高压变频器在锅炉风机系统中的应用分析

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　　摘 要 火电厂的锅炉风机系统在运行期间，往往需要消耗大量的能源，与现代节能减排的大背景不符，也不利于火电厂经济效益的提高。因而在火电厂的锅炉风机系统中，应用高压变频器，有助于提高锅炉风机系统的运转效率，降低能耗，起到节能环保的作用，提高火电厂的经济效益，促进火电厂的可持续发展。有鉴于此，本文对高压变频器在锅炉风机系统中的运用进行了分析。
　　关键词 高压变频器;火电厂;锅炉风机系统
　　引言
　　在火电厂的锅炉风机系统中，为了满足各风机的能耗需求，往往采用独立的控制器进行管控，由此带来了能耗过大的问题，并造成了一定程度的能源浪费现象。在贯彻落实节能减排的要求以后，将高压变频器应用到火电厂的锅炉风机系统中，能够根据锅炉风机的能耗，为其提供足够的能源，并实时根据锅炉风机的运转状态，动态的调整能源供给，从而起到优化锅炉风机系统运行，降低能源消耗，减少能源浪费现象的效果。
　　1 高压变频器应用的原理及优点
　　1.1 高压变频器的应用原理
　　应用在锅炉系统中的高压变频器，主要是由主回路和控制回路两个部分组成，其中主回路是高压变频器的主要组成部分，它的工作原理为当电流输入到整流器之后，滤波器会按照控制回路的指令进行控制，并经过逆变器改变电压以后输出。控制回路则是由单片机、晶体管等组成，涉及高压变频器各单元的控制工作，能够对输入到主回路的电流进行变压控制，使其符合锅炉风机的调速需要，进而实现对电流的输出的控制，达到节能的效果。
　　1.2 高压变速器的调速控制方式
　　根据高压变频器的调速需要，可以实现高-低-高、高-高的调速控制，两种调速方案各有其特点，分别适合并联与串联电路的锅炉风机系统，有着较好的控制与优化作用。其中高-低-高调速控制方案，所能使用的电机功率较小，其最大支持功率为400kW，在运行时，将输入到主回路的高压，通过逆变器转变为低压，再由变频器进行调速，达到锅炉风机的功率需要，因而这种转换方式所需经过的环节较多，效率较低，不能满足大容量风机的实际需要。高-高调速控制方案的高压变频器使为了解决高-低-高调速方案的缺点而发展而来的一种高效电压转换方案，高-高调速控制在运行时，直接将输入到主回路的高压，经过控制回路的变频，将其变频调速后输出，在这个过程中，电流经过的环节较少，因而效率较高，且能耗较小，适合大容量锅炉风机系统的实际需要，目前高-高调速控制方案日益成为锅炉风机系统节能的首选控制方案。
　　1.3 高压变频器的优点
　　高压变频器在锅炉风机系统中的应用，不仅起着节能减排的作用，减少锅炉风机系统能耗，提高火电厂经济效益的作用。还能够发挥出高压变频器的优点，實现锅炉风机系统的高效运行。得益于高压变频器的主回路与控制回路中的电子元器件，高压变频器可以实现无级调速，使变频调速的效率大幅度提升。此外高压变频器还具有抗干扰性的特点，在运行过程中，不易受到周围环境因素的影响，能够持续长时间的运行[1]。
　　2 高压变频器在锅炉风机系统中的应用分析
　　2.1 调速控制方案的选择
　　根据上述分析可知，可供锅炉风机系统选择的高压变频器调速控制方案主要有两种，即高-低-高和高-高两种，每种调速控制方案都有其特点，可根据火电厂锅炉厂风机的数量进行选择。若某火电厂的锅炉风机系统由2台以上的风机组成，且每台风机的功率均在400kW以上，则应选择高-高调速控制方案，以对锅炉风机系统进行有效的变频控制，降低其能耗。若锅炉风机系统的能耗在400kW以下，且锅炉风机数量为2台以下，则可以考虑选择使用高-低-高调速控制方案，具体的选择方案可以根据火电厂的锅炉风机系统实际情况进行选择。
　　2.2 高压变频器的控制方式
　　对于锅炉风机系统的高压变频器，在选择控制方式时，可以选择的有V/F控制方式、矢量控制、转差评率等方式。可根据每种控制方式的特点，选择锅炉风机系统所需要的高压变频器控制方式。V/F控制方式是常见的变频控制方式，其优点是控制方式简单，经济成本较低。但是V/F控制方式的变频转换效率较低，且受到转矩性能的影响，在变频的过程中容易发生不稳定的现象，不适用于大容量的锅炉风机系统。矢量控制方式具有较高的精度，且变频时的效率较高，在调速控制时响应速度较快，控制的效果较好，适合大容量锅炉风机系统的实际需要。但是矢量控制方式对于工作环境的要求较高，需要做好相应的配套工作，才能够发挥出矢量控制方式的优点。转差评率控制方式可以直接控制转矩和电流，因而在控制上较为直接，适用于静态的锅炉风机系统，且运行时稳定性较好。在确定了各控制方式的优点与缺点以后，可以根据锅炉风机系统的实际需要进行选择，尤其是在火电厂快速发展的过程中，锅炉风机系统的动态调整需求日益增大，针对动态调整的需要，矢量控制方式是较为合适的选择。若动态调整较少，可以选用转差评率控制方式，以提高锅炉风机系统运行时的稳定性。
　　2.3 高频变压器的应用效果
　　在应用了高压变频器以后，可以有效提升锅炉风机系统的稳定性、经济性，以贵州盘县热电厂为例，该火电厂有2台1400kW的引风机，在未改造以前，两台锅炉风机运行期间，电流波动较大，运行不够稳定，且能耗较大，造成了一定的能源浪费。两台引风机每年工作在7200小时左右，每年耗电4000万度左右。在使用了单元串联方案的高压变频器以后，每年可节能1734万度点，节能率为43.3%。且在改造完成以后，所选用的控制方式为矢量控制，大大降低了能耗，提高了电流的稳定性，使锅炉风机系统的运行更加的稳定[2]。
　　3 结束语
　　在锅炉风机系统中应用高压变频器的意义重大，对于火电厂来说，是有助于火电厂的可持续发展与经济效益的提高，需要注意的是，在应用高压变频器时，应根据火电厂的实际需要进行选择，不可盲目更改，以免对锅炉风机系统造成破坏。
　　参考文献
　　[1] 孙立伟.高压变频器在300MW火力发电厂中的应用[J].城市建设理论研究，2016，（21）：184-185.
　　[2] 王军，刘来春.高压变频器在热电厂锅炉系统中的节能应用[J].石化技术，2017，（8）：178.
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