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《變頻調(diào)速節(jié)能分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、變頻調(diào)速節(jié)能分析Energy-savingAnalysisOnFrequencyAdiustment周玉國（人連香海熱電廠，遼寧人連116ml）摘要：面對火力發(fā)電廠存在嚴重的能源浪費問題，通過對兒種調(diào)速方法的節(jié)能原理及能耗分析，結(jié)合實例，闡述了變頻調(diào)速的節(jié)能效果。關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；節(jié)能；調(diào)速；變頻［屮圖分類號JTM921.51［文獻標識碼陽［文章編-6*J1004-7913（2004）08-0043—02目前，我國火力發(fā)電廠由于輔機系統(tǒng)一次風機、二次風機、引風機、給水泵等主要高壓設(shè)備木身耗電雖大，而H機組負荷變化時，這些設(shè)備的驅(qū)動電機輸出功率不能隨Z進行調(diào)節(jié),
2、大部分能量消耗在節(jié)流損失中，在負荷經(jīng)常變動的調(diào)峰電廠及熱電廠表現(xiàn)尤為突出。以大連香海熱電廠為例，負荷隨季節(jié)變化大，機組自投產(chǎn)以來，年平均廠用電率在20%左右，以全年發(fā)電量3億kW?h計算，廠用電消耗高達0.6億kW?h。加強火力發(fā)電廠的節(jié)能工作，不僅是提髙其經(jīng)濟效益、增強市場竟爭力的有效手段，更是優(yōu)化全社會資源分布、實現(xiàn)國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要條件。1變頻調(diào)速節(jié)能原理1.變頻調(diào)速基本工作原理由電機學(xué)可知：n=60f/p（l-s）式屮：n為界步電動機轉(zhuǎn)速；，f為電源頻率；s為轉(zhuǎn)差率；P為迫機極對數(shù)。變頻調(diào)速就是通過改變供給電動機電源的頻率值達到改變電機轉(zhuǎn)速的目的。
3、1.2閥門/擋板調(diào)節(jié)改為變頻調(diào)速調(diào)節(jié)風機風蜃和水泵流量的方法有兩種：電動機的轉(zhuǎn)速怛定，調(diào)節(jié)閥門（或擋板）的開度;閥門（或擋板）的開度恒定，調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。通過改變閥門（或擋板）的開度調(diào)節(jié)流量的方法，電機總是處于全速運行狀態(tài)，電動機功率變化不大；對于泵和風機，由流體力學(xué)理論可知，流體流量與泵（或風機）的轉(zhuǎn)速一次方成正比（Q：Qe）；泵和風機的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的二次方成正比；功率戶則與轉(zhuǎn)速的三次方成正比（p=k3Pe）0其屮K=n/ne（n代表轉(zhuǎn)速），腳標e為額定工況參數(shù)，Q為流量，P為功率。當轉(zhuǎn)速降低時，電動機的能耗將以其三次方的速度下降。如：流量由90%降到80%,
4、則轉(zhuǎn)速相應(yīng)降到80%、壓力降到64%,而電機功率損失降到51.2%,節(jié)能48.8%?？梢?用調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的方法來控制流體的流量是最節(jié)能的。1.3電磁轉(zhuǎn)差離合器、液力耦合器調(diào)速改為變頻調(diào)速電磁轉(zhuǎn)差離合器和液力耦合器調(diào)速是變轉(zhuǎn)差調(diào)速的主要形式。電磁轉(zhuǎn)差離合器常用于低壓電機。它由電樞和感應(yīng)子兩部分組成，電樞為主動部分，轉(zhuǎn)速恒定；感應(yīng)子為從動部分，電樞與感應(yīng)子間氣隙為0.5mnl左右。?其調(diào)速功能是通過調(diào)節(jié)感應(yīng)子（從動部分）勵磁電流的大小來改變電樞與感應(yīng)子間氣隙磁感應(yīng)強度來實現(xiàn)。其調(diào)速范圍小，而且非線性嚴重，勵磁電流的損失都轉(zhuǎn)化為熱能。在高壓電機領(lǐng)域，多采用液力耦合器調(diào)速方
5、式。這種調(diào)速方法能耗大，效率低，其原因是存在著嚴重的耦合損失和轉(zhuǎn)差損失。耦合損失是由液壓汕內(nèi)摩擦造成的，轉(zhuǎn)弟損失是由于其調(diào)速時，輸出軸與輸入軸存在著轉(zhuǎn)速差造成的。這種損失隨著轉(zhuǎn)速差的增加而上升，兩部分損失最終都變成熱損失。而口此種調(diào)速方法受執(zhí)行機構(gòu)和液壓機構(gòu)的限制，調(diào)速精度差,存在嚴重的非線性，調(diào)速時不穩(wěn)定，運行不可靠。上述兩種方法改為變頻調(diào)速后，理論上調(diào)速范圍在0%-100%之間，而且線性度好，運行可靠，調(diào)節(jié)精度高，無論在輕載還是滿載情況下都有極高的效率。2傳統(tǒng)調(diào)速方法與變頻調(diào)速能耗比鮫2.1異步電動機的功率損失如圖1所示（以拖動恒轉(zhuǎn)矩負載為例），Illi線1
6、為異步電動機的白然機械特性；直線10為負載的機械特性，拖動系統(tǒng)的工作點為Q1,轉(zhuǎn)矩為轉(zhuǎn)速為nl,電動機的同步轉(zhuǎn)速為irtOlo在拖動系統(tǒng)中，電動機的負載功率為P=T?n/9550。電動機轉(zhuǎn)子功率分配如下：a.電動機的電磁功率：PMl=Tln01/9550；b?電動機軸上的輸出功率：pLi=T
7、nl/9550；c.電動機的功率損失：API二Pm—Pi」=Tl（g—m）/9550=T
8、Anl/9550=SPMi（忽略定子側(cè)的功率損失），S=Anl/nOi為界步電動機轉(zhuǎn)差率。町見，電動機的功率損失與轉(zhuǎn)差率的大小成正比圖1異步電動機的機械特性1——異步電動機的H氣機械特
9、性；1卜一負載的機械特性2.2各種調(diào)速方法的功率損失2.2.1繞線轉(zhuǎn)了異步電動機的功率損失繞線轉(zhuǎn)子異步電動機通過改變在轉(zhuǎn)子回路屮串人電阻的人小來調(diào)速，串入電阻后的機械特性如圖2屮的曲線2所示（曲線1為自然機械特性）。拖動系統(tǒng)的工作點移至Q?轉(zhuǎn)矩仍為T],轉(zhuǎn)速則下降為肌:。這時，由于同步轉(zhuǎn)速％
10、未變，故電磁功率P^=T
11、?no?/9550；電動機軸上輸出功率PL2=yl?n2/9550；電動機功率損失AP?二PmlPli=T
12、?（n01—n2）/9550：=T）-An2/9550,山于轉(zhuǎn)差厶n2=nOi—n2>Ani所以△P2^AP
13、o事實上，轉(zhuǎn)速的下降是通過在轉(zhuǎn)
14、子的外接電阻中消耗能量來
