在风机环境就不同了，当需要较小的风量时刻，电机会降低速度，我们知道风机的耗能跟转速的1.7次方成正比，所以电机的转距会急剧下降，节能效果明显。如果我们用在油井上，就会因为在返程使用制动电阻白白浪费很多电能反而更废电。当然，如果环境要求必须调速，变频器节能效果还是比较明显的。不调速的场合变频器不会省电，只能改善功率因数。

2 输煤水冲洗泵现状

2.1 水冲洗泵的现状：

水冲洗泵主要负责输煤现场的卫生清理给水加压的作用，现场最高用水处36 m，需要压力约为0.4 MPa。水冲泵运行时间大约每天17个小时左右。有一台主冲洗水泵和两台备用冲洗水泵组成。水冲洗泵采用TS100-65-25型离心泵，扬程为80 M，流量100 m3/h。由Y200L2-2型功率37 kW三项异步电动机进行驱动。

我们现在以#2水冲洗泵运行时实际测得的电流值为依据进行实际一天运行17小时耗电量的测算。#2冲洗水泵运行时实际测得电流51.1 A，电压为380 V。功率因数为0.89。

通过计算得到的#2冲洗水泵在一天运行中的实际耗电量为508.85 kW/h。根据现场的实际情况，用水处的最高处大约在35 m左右，扬程只要达到40 m左右就够用了。这样的情况只要利用变频器将电动机的出力达到额定功率的一半，就可以使给水压力达到要求。所以在耗电量上就可以降低。

3 变频器的选用应根据使用要求做仔细考虑

（1）基本考虑内容是使用环境条件、电网电压、负载大小及性质。

（2）环境温度长期较高，安装在通风冷却不良的机柜内时，会造成变频器寿命缩短。电子器件、特别是电解电容等器件、在高于额定温度后，每升高10 ℃寿命会下降一半，因此环境温度应保持较低，除设置完善的通风冷却系统以保证变频器正常运行外，在选用上增大一个容量等级，以使额定运行时，温升有所下降是完全必要的。

（3）电网电压处于不正常时，将有害于变频器，电压过高，如对380 V的线电压如上升到450 V就会造成损坏，因此电网电压超过使用手册规定范围的场合，要使用变压器调整，以确保变频器的安全。

（4）高海拔地区因空气密度降低，散热器不能达到额定散热器效果，一般在1000 m以上，每增加100 m容量下降10%，必要时可加大容量等级，以免变频器过热。

（5）使用于不同用途时，选择变频器的系列型号应作分析，对于一般用途变频器采用V/F=常数控制方式已可满足，对于负载变化范围大，而且又要求较高运转精度要求的场合，特别是低速时要求有稳定的速度和负载能力时，则要选用矢量控制等方式的变频器，对数控机床等精密传动还要采用闭环控制和有速度传感器的方式，相应的变频器也要有这些配合的接口，选用时需要综合考虑。

（6）当变频器为降低电动机噪声而将调制频率重新设置得较高并超过出厂设置频率时，会造成变频器损耗增大。设置频率越高，损耗越大，因此要适当减载，不少使用者由于不懂这一点，一味增加调制频率，造成变频器过热而损坏，或者变频器输不出额定功率。

4 结语

通过理论分析和设计，采用变频器驱动水冲洗泵，可以有效的节约电能并且能对电动机起到保护作用，延长电动机的使用寿命。采用变频器驱动冲洗水泵还可以对水冲洗泵电机实时运行数据进行采集，并可以通过变频器将数据传输到集中控制室进行对水冲洗电机实时数据的保存和分析。是实现输煤自动化控制中的基础环节。为以后实现输煤电气自动化提前做好准备。

参考文献

[1] 李良仁.变频调速技术与应用[M].北京：电子工业出版社，2004.

[2] 韩安荣.通用变频器及其应用[M].北京：机械工业出版社，2000.

[3] 刘春家.水泵运行原理与泵站管理[M].中国水利水电出版社，2009.endprint