SH-HVF高压变频器在135MW机组一次风机上的应用与研究

　　徐州某电厂135MW机组(厂内编号#4、5机组)采用的是WGF440/13.7-1型超温超高压、一次中间再热、自然循环、平衡通风、循环流化床(CFB)锅炉，每台机组配置两台一次风机，其风机与拖动电机采用连轴器联结，即未有任何节能措施，因而对一次风量的调节只能采入口叶片调节的方式实现。风机风门的开度常年工作在25%~42%之间，这导致风机运行效率较低，因此提高风机的运行效率，对节能降耗有着重要的作用。

　　一、变频技术与其它调速节能技术的比较

　　根据交流异步电动机的转速公式 ：

　　试中：f——电源频率(Hz);p——电机的极对数;s——转差率

　　由此可见，交流异步电动机的基本调速方法有三种：改变电机的极对数p、转差率s及电源频率f。为满足现场运行参数(流量、压力、转速等)的需要，除了传统的齿轮调速及液耦调速装置外，并针对不同的调速原理，从电机学的角度，目前市场上也推出了不同的调速装置：1)变极电机;2)高压斩波内溃调速装置;3)高压变频调速装置;4)电磁调速装置。所有这些调速方法，在工业上均得到了不同程度的应用。但因为节能降耗的客观要求，其中对节能降耗有重大意义的高压变频和斩波内溃装置近年来获得了长足的发展，其技术不断完善，节能效果也相当显著。拒统计，如果以调速传动代替原有的恒速传动，通过改变转速来调节流量和压力，取代传统的用风挡板和阀门调节的方法，平均可节约电力30%左右，估计全国全年可节电数百亿度。根据目前市场上的应用普极程度及发展潜力，本文仅对高压变频及高压斩波内溃两种调速原理进行分析比较。

　　1、高压变频调速节能原理

　　高压变频器是在低压变频器已成功应用的基础上发展起来的，从功率控制角度来讲，高压变频调速是典型的控制定子电磁功率从而间接控制转子电磁功率的调速的调速，进而实现了异步机机械功率控制，达到调节转速的目的。其功率控制原理如图1所示。

　　图1 变频调速的功率控制原理

　　一言以概之，高压变频器的节能原理就是：改变风机的转速来实现对风机的风量调节。根据风机相似理论：

　　式中：Q—风机流量; H—风机全压;n—转速;P— 轴功率。

　　风量Q与电机转速n成正比，Q∝n;风压H与电机转速n的平方成正比，H∝n2;轴功率P与电机转速n的立方成正比，P∝n3。 可见电机转速对其轴功率的影响是相当大的。

　　传统上对风机风量的调节，是通过改变管网特性即改变风门开度来实现，风机保持恒转速运转，通过调速风机档板的开度，管网的特性参数将发生变化，输出流量发生变化，这样就达到了在定速运行时调节风机输出流量的目标。因为在工程建设过程中，风机及其电机的选型要考虑到最大出力并留有一定的裕度，因而运行中风机的实际出力比起设计值来说偏小很多，调节风门的开度一般都小于40%，从而在档板上消耗了大量的无效轴功率，极大地降低了风机的转换效率，浪费了大量的能源。