电厂锅炉风机高压变频节能策略研究

　　摘要：目前在热电厂锅炉主要采用二次风机、一次风机和引风机，因此，需要提前设计好风量和风压。然而由于技术的限制，负荷会产生较大的波动，从而浪费了大量能量。想要提高运行效率，就必须对其进行改造。对此，本文针对高压变频节能技术的改造进行如下研究。

　　关键词：锅炉风机；高压变频节能技术；节能改造

　　引言

　　随着社会的发展和科技的进步，我国在各行各业都取得了卓越的进步。然而在经济快速发展的同时，我们不能忽视对环境的保护。国家和政府大力提倡节能环保措施，鼓励实施节能项目。而热电厂锅炉在使用中大多采用挡板式调节，在调节的过程中消耗大量的电能、热能等，并对环境造成一定的破坏。因此，创痛的发展不符合现代社会的需求，而通过高压变频技术可以有效地提高设备的运行效率，精确地调节风机的风量，从而减少能量的损耗，实现“可持续发展”。

　　1高压变频技术的现状

　　由于我国高压变频技术起步较晚，发展时间较短，因而与国外相比还是有很大的差距。而国外的西门子等品牌产品价格昂贵，因此，在锅炉设计中大多采用高压真空断路器直接进行启动，从而在电机启动的时候产生大量的冲击，在调节挡板时就会浪费大量的能量。

　　2高压变频技术的理论依据

　　锅炉风机变频控制原理如下式（1）所示，

　　上式（1）中，n表示风机转速，s表示电机转差率，f是电机的运行频率，p表示电机是极对数。由于风机的s、p均为定值，因此锅炉风机的转速可以通过f进行调节，实现对锅炉风机的变频控制。

　　高压变频大多采用级联式多电平拓扑式结构。级联式多电平拓扑式结构是：为整个电路输入三相高压交流电，然后通过隔离变压器降压，并通过三角形移相方式，提高电流的输入效率，将其都输入到功率单位模块中。被输入到功率单元中的低电压叠加累积之后再输出，形成高压。干式结构成Y型接线与高压电源相连，而变压器输出的电压情况由副边绕组数量决定，且采用沿边三角形绕组方式。干式结构也是隔离移相变压器普遍采用的结构。

　　风机主要采用风机挡板的开度大小来调节风量，在变频运行的工作情况下，风机风量的改变会导致高压电机输出功率的改变。尤其是当风量下降到50%时，功率下降88%。由此看来，采用高压变频技术可以节约大量的能源。

　　3采用高压变频技术带来的好处

　　采用高压变频技术可以调节系统模式，根据需要及时调节风量的大小，其精确程度可以到达毫米级。因为风量可以稳定的输出，从而减少了风机的冲击，从而提高了工作效率，并有利于维修人员和施工人员的操作。第二，调节模式由原本的挡板式变为变速调节模式，减少了电机与轴承之间的摩擦，降低了设备的损耗，这在一定程度上也减少了设备维修费用。第三，使用高压变频技术可以提高电机的工作效率。同样的工作环境下，电机功率因素可以达到95%以上。第四，高压输电可以降低电流的损耗，减小输电线上的温度，利于设备的长时间运作。风机自动切换工作频率，保证了工作的连续性，减少了工作时间，并提高了安全系数。第五，通过高压变频技术在降低机器运转的同时可以有效地降低噪音，不会对周边居民的生活产生干扰。

　　因此，综上所述，高压变频技术的使用对系统的自动调节具有重要的作用，其较高的性价比和突出的优势会促使其更加广泛的应用于工业发展中。

　　4采用高压变频技术需要注意的事项

　　高压变频器的运行受到多方面因素的影响，例如：电磁波的干扰、各元件的使用时间、机器质量、温度和湿度等。如果不注意保护就会出现各种不良的反应，轻者导致设备损坏或停运，严重者会导致出现火灾，在经济上受到损害，并造成工作上的不便。这些严重影响到一个企业的信誉问题，因此，我们对高压变频技术进行改造，在其发生故障时需要准确找出故障处，需要及时切断电源，对其做好保护工作，从而使高压变频器不会停止工作，并保证其安全性。

　　高压电动机主要故障是由于短路产生较大的电流，从而造成绝缘体的烧毁，并对其他元器件的使用造成干扰。因此，在使用之前做好检查工作，限制最大电流级别和速断保护跳闸。在电动机启动时，电压处于一个不稳定的状态，因此，我们还需通过热极限曲线对电流进行保护作用。在机器高速运转，负荷增加的时候，会对电动机产生一定的影响，此时我们需要采用反时限保护。根据电动机能够承载的最大负荷，对其进行过负荷保护，当出现负荷超载时，就要发出警告。在电动机运转的过程中会释放出大量的热能，如果机器温度过高就会导致设备受到损害，从而不利于以后工作的继续，因此，我们需要设置过热保护。当机器达到一定温度时就组织起继续工作，当一段时间之后，温度下降到正常范围内才能继续工作。另外，针对不同级别的电压，也要相应的设置不同级别的保护措施。以上这些注意事项是设备在运转过程中经常出现的情况及必须掌握的几种保护事项。

　　5需要改进的方案设计

　　5.1对锅炉风机的高压变频调节技术改进

　　风机高压电机配电系统由一次系统和二次控制系统两部分组成。一次系统接到高压变频旁路柜的进线侧，再通过分合闸接到高压电机上，从而实现高压变频系统的自动切换。高压变频二次控制系统是用来提升变频系统的自动控制程度，实现远程控制。

　　高压变频的设备需要通过吊车进行搬运，因其体积和重量较大，因此，在选择吊车时应该慎重考虑。在将设备移入配电室时，可以采用滚轮式搬运方法。这种方法是在地板上放置滚轮，然后将设备放在滚轮上，随着轮子的转动而向前移动。因此在轮子的挑选上应该选择那些能够承载设备重量且长度够长的滚轮。

　　5.2技术改进的注意事项

　　在技术高进的方面也是有很多需要注意的地方。以下是本人总结出的几点要求。

　　第一，高压变频器应该合理的安置，整齐的排放，各变压器在排列好之后用螺钉连接成一个整体。第二，所有高压变频器的底座需要固定好，这也是检查人员最需要注意和容易忽视的地方之一。底座若不能固定好，则很有可能在使用的过程中由于振动而脱离原来位置，并给工作带来不必要的麻烦。第三，高压变压器在安装、使用及维修的过程中应该时刻保持工作地点的整洁和干燥，经常通风保护空气流通，对较高温度的机器进行及时的降温处理。第四，在安装过程中或以后的工作中不能为了工作的方便而随意更改高压变频的输入端和输出端，避免出现短路的情况，并引发一系列严重的后果。第五，对各个绕组接线柱和三相输入端进行标记，这也便于相关人员的检查工作。第六，安装好的设备需要接到热电厂主接地网线上。第七，绝缘电线的距离应该符合国家安全距离要求。

　　6总结

　　研究通过分析高压变频节能技术和发展现状，提出了相应的解决措施，促使热电厂锅炉风机高压变频技术得到发展，并实现国家提倡的“可持续发展”。虽然我国在这方面起步晚，发展时间较短，在技术上的时间还存在或多或少的问题，但是经过不断的学习和创新，我相信随着时间的推移，在不久的将来，我们一定能克服这些困难，并创造出巨大的社会和经济价值，使得我国的高压变频技术得到质的飞跃。

　　参考文献：

　　[1]王卫宏，阎春林，杨忠民，许贤昶，李迪革.风机高压变频改造的节能预算方法与实践[J].中国电力，2006，09：71-74.

　　[2]吴剑恒.75t/h循环流化床锅炉引风机节能改造[J].能源技术，2008，No.12701：53-56+59.

　　[3]吴兴伟.高压变频技术在热电厂锅炉风机上的应用及效果分析[J].风机技术，2008，

　　No.20503：65-67+75.

　　[4]徐刚，王显东，路志新.高压变频器在辽化热电厂锅炉送、吸风机的应用[J].变频器世界，2005，03：46-49+95.

　　[5]钱清.试论高压变频技术在风机节能中的应用[J].价值工程，2015，v.34；No.38012：84-86.