變頻節(jié)能技術(shù)原理6精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的變頻節(jié)能技術(shù)原理6主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：變頻節(jié)能技術(shù)原理6范文

關(guān)鍵詞：變頻節(jié)能技術(shù)；原油穩(wěn)定裝置；應(yīng)用探討

變頻節(jié)能技術(shù)充分利用電子技術(shù)使交流電、直流電發(fā)生變化的一種手段。在實際的應(yīng)用過程中，具備很多的優(yōu)勢，比如低能耗。變頻節(jié)能技術(shù)還能結(jié)合實際的情況調(diào)整輸送原油的轉(zhuǎn)速，這樣可以為用戶輸送高質(zhì)量的原油，也具備一定的環(huán)保性。變頻節(jié)能技術(shù)能夠在一定程度上保證機電的有效性，相關(guān)的機械設(shè)備在實際的使用過程中不會受到壓力的影響。變頻節(jié)能技術(shù)的合理應(yīng)用能提升原油裝置的工作效率，并能在一定程度上延長原油裝置的使用壽命。

1輸油系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

現(xiàn)階段，在我國油田的實際開采過程中，一般會出現(xiàn)一些問題，其中最顯著的問題就是原油的含水量比較大，這就使得原油裝置采出的油分變得更少了，水分反而變多了，時間長了也會對原油裝置造成損害。因此，為了進一步的保證原油裝置能夠平穩(wěn)的工作，并有效的提升原油裝置在實際工作中的工作效率，就需要進一步的完善相關(guān)的裝置，這樣才能保證工作能順利地進行下去。

2影響變頻調(diào)速范圍的原因

2.1受到原油裝置特點的影響

原油裝置在具體的應(yīng)用過程中，合理地使用變頻節(jié)能技術(shù)可以對原油裝置運行效率進行調(diào)節(jié)，但是，需要注意的是，變頻的調(diào)速需要在一定的范圍內(nèi)。如果，調(diào)速超過了范圍，就會造成更多的損耗。比如，調(diào)速一旦過高，就會使地原油裝置的運行速度下降，對原油裝置造成不利的影響。如果電機輸送的功率非常大，就會使電機轉(zhuǎn)速變?nèi)?，這樣就會造成資源的浪費，也會對原油裝置造成損耗，使得使用壽命下降。因此，變頻調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)速需要在70%以上為最佳，并且轉(zhuǎn)速的決定還需要結(jié)合實際的工作環(huán)境來確定。

2.2定速泵與調(diào)速泵原理不同

在實際輸送原油的過程中，一般是多臺原油裝置一同工作。所以，為了節(jié)約能源，就要采用定速運行的機制，對于原油裝置來說，定速泵和調(diào)速泵之間有著很大的不同，一旦原油裝置中的調(diào)速泵的額定轉(zhuǎn)速超過了一定的范圍，那么調(diào)速泵和定速泵就不能同時運行了。

2.3變頻器的使用原理

隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷進步，在人們的日常生活中，智能化技術(shù)已經(jīng)滲透進了不同的領(lǐng)域。變頻節(jié)能技術(shù)主要是將計算機技術(shù)和油田開采中使用的其他技術(shù)有效地結(jié)合在了一起，這樣就形成了一種既能節(jié)約能源又能提升工作效率的新型技術(shù)，并且隨著這一技術(shù)的廣泛應(yīng)用，在油田開采的過程中也就更加成熟了。對于變頻節(jié)能技術(shù)來說，使用的原理是，在低壓的環(huán)境中，通過快速旋轉(zhuǎn)的葉輪力量傳遞原油，之后再通過內(nèi)部葉輪轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)控制吸取原油流量的多少。具體的轉(zhuǎn)速公式為：n=60f(1-s)/P。式中，P代表的是原油裝置中的轉(zhuǎn)差率；f代表的是電源的頻率；S代表的是電機極對數(shù)；通過分析這一公式，我們可以得出，小轉(zhuǎn)速會減少原油傳導(dǎo)過程中的流量，大轉(zhuǎn)速會增加原油傳導(dǎo)過程中的流量。因此，還需要結(jié)合實際情況控制好離心泵閥門的開合大小，閥門如果開得比較大，輸送的原油就會變得更多；閥門如果開得比較小，輸送的原油也隨之變少。

3技術(shù)方案

再對原油裝置的實際運行過程中，合理地運用變頻節(jié)能技術(shù)時，還需要注意以下的幾點：盡管合理的使用變頻節(jié)能技術(shù)可以為企業(yè)帶來比較高的經(jīng)濟效益，但是，需要注意的是，要想保證輸油線路的運轉(zhuǎn)可以正常地通行，就需要結(jié)合實際情況選擇合適的技術(shù)方案，并且，這一技術(shù)方案還需要和采油現(xiàn)場的實際情況是相匹配的，要充分考慮原油裝置在實際運行過程中的安全性，為了能保證這些工作可以順利地完成，就要采用以下幾種常見的技術(shù)方法。（1）在實際的操作過程中，一般使用變頻或者工頻這兩種方式，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)了問題和故障，就要將系統(tǒng)及時地切換為工頻的模式，這樣，在原油裝置就不會受到變頻系統(tǒng)的影響，可以保證石油的輸送是比較正常的，這樣能有效地滿足用戶的多元化需求。（2）系統(tǒng)在實際的操作過程中，一般是將調(diào)節(jié)的方式設(shè)計為開環(huán)以及閉環(huán)的狀態(tài)。閉環(huán)的狀態(tài)表示的是變頻調(diào)速系統(tǒng)可以結(jié)合實際情況進行自我調(diào)節(jié)；開環(huán)指的是調(diào)速系統(tǒng)并不會被油壓的因素所影響，這樣可以保證油壓一直都是處于平穩(wěn)恒定的狀況下。（3）原油裝置在實際的操作過程中，需要結(jié)合實際情況設(shè)置應(yīng)急按鈕，一旦出現(xiàn)了突況，就可以按下按鈕將系統(tǒng)的運行中止，這樣控制室才能對系統(tǒng)的整個運行參數(shù)做好監(jiān)控，方便監(jiān)控室的管理人員進行下一步的工作。（4）為了完善原有裝置中的參數(shù)，保證原油裝置能正常地運行下去，在輸油系統(tǒng)正常運行的情況下，選擇合理的方式，利用信息化技術(shù)對參數(shù)進行合理的設(shè)置，這樣能避免因為變頻系統(tǒng)過于靈敏所造成原油裝置停機的狀況。（5）在系統(tǒng)中安裝報警的功能，并結(jié)合原油裝置對參數(shù)進行調(diào)整，可以將故障直接地記錄在平臺上，有助于問題的及時解決。

4變頻節(jié)能技術(shù)在原油裝置中的應(yīng)用

4.1提升了工作效率

現(xiàn)階段，在一些使用了變頻節(jié)能技術(shù)的企業(yè)，都會對原油裝置進行進一步的完善，這樣可以有效地提升輸送原油的效率，并且變頻節(jié)能技術(shù)有著十分強大的優(yōu)勢，那就是節(jié)能，不僅能很好地適應(yīng)在原油裝置中，還能有效地延長原油裝置的使用壽命。變頻節(jié)能技術(shù)可以有效地調(diào)整電機的原油輸送量，還能結(jié)合實際的采油情況進行自主調(diào)節(jié)，能有效地提升原油裝置的工作效率。

4.2節(jié)能效果

變頻節(jié)能技術(shù)在原油裝置的實際運行過程中，可以為原油裝置提供變頻電源，這樣就能發(fā)揮出調(diào)速的最大價值。在實際的原油輸送過程中，企業(yè)要結(jié)合用戶的要求和實際的需求量，選擇不同的流量，這樣才能節(jié)約資源，在原油裝置中的變頻器接收到了相關(guān)的信號后，就需要對傳輸出來的數(shù)據(jù)進行合理的分析，這樣可以進一步地節(jié)約能耗。通過將變頻節(jié)能技術(shù)合理應(yīng)用在原油裝置中，具備很強的優(yōu)勢，不僅可以提升工作效率，還能保證原油在輸送過程中的穩(wěn)定性。工作人員的工作環(huán)境也得到了一定的改善，這樣可以進一步提升工作人員的工作積極性，與此同時，還能進一步提升企業(yè)的實際工作效率，這樣不僅節(jié)約了能源，還響應(yīng)了國家所提出的環(huán)保需求。因此，對變頻節(jié)能技術(shù)進行合理的應(yīng)用，不僅可以保證企業(yè)經(jīng)濟收益的提升，還能減少噪音和磨損，從而提升工作機組的使用壽命。

5結(jié)語

綜上所述，本文主要探析了變頻節(jié)能技術(shù)在原油裝置中的具體應(yīng)用。原油裝置在合理使用了變頻節(jié)能技術(shù)后，可以有效提升裝置的使用壽命，這樣能在一定程度上節(jié)約成本，與此同時，還能減少維護設(shè)備過程中的人工成本。通過對變頻節(jié)能技術(shù)的合理應(yīng)用，能夠改善原油在輸送過程中的浪費情況，可以有效地提升企業(yè)的經(jīng)濟效益，促進企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]劉鋼立,李新龍,曹東嬌,張佳鵬,郭春.智能變頻技術(shù)在長距離盾構(gòu)區(qū)間施工通風(fēng)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代隧道技術(shù),2020,v.57(S1):647-650.

[2]汪學(xué)峰.變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)在石油化工行業(yè)的應(yīng)用[J].電機與控制應(yīng)用,2009,36(10):8-10+21.

[3]周慧敏.城市軌道交通車站空調(diào)水變頻技術(shù)現(xiàn)場測試與數(shù)據(jù)分析后評估[J].城市軌道交通研究,2020,v.23;No.212(05):97-99+104.

[4]馬翔,董康田,鄭金,等.離心風(fēng)機變頻調(diào)速運行中存在問題及解決方法[J].熱力發(fā)電,2019,048(011):79-83.

[5]馬潤生,王賀飛,趙文強,等.基于PLC與變頻技術(shù)的主變風(fēng)冷控制柜設(shè)計[J].電子器件,2019,v.42(05):46-51.

[6]李素慧,趙文濤.變頻節(jié)能技術(shù)在我國煤礦機電設(shè)備中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2014,000(020):285-285.

[7]劉長軍.對變頻節(jié)能技術(shù)節(jié)能原理的幾點分析[J].中小企業(yè)管理與科技,2011(01):287-287.

第2篇：變頻節(jié)能技術(shù)原理6范文

關(guān)鍵詞：變頻技術(shù) 鋼廠行業(yè) 工業(yè)生產(chǎn)

中圖分類號：TM921.51 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（a）-00-01

隨著我國國民經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展，帶動了能源消費長期高速增長。目前我國能源供給已呈現(xiàn)出緊張局面。大力推進節(jié)約降耗，緩解資源瓶頸制約，實現(xiàn)能源環(huán)境和經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展是我國用能工作的核心。鋼鐵行業(yè)是我國國民支柱行業(yè)，也是我國高能耗部門。因此，鋼鐵企業(yè)日常生產(chǎn)的節(jié)能改造成為降低企業(yè)能耗，實現(xiàn)鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排目標的關(guān)鍵。而分析鋼鐵行業(yè)中的重要用能設(shè)備，發(fā)現(xiàn)鋼鐵的熔煉爐是整個鋼鐵企業(yè)中最為重要的用能設(shè)備，如何提高熔煉爐的能源利用效率，降低能耗，成為當前研究的熱點問題。而變頻技術(shù)是當前最為熱門的節(jié)能技術(shù)，其通過智能化的控制系統(tǒng)功率的方式，實現(xiàn)設(shè)備整體能耗的降低，該文就變頻技術(shù)在鋼廠生產(chǎn)中應(yīng)用進行了分析，提出了一套降低鋼鐵行業(yè)能耗的方法。

1 變頻技術(shù)原理

因此需要在降低頻率的同時也要降低電壓，這就提出了頻率與電壓協(xié)調(diào)控制。而這種頻率與電壓協(xié)調(diào)控制的方案又稱為可變頻率可變電壓調(diào)速（VVVF），簡稱變頻調(diào)速。

2 鋼廠生產(chǎn)系統(tǒng)的變頻改造方法

2.1 改造方法

對于鋼鐵生產(chǎn)的熔煉爐往往通過對其送風(fēng)電機的變頻改造，通過改吧熔煉爐燃燒效率的方式，實現(xiàn)整個高能耗設(shè)備的變頻節(jié)能改造。而送風(fēng)風(fēng)機的主要驅(qū)動設(shè)備是電機，因此將對三相異步電機進行變頻改造，是完成整個系統(tǒng)能耗降低目標的關(guān)鍵。

變頻節(jié)能技術(shù)主要是通過改變電機轉(zhuǎn)速的方式，通過優(yōu)化異步電機在不同工作狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)電機的節(jié)能。一般是對驅(qū)動電源的電壓和頻率進行優(yōu)化，這樣使異步電動機的轉(zhuǎn)速實現(xiàn)平滑地調(diào)節(jié)，這樣可以實現(xiàn)根據(jù)輸出量的要求來改變輸出功率來達到節(jié)能的目的。

該文設(shè)計了一種專門針對鋼廠高能耗設(shè)備的變頻控制系統(tǒng)，這個系統(tǒng)的硬件組成主要有以下幾個部分：智能PID控制器、電源切換柜、傳感器、變頻器和空氣壓縮機組成。在變頻系統(tǒng)中安裝電源切換柜，主要是為了加大系統(tǒng)安全系數(shù)。當變頻系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，仍能保證空氣壓縮機的正常運行；變頻器的主要作用就是控制電機的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)變頻節(jié)能技術(shù)；壓力傳感器的作用主要就是監(jiān)控氣體的壓力；智能PID控制器主要作用是，通過相關(guān)算法保持系統(tǒng)輸出的氣體壓力恒定。

變頻控制系統(tǒng)是通過安裝在熔煉爐中的溫度傳感器，通過傳感器檢測鋼水的溫度，將實際溫度與設(shè)定溫度的差值傳送給PID控制器，PID控制器按照設(shè)定溫度信號輸出一個電流信號送到變頻器。當溫度傳感器檢測到的溫度差值為正數(shù)時，PID控制器輸出的信號減弱，使變頻器輸出頻率降低，降低送風(fēng)量，以降低熔煉爐中的溫度。反之當溫度傳感器檢測到的溫度差值為負數(shù)時，PID控制器輸出的信號增強，使變頻器輸出頻率增加，提高送風(fēng)量，以提高熔煉爐中的溫度的目的。這樣實現(xiàn)了鋼廠高能耗設(shè)備智能化控制的目的。

2.2 改造效果

3 實際鋼廠中高能耗設(shè)備變頻改造

分析

該文對某鋼廠的所有的大功率機電設(shè)備安裝變頻節(jié)能系統(tǒng)，主要包括合成工序11臺功率55 kW電機，過濾工序12臺55 kW電機，干燥工序6臺75 kW電機，熱風(fēng)爐用引風(fēng)機、鼓風(fēng)機6臺55 kW電機及其他設(shè)備用小功率電機等。機電類負載多是根據(jù)滿負荷工作需用量來選型，實際應(yīng)用中大部分時間并非工作于滿負荷狀態(tài)。采用變頻器直接控制機電類負載是一種最科學(xué)的控制方法，利用變頻器內(nèi)置PID調(diào)節(jié)軟件，直接調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速保持恒定，從而滿足系統(tǒng)要求的壓力。當電機在額定轉(zhuǎn)速的80%運行時，理論上其消耗的功率為額定功率的（80%）3，即51.2%，去除機械損耗、電機銅、鐵損等影響。節(jié)能效率也接近40%，同時也可以實現(xiàn)閉環(huán)恒壓控制，節(jié)能效率將進一步提高。由于變頻器可實現(xiàn)大的電動機的軟停、軟起，避免了啟動時的電壓沖擊，減少電動機故障率，延長使用壽命，同時也降低了對電網(wǎng)的容量要求和無功損耗。

參考文獻

[1] 鐘偉強.變頻調(diào)速電機節(jié)能分析[J].研究與探討，2004（2）：28-29.

[2] 任宏.三相異步電動機降壓節(jié)能研究及應(yīng)用[J].應(yīng)用能源技術(shù)，2011（5）：32-34.

第3篇：變頻節(jié)能技術(shù)原理6范文

關(guān)鍵詞：煤礦；機電設(shè)備；變頻節(jié)能；應(yīng)用

中圖分類號：TD63 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）30-0019-02

我國屬于具有豐富煤礦資源的大國，地表層中具備很大量的煤礦資源。不斷發(fā)展煤礦產(chǎn)業(yè)，對于提高國民經(jīng)濟具有很大促進作用?，F(xiàn)階段，國內(nèi)煤礦開采事業(yè)整體情況不樂觀，煤礦企業(yè)，特別是一些小型煤礦，往往都會存在技術(shù)落后的問題，在實際生產(chǎn)和開采的過程中，不能保證安全問題，從而影響整體生產(chǎn)效率。為了能夠很好的解決上述問題，在煤礦機電設(shè)備中逐漸應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)，充分結(jié)合實踐和理論，其具備十分良好的應(yīng)用性能，可以進行大量推廣，以便于可以增加生產(chǎn)效率，全面實現(xiàn)安全、可靠的變頻技術(shù)。

1 變頻節(jié)能技術(shù)基本概述

變頻節(jié)能技術(shù)實際上是利用高科技方式來達到改變電流頻率目的的一種技術(shù)，其中控制電源頻率的是變頻器，變頻器基本原理就是，工頻電流在整流器中變?yōu)橹绷麟娫?，然后把直流電源變?yōu)榭梢岳秒妷?、頻率控制的交流電，最后輸送到電動機內(nèi)，變頻器具有比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。主要包括電極電容、電源板、鍵盤、控制面板等構(gòu)成，有效合理結(jié)合上述元件，可以在最節(jié)能情況下運行電動機。傳統(tǒng)煤礦機電設(shè)備是不能夠改變電流頻率的，在運行設(shè)備的時候，不能控制和改變轉(zhuǎn)數(shù)，促使煤礦機電設(shè)備會長期運行在恒定的情況下，不但會縮短設(shè)備運行周期，還不能合理的改變設(shè)備轉(zhuǎn)速，并且導(dǎo)致消耗大量能源。隨著不斷研究和發(fā)展，開始出現(xiàn)變頻調(diào)節(jié)技術(shù)，很大程度改變了這一問題。在煤礦機電設(shè)備中使用變頻技術(shù)，可以在運行過程中節(jié)約能源，還可以提高設(shè)備靈活性，最大限度降低能源損耗和提高使用年限。

2 煤礦機電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

2.1 采煤機中應(yīng)用變頻技術(shù)

由于不斷完善和改進變頻節(jié)能技術(shù)，使其可以完全符合煤礦設(shè)備運行中的電牽引需求，限制電機設(shè)備牽引尺寸，因此，不可以具有過大的功率。在具有相同尺寸外形的情況下，交流電機可以變得更大，對于提高系統(tǒng)可靠性和增加功率具有一定作用。一般來說，不會只有一種電機牽引變頻結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，其中交、直、交變頻系統(tǒng)具備性能可靠、使用壽命長等特點，成為比較廣泛應(yīng)用的技術(shù)。牽引部分的供電方式基本就是牽引變壓器，可以把三相工頻交流電變?yōu)楹愣ǖ闹绷麟?，或者也可以變成交流電，然后利用大功率晶閘管把其變?yōu)榭勺冸妷汉皖l率的交流電，達到無極調(diào)速的目的。變頻技術(shù)還具有一定的保護作用，例如，熔斷絲切斷、控制電源異常、過負荷、過熱、過電流失速、欠壓、CPU控制電路異常等。如果能夠開啟變頻技術(shù)中的保護功能，會使得立即停止變頻器的工作，利用數(shù)碼管顯示故障情況，數(shù)字面板來合理設(shè)置參數(shù)，保證可以在額定轉(zhuǎn)速基礎(chǔ)上恒定調(diào)速。

2.2 提升機中應(yīng)用變頻技術(shù)

提升機是可以利用相應(yīng)設(shè)備來運輸系統(tǒng)中礦石、廢石、設(shè)備、材料等環(huán)節(jié)，是煤礦地下運輸主要設(shè)備。礦井系統(tǒng)因為具備控制復(fù)雜、運行快、慣性大等特點，經(jīng)常會交替實際運行情況，但是不管怎樣提升機運行，都需要具備很高的電機轉(zhuǎn)動要求，如果具有比較低可靠性的電機傳動過程，會很大程度影響系統(tǒng)的運行和生產(chǎn)效率，但是在實際運行的時候，還會存在效率不高、工作量大的問題。如果沒能依據(jù)實際規(guī)定運行速度曲線進行，會導(dǎo)致系統(tǒng)失控，出現(xiàn)不可避免的超速或者過卷事故，影響和危害工作人員人身安全。不少中小型提升機都會使用交流電傳動系統(tǒng)，但是由于存在效率低、調(diào)速性能差等問題，在使用的時候，會大量消耗系統(tǒng)電能，從而影響系統(tǒng)正常運行。在礦井提升機中應(yīng)用變頻技術(shù)，是未來發(fā)展的重要方向，在應(yīng)用變頻技術(shù)的時候，基本上都是以PLC控制系統(tǒng)和高壓變頻調(diào)速控制系統(tǒng)位主，前者可以利用PLC控制達到目的，存在電磁兼容性和絞車系統(tǒng)保護功能技術(shù)，可以在一定程度上監(jiān)視動態(tài)換面、控制全程位置和速度；后者主要是利用串聯(lián)單元多電平高壓變頻控制系統(tǒng)，不但能夠保證系統(tǒng)的安全性和抗干擾能力，還可以在低壓控制電路和高壓主電路中進行通訊。

2.3 井下傳送帶中應(yīng)用變頻技術(shù)

煤礦井下運輸?shù)闹饕獎恿褪菐竭\輸機，可以在距離相對較遠的工作點間進行運輸送料，保證可以分離物料運載裝置和驅(qū)動裝置，避免出現(xiàn)皮帶打滑、撒料等問題，確保可以連續(xù)可靠運輸煤炭，在井下傳送中應(yīng)用變頻技術(shù)，可以達到軟啟動皮帶的目的，還可以確保能夠穩(wěn)定運行和啟動設(shè)備，此外，應(yīng)用變頻技術(shù)可以最大限度增加利用率，確保在運行過程中能夠具有90%以上的能源利用率，可以降低能源消耗，還可以及時在煤礦機電設(shè)備中輸送多余負力，降低運行消耗的熱力。

2.4 煤礦通風(fēng)機種應(yīng)用變頻技術(shù)

煤礦通風(fēng)機包括兩部分，局部通風(fēng)機和主風(fēng)機，一般把在地面上安裝主風(fēng)機，基本上都是抽出式，會存在井風(fēng)井和會風(fēng)井，并且會在井下出現(xiàn)全負壓系統(tǒng)。在井下安裝局部通風(fēng)機，大多數(shù)都是壓入式，基本上都是應(yīng)用在巷道掘進中。煤礦通風(fēng)機的基本作用實際上就是排出以及稀釋有害氣體，并且保證井下具備新鮮風(fēng)流，達到降溫的目的。隨著不斷進行挖掘和開采，即便沒有改變風(fēng)量，也會不斷提高對于井下風(fēng)壓的需求，從而會增加風(fēng)機的實際運行功率。在風(fēng)機中應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)以后，可以依據(jù)實際巷道需求來合理調(diào)節(jié)，保證可以最大程度節(jié)約能源，合理更改以往風(fēng)機滿負荷工作情況，在改造風(fēng)機以后，出現(xiàn)的軟啟動功能不僅可以隨時停止，還不會沖擊電網(wǎng)。

2.5 水泵中應(yīng)用變頻技術(shù)

在生產(chǎn)煤炭的過程中，水流量是依據(jù)實際情況進行的，一般情況下，會在變工況的時候運行，利用機械對閥門的實際開度合理調(diào)節(jié)，達到水泵運行的目的。經(jīng)過長時間的運行，會不斷降低水泵運行效率，縮短設(shè)備使用期限。在水泵設(shè)備中合理應(yīng)用變頻技術(shù)，主要就是利用變頻器和PLC控制器，在設(shè)備中安置PLC控制器，可以在一定程度上提高變頻器的智能化和靈活性，確?？梢愿咝А踩纳a(chǎn)運行。變頻器可以靈活控制水泵的啟停，可以降低因為頻繁起停和空轉(zhuǎn)過程中的能量消耗，確保在恒定井下液位的時候，還可以最大限度降低設(shè)備損耗。

3 結(jié) 語

總而言之，在煤礦機電設(shè)備中應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)變得更加廣泛，不僅能夠合理的控制設(shè)備運行速度，還可以有效降低磨損機械的程度，可以利用變頻節(jié)能技術(shù)來解決生產(chǎn)過程的操作問題，以便于可以提高運行效率和整體性能，除此之外，在未來的發(fā)展過程中，變頻技術(shù)對于配置特殊設(shè)備、專業(yè)化設(shè)備以及達到網(wǎng)絡(luò)化控制變頻器的目的，保證可以充分發(fā)揮變頻技術(shù)的實際作用，為企業(yè)發(fā)展帶來最大化的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1] 溫勇.煤礦機電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用分析[J].河南科技，2013，

（15）.

[2] 于淑珍.探討我國煤礦機電設(shè)備中變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用[J].黑龍江科 技信息，2013，（4）.

[3] 任軍.變頻節(jié)能技術(shù)在煤礦機電設(shè)備的應(yīng)用研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，

2015，（12）.

[4] 杜培，秦冬松，趙彥輝，等.現(xiàn)階段我國煤礦機電設(shè)備變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng) 用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2014，（32）.

[5] 吳健雄.對煤礦機電設(shè)備變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用探討[J].大觀周刊，2013，

（1）.

第4篇：變頻節(jié)能技術(shù)原理6范文

關(guān)鍵詞：火電廠；引風(fēng)機；變頻節(jié)能

對火電廠引風(fēng)機進行變頻節(jié)能改造，主要原理就是改變電機供電電源頻率，通過變頻系統(tǒng)將電網(wǎng)內(nèi)交流電整流成直流電，然后利用逆變器逆變成頻率可調(diào)交流電，然后將其提供給交流電動機，對電機轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)。在實際應(yīng)用中，具有響應(yīng)快、效率高、過載性能強以及降低損耗等優(yōu)點，并且能夠根據(jù)實際生產(chǎn)需求來選擇合適的變頻器。利用變頻技術(shù)對引風(fēng)機進行節(jié)能改造，可以實現(xiàn)變頻調(diào)速，取得良好的節(jié)能效果。

1 變頻節(jié)能改造技術(shù)原理

火電廠生產(chǎn)系統(tǒng)中一般選擇的是鼠籠型感應(yīng)電動機驅(qū)動的風(fēng)機，運行時由恒頻高壓拖動，電機保持定速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，利用擋板調(diào)節(jié)方式來調(diào)節(jié)風(fēng)機風(fēng)量。其中，擋板為一個圓板狀蓋子，與風(fēng)道軸方向成垂直安裝，通過開度的調(diào)節(jié)來改變風(fēng)量大小。入口擋板控制范圍要大于出口擋板控制范圍，如果降低入口擋板控制范圍，則軸功率會與風(fēng)量成比例降低。雖然此種調(diào)節(jié)方式，可以滿足實際生產(chǎn)風(fēng)機運行調(diào)速要求，但是從經(jīng)濟角度來看，會造成大量電能損耗，生產(chǎn)成本提高。利用變頻技術(shù)進行改造，即在保證調(diào)速功能正常的前提下，降低生產(chǎn)運行損耗，且可以降低對設(shè)備的磨損。如圖1所示，當所需風(fēng)量從Q1降低到Q2時，選擇調(diào)節(jié)風(fēng)門的方法，會造成管網(wǎng)阻力增大，管網(wǎng)特性曲線增大，系統(tǒng)運行從工況點A變成工況點B，軸功率P2與面積H2×Q2成正比。選擇調(diào)速方法，風(fēng)機轉(zhuǎn)速由n1降低為n2，管網(wǎng)特性不變而風(fēng)機特性曲線下移，運行工況點由A點轉(zhuǎn)變?yōu)镃點，所需軸功率P3與面積HB×Q2成正比，則此種方法節(jié)約的軸功率與H2HBCB面積成正比[1]。

圖1 風(fēng)機運行曲線與管網(wǎng)特性曲線圖

風(fēng)機主要作用是傳送氣體，將電動機軸功率轉(zhuǎn)變?yōu)榱黧w，其中風(fēng)機輸出軸功率：P=QH/ηp，其中Q表示風(fēng)量，H表示風(fēng)壓，ηp表示風(fēng)機軸效率。由公式可知，風(fēng)機風(fēng)量與轉(zhuǎn)速為正比關(guān)系，而風(fēng)壓與轉(zhuǎn)速平方成正比，可以確定風(fēng)機軸功率與轉(zhuǎn)速立方為正比關(guān)系?；诖巳绻a(chǎn)需要80%額定風(fēng)量，可以對風(fēng)機轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)，達到額定轉(zhuǎn)速80%即可，降低了風(fēng)機運行功率。

2 引風(fēng)機變頻調(diào)速方式特點

對引風(fēng)機進行變頻調(diào)速，本質(zhì)上就是利用電力電子技術(shù)，對頻率進行調(diào)整，可以根據(jù)實際需求調(diào)整驅(qū)動發(fā)電機速度，進而能夠調(diào)扇轉(zhuǎn)速。變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到異步電機中，且具有高電壓、大容量變頻技術(shù)發(fā)展趨勢，與其他交換驅(qū)動器的三相異步電動機調(diào)速系統(tǒng)以及直流驅(qū)動系統(tǒng)等方法相比，變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)具有更明顯的優(yōu)勢[2]。

第一，速度快且穩(wěn)定性高。逆變器自身具有比較高的轉(zhuǎn)換效率，結(jié)合三相異步電動機的滑差與變急速運行，變速平滑度高。

第二，電流控制。主要是指對電機啟動電流的控制，如果通過工頻來啟動時，將會產(chǎn)生多倍額定電流，進而會縮短電機壽命。而變頻調(diào)速方法，能夠零速零電壓啟動，頻率與電壓間可以確立穩(wěn)定的關(guān)系，這樣變頻器就可以按照V/F以及矢量控制方式來帶動負載作業(yè)。對引風(fēng)機進行變頻調(diào)速技術(shù)改造，可以降低啟動電流，并提高繞組承受能力，提高設(shè)備運行穩(wěn)定性，降低后期維護難度。

第三，自動控制。實現(xiàn)了對燃燒過程的自動控制，即利用變頻技術(shù)，可以提高點對點硬線連接效果，并通過高速通信連接變頻器系統(tǒng)提高設(shè)備運行可靠性，降低設(shè)備維護難度，提高生產(chǎn)成本。

第四，可靠保護。變頻改造后，設(shè)置的變頻器本身具有欠電壓、過電壓、過溫、斷相、接地與短路保護，且還具有電動機過溫保護，這樣可以最大程度上來降低運行故障的影響，且可以在故障發(fā)生時確定原因，縮短故障處理所需時間[3]。通過對引風(fēng)機的變頻改造，為設(shè)備運行提供了可靠保護，有效降低電機被燒壞的可能性。

3 引風(fēng)機變頻節(jié)能設(shè)計改造技術(shù)要點

3.1 技術(shù)要點

（1）變頻器

第一，很多情況下為降低變頻器出線側(cè)輸出電壓高次諧波，在進行改造時選擇在變頻器輸出端并聯(lián)的電力電容器，但是實際上很容易造成輸出端被電流沖擊，而影響運行可靠性。針對此可以選擇串聯(lián)電抗器，即在變頻器輸出端串聯(lián)一個電感，同樣可以達到降低諧波的效果。第二，盡量不要在變頻器輸出端設(shè)置電磁開關(guān)來控制電機啟停，一般除了設(shè)置一臺具有多臺電機拖動系統(tǒng)的變頻器外，應(yīng)由變頻器來控制電機運行，或者根據(jù)需要利用鍵盤面板進行操作。第三，選擇應(yīng)用額定電壓進行設(shè)計，如果選擇其余電壓，需要利用變壓器將電壓上升或降低到額定電壓值。

（2）負荷匹配

為保證風(fēng)機可以在不同負荷條件下獲得最佳節(jié)能效果，在進行變頻調(diào)速設(shè)計時，就需要合理選擇設(shè)備型號，保證其容量與實際負荷相匹配。包括風(fēng)機與所配電機的匹配，一般應(yīng)將裕量控制在10%以內(nèi)。

（3）抗電磁干擾

電磁干擾會影響電機運行效率，為達到良好的變頻調(diào)速設(shè)計效果，還要重視抗電磁干擾處理，例如選擇硬件與軟件相結(jié)合的抗干擾方法，以及根據(jù)實際生產(chǎn)需求選擇屏蔽、隔離、濾波、接地等技術(shù)[4]。

3.2 實例分析

以某發(fā)電廠為例，設(shè)置有600MW機組引風(fēng)機系統(tǒng)，額定功率為2850kW，額定電壓為10kV，額定功率為50Hz，轉(zhuǎn)速為580r/min。風(fēng)門為擋板調(diào)節(jié)，據(jù)統(tǒng)計引風(fēng)機電能損耗量為全廠電量18%。對其進行變頻調(diào)速節(jié)能設(shè)計，選擇設(shè)置PH-10-6-2750型高壓變頻器。發(fā)電機組年計劃發(fā)電量為33.56億kW?h，平均負荷率為70%，這樣對機組運行損耗進行計算：擋板調(diào)速電耗335600×0.891%=2990.2萬kW?h，高壓變頻器335600×0.452%=1516.9萬kW?h。則變頻設(shè)計后運行損耗電能差：2990.2-1516.9=1473.3萬kW?h，按照上網(wǎng)電價0.4元/kW?h計算，節(jié)約電能經(jīng)濟效益為：1473.3×0.4=589.32萬元

4 結(jié)束語

為提高電廠生產(chǎn)綜合效益，降低運行電力損耗，需要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，積極應(yīng)用各項新型技術(shù)，對生產(chǎn)系統(tǒng)進行優(yōu)化，在保證運行穩(wěn)定性與可靠性的前提下，控制損耗量。其中對引風(fēng)機進行變頻調(diào)速節(jié)能設(shè)計，現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到電廠建設(shè)中，需要明確變頻調(diào)速原理，確定設(shè)計技術(shù)要點，保證設(shè)計效果滿足實際生產(chǎn)需求，提高電廠生產(chǎn)經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1]周培建.火電廠引風(fēng)機變頻節(jié)能改造的研究[D].青島理工大學(xué)，2014.

[2]相玲.變頻調(diào)速技術(shù)在風(fēng)機、水泵節(jié)能改造中的應(yīng)用[D].華北電力大學(xué)，2012.

第5篇：變頻節(jié)能技術(shù)原理6范文

[關(guān)鍵詞]水泵改造 變頻器 節(jié)能技術(shù)

中圖分類號：K520 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）19-0259-01

變頻器在各個領(lǐng)域都被大量使用，尤其是在重工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的更為普遍，水泵中的起重設(shè)備、風(fēng)機等都大量使用變頻器，其對于維持設(shè)備穩(wěn)定性，使系統(tǒng)更加簡化，提高系統(tǒng)的自動化能力具有非常重要的意義。在水泵改造中也大量應(yīng)用變頻器，并能夠起到非常好的節(jié)能效果。為此，加強對變頻器在水泵改造中的應(yīng)用研究對于水泵改造有非常重要的意義。

一、在水泵改造中變頻器的調(diào)速原理

（一）變頻器應(yīng)用背景

一般，在大部分的冶金企業(yè)中，礦產(chǎn)的開發(fā)和生產(chǎn)都應(yīng)用到了風(fēng)機和水泵設(shè)備，而在發(fā)電企業(yè)中的應(yīng)用也較為普遍。本文以某電廠為例，對變頻器的使用情況進行了分析和介紹：廠中的熱爐使用了5臺風(fēng)機，功率全部都為50千瓦；而電廠中的火爐需要的電量非常多，對設(shè)備的需求也較大，為此應(yīng)用了多個功率的風(fēng)機，以滿足生產(chǎn)需要，其中，共有10臺風(fēng)機功率分別是40千瓦、35千瓦、25千瓦、10千瓦；廠中的生產(chǎn)線上應(yīng)用了8臺風(fēng)機和水泵。鑒于廠中的電機設(shè)備一般都是直接啟動形式的，其自動轉(zhuǎn)速較為困難，還應(yīng)用擋風(fēng)板和閥門對風(fēng)量和流量進行控制，但是因為電機設(shè)備啟動時需要力矩，就要增加電流量，為此可以從電網(wǎng)中獲取一些額定電流，但是如果電流量過大的話就會使電流出現(xiàn)浪費，電壓波動及電網(wǎng)也會受到損害，如果電機遭到了損壞，對其更換的時間會較長，也會對供電企業(yè)能否正常生產(chǎn)造成非常大的影響。但是變頻器的應(yīng)用卻可以有效解決上述問題。

該廠為了使電力能源得到節(jié)約應(yīng)用了變頻器為DHVECTOL―HI大功率的變頻器，該變頻器采用的是PWM疊加技術(shù)，輸出方式為每個單元串聯(lián)疊加輸出，該系列6kV變頻器采用了12級單元串聯(lián)形式，電壓輸出也采用的單元輸出疊加方式，輸出的波形為正弦波，而諧波的輸出量較少，一定程度上較少了諧波對環(huán)境帶來的污染。整套的變頻器系統(tǒng)，由四個部分組成，分別是變壓器柜、功率單元、旁通柜等。該變壓器能夠根據(jù)客戶的需求對回路進行自動控制和轉(zhuǎn)換。

（二）變頻器的應(yīng)用原理

變頻器對轉(zhuǎn)速進行改變的方式是通過改變電動機定子供電頻率來實現(xiàn)的，在改變了以后，從而使電動機實現(xiàn)調(diào)速。異步電動機的轉(zhuǎn)速公式為：n=50f（1―S）/P，變頻器的轉(zhuǎn)速差為S=（n1-n2）/n1。在以上的公式中，S代表的是變頻器的轉(zhuǎn)速率；P代表的是電機設(shè)備的電磁值數(shù)；n代表的是轉(zhuǎn)速；f代表的是變頻器電源的頻率。

通過以上的公式可以知道，變頻器的轉(zhuǎn)速n與f是呈正相關(guān)的，要想使電機的轉(zhuǎn)速發(fā)生改變只要改變電源頻率就可以實現(xiàn)。對三相交流電的頻率改變了以后，就可以對同步轉(zhuǎn)速進行轉(zhuǎn)換。同時也就調(diào)節(jié)了電動機的轉(zhuǎn)子速度。變頻器在應(yīng)用中的特點表現(xiàn)在：能夠?qū)崿F(xiàn)從高到低的調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)速之差能夠維持在最小值以內(nèi)。

（三）變頻器在電動機運行方面的好處

變頻調(diào)速器能夠?qū)崿F(xiàn)電機的雙面轉(zhuǎn)動，既能夠朝著正面轉(zhuǎn)動，也可以實現(xiàn)反面的轉(zhuǎn)動。在實現(xiàn)對其的轉(zhuǎn)動時只要將變頻器內(nèi)的變速管按照特定的順序改變就可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)換。這種轉(zhuǎn)換方式能夠減少設(shè)備的損耗，也能夠有效避免因為轉(zhuǎn)相不當造成的電機燒毀。對其速度進行增減可以任意調(diào)節(jié)，時間上相對平緩，起動的電流量一般都非常小，在運轉(zhuǎn)到一定程度時，可以在頻率較高的情況下將其停止。

二、應(yīng)用變頻器的節(jié)能分析

該電廠水泵循環(huán)水應(yīng)用中又增加了一臺新的水泵，其型號為Y315M―3，其功率為50千瓦，水泵控制系統(tǒng)為S7―190，該控制系統(tǒng)能夠?qū)幊踢M行控制，并能夠?qū)λ蛔龀鰴z測回饋，這是因為編程控制器是由多個變頻器構(gòu)成的，系統(tǒng)較為靈敏。

該水泵應(yīng)用了閉合式的電路，在水泵改造前應(yīng)用的是PLC水位檢測信號控制器，但是在對其進行了改造以后，應(yīng)用的則是520千瓦的自動調(diào)節(jié)變頻器，在應(yīng)用了以后能夠達到預(yù)期的改造目的。并且通過各項實踐效果顯示，水泵在流量正常的情況下，變頻器能夠節(jié)約的電率在百分之三十以上。并且在水泵改造以后，如果單位電價按0.4元計算的話，企業(yè)可以節(jié)省電費為2.89萬元。在應(yīng)用了1年以后，便可以將全部成本節(jié)約回來，節(jié)能效益非常顯著。啟動電流可以從0計價，有效節(jié)省了電費并使設(shè)備的使用周期延長。風(fēng)機水泵的節(jié)能效果最好，這是因為水泵的消耗功率能夠與轉(zhuǎn)速形成正比，在外界的風(fēng)量不足時，變頻轉(zhuǎn)速將大大減低，由此，節(jié)能效果較好。

結(jié)語

本文主要對水泵改造中變頻器的應(yīng)用效果和原理進行了論述，并基于變頻器的諸多優(yōu)點，分析了水泵改造中應(yīng)用變頻器產(chǎn)生的節(jié)能效果，可見，水泵改造中，應(yīng)用變頻器能夠最大限度的節(jié)約資源，對于可持續(xù)發(fā)展有重要意義。

參考文獻

[1] 胡軍.高壓變頻器在泵站水泵改造中的應(yīng)用[A].//全國銅鎳鈷生產(chǎn)工藝、技術(shù)及裝備研討會論文集[C].2010：197-200.

第6篇：變頻節(jié)能技術(shù)原理6范文

【關(guān)鍵詞】鍋爐引風(fēng)機;高壓變頻;節(jié)能

風(fēng)機是火力電廠鍋爐的重要輔助設(shè)備，對鍋爐正常燃燒起著至關(guān)重要的作用，同時其功率很大，消耗的電量也是非常可觀。引風(fēng)機是將燃料在鍋爐中燃燒產(chǎn)生的煙氣排出，并起到維持爐膛內(nèi)負壓的作用，煙氣在引風(fēng)機作用下進入空預(yù)器――電除塵后進入到脫硫系統(tǒng)或直接排入到煙囪。

引風(fēng)機的耗電量約占廠用電量的25%。由于機組正常運行時，需要的風(fēng)量比風(fēng)機額定出力小很多，甚至只有其一半左右，因此運行中需要調(diào)節(jié)風(fēng)機的實際輸送風(fēng)量。我廠風(fēng)機改造前采用擋板來調(diào)節(jié)和控制風(fēng)量，大部分時間擋板開度小，只有35%-60%，這樣很多能量被白白消耗在了擋板節(jié)流裝置上，造成了電能的巨大浪費。如果能將浪費的電能進行節(jié)約，對實踐節(jié)能減排，提高環(huán)保水平、提高企業(yè)的經(jīng)濟效益意義很大。

1.設(shè)備概況

銀河榆林發(fā)電公司2*135MW機組的鍋爐型號為HG440/13.7-YM14，是哈爾濱鍋爐廠有限公司設(shè)計和制造的單鍋筒、單爐膛、自然循環(huán)、集中下降管、一次中間再熱、四角切向燃燒、л型布置的固態(tài)排渣煤粉鍋爐。在其兩側(cè)分別布置一組送風(fēng)機、一次風(fēng)機、引風(fēng)機。

引風(fēng)機技術(shù)參數(shù)：

項目 單位 設(shè)計參數(shù)

型號 ----- Y4-2*60No22.5F

型式 ----- 離心風(fēng)機 雙吸雙

支撐 單葉板

風(fēng)壓 Pa 4475（計算3729）

風(fēng)量 m?/s 135.85（計算123.5）

轉(zhuǎn)速 r/min 980

效率 ---- 運行工況下～78

調(diào)節(jié)裝置型式 ---- 入口導(dǎo)頁調(diào)節(jié)風(fēng)門

引風(fēng)機配用電機參數(shù)：

項目 單位 設(shè)計參數(shù)

型號 ----- YKK560--6

功率 KW 900

電壓 V 6000

電流 A 107

轉(zhuǎn)速 r/min 994

2.存在問題分析

1）我公司6KV引風(fēng)機電機功率大，能耗高。負載率在50%左右，電機長期處于輕載狀態(tài)會導(dǎo)致其效率低、經(jīng)濟性差，功率因數(shù)低、線損加重。

2）三相電機的直接啟動方式，啟動電流很大，一般是額定電流的4-7倍。會對電機和通風(fēng)管網(wǎng)造成瞬時沖擊，縮短設(shè)備使用壽命。

3）風(fēng)門調(diào)節(jié)方式是依靠提高流通阻力來實現(xiàn)的，屬于耗能型調(diào)節(jié)方式。我廠風(fēng)機風(fēng)門的開度小，存在大量的電能浪費。

4）由于風(fēng)量調(diào)節(jié)擋板裝置老化，故障多，給機組的安全穩(wěn)定運行造成了威脅

由風(fēng)機和水泵類負載的特性可知：其負載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。可見，若可以根據(jù)所需的流量調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，就可獲得很好的節(jié)電效果。近年來隨著高壓變頻技術(shù)的發(fā)展，可靠性不斷提高，設(shè)備價格也不斷下降，高壓大容量變頻器已廣泛應(yīng)用。

3.變頻調(diào)速原理

根據(jù)電機學(xué)的原理，三相交流異步電動機的轉(zhuǎn)速為：

上式中n為電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，f為電源頻率，p為電機的磁極對數(shù)，s為轉(zhuǎn)差率。

變頻調(diào)速是通過改變電源頻率f來調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速的?？梢钥闯鰊與f之間為線性關(guān)系，只要改變電機的運行頻率，就可調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速。這就是變頻調(diào)速的基本原理。

風(fēng)機水泵類電機變頻調(diào)速的節(jié)電原理：

對于水泵和風(fēng)機，由流體動力學(xué)的原理可知，流體流量與水泵和風(fēng)機的轉(zhuǎn)速一次方成正比：

（Q為流量，n為轉(zhuǎn)速，K1為常量）

于是得到：

水泵或風(fēng)機的揚程（壓力）與轉(zhuǎn)速二次方成正比：

（H為揚程，n為轉(zhuǎn)速，K2為常量）

水泵和風(fēng)機的功率為：

（P為功率，n為轉(zhuǎn)速，K= K1?K2）

則功率與轉(zhuǎn)速三次方成正比，即：

上述各式中，腳標“0”均表示額定工況參數(shù)。

則可以得到節(jié)電率的計算公式：

由以上理論可知水泵風(fēng)機類負載，其轉(zhuǎn)速、揚程（壓力）和功率的關(guān)系如圖1所示。

圖1 關(guān)系曲線

當轉(zhuǎn)速減小時，電機的能耗將以其三次方的倍率下降，因此變頻調(diào)速的節(jié)電效果是非常顯著的。

4.變頻器選型及介紹

目前國際公認的最佳電機節(jié)能技術(shù)是變頻調(diào)速技術(shù)。在國內(nèi)，電機變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)相當普遍，并且效果很好。另外，該技術(shù)已經(jīng)寫入“十二五規(guī)劃中”關(guān)于節(jié)能減排的相關(guān)文件里，體現(xiàn)了國家對該技術(shù)的充分肯定。

4.2.8 軟啟動、無沖擊電流

ZINVERT高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)對電機進行軟啟動，具有線性和二次方曲線形式來控制電壓-頻率比，每種曲線形式有多條曲線供用戶選擇。起動時間由用戶設(shè)定，內(nèi)部設(shè)有加速過流限速功能，以確保電機啟動的沖擊電流，保證電機的安全運行，延長其使用壽命。啟動過程自動搜索電機轉(zhuǎn)速，停機前不必保證電機停轉(zhuǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)對電網(wǎng)和電動機無過流沖擊的快速啟動。

5.改造設(shè)計方案

公司決定利用1號機組小修機會，對1號鍋爐所屬兩臺引風(fēng)機進行高壓變頻改造。

5.1 取消風(fēng)門調(diào)節(jié)，使之全開，采用變頻調(diào)速方式改變風(fēng)機電機的轉(zhuǎn)速適應(yīng)風(fēng)量的需求，實現(xiàn)節(jié)能降耗?？紤]到節(jié)能改造的可靠性和自動化程度，具體改造措施如下：

①變頻器配置方案：采用高壓變頻器進行一拖一調(diào)速。

②電氣控制方式：變頻裝置的運行監(jiān)控并入原有DCS系統(tǒng)，并設(shè)計本地和遠程控制切換功能。

③旁路系統(tǒng)：保留原系統(tǒng)的啟動柜，作為高壓變頻器的備用手段。變頻器設(shè)計旁路電路，保障變頻器故障時設(shè)備可以工頻運行，并方便檢修。

④控制電源：采用多回路供電技術(shù)。

⑤變頻器的散熱：室內(nèi)加空調(diào)冷卻方式。

⑥進出線方式：電纜下進出線，電纜溝敷設(shè)。

⑦安裝位置：專用高壓變頻設(shè)備間。

5.2 改造后的控制電路

高壓變頻器通過硬接線的方式并入原有DCS監(jiān)控系統(tǒng)?？梢詫崿F(xiàn)自動上傳運行參數(shù)，遠程控制啟停、調(diào)節(jié)輸出頻率等功能。

高壓變頻器和DCS系統(tǒng)之間的信號：

DCS的DO信號3個：啟動、停止、急停;

DCS的DI信號7個：運行、停止、工頻狀態(tài)、變頻狀態(tài)、輕故障、重故障、遠程/本地;

DCS的AO信號1個：頻率給定;

DCS的AI信號2個：頻率反饋、電流反饋變頻故障緊急切旁路。

5.3 變頻故障緊急切旁路

針對變頻裝置出現(xiàn)故障導(dǎo)致電機不能正常運行的情況，我公司專門配置了手動旁路柜。

5.4 手動旁路

一拖一手動旁路如圖3所示。手動旁路柜中K2為刀閘，閉合a端，導(dǎo)通變頻回路;閉合b端，導(dǎo)通工頻回路。

變頻器故障停機后，控制器發(fā)出節(jié)點信號控制進線開關(guān)QF1進行分閘，向DCS報警，并向遠端工控機發(fā)送故障代碼。DCS控制人員到報警后，一面采取緊急處理操作，一面通知處理人員趕赴高壓變頻設(shè)備間。處理人員到達后采取如下措施：

打開柜門，斷開K1，將K2從a端切換到b端。處理人員通知DCS控制人員進行QF1合閘。

DCS控制人員收到合閘通知后，采取啟動準備程序后，對QF1進行合閘，并調(diào)節(jié)1號電機風(fēng)門開度和2號電機頻率至正常運行值。電機工頻啟動，進入工頻運行狀態(tài)。

5.5 遠程監(jiān)控

高壓變頻器通過硬接線的方式并入原有DCS監(jiān)控系統(tǒng)?？梢詫崿F(xiàn)自動上傳運行參數(shù)，遠程控制啟停、調(diào)節(jié)輸出頻率等功能。

另外，考慮到檢修的方便性，高壓變頻器上設(shè)置了本地和遠程控制切換功能，方便檢修人員在現(xiàn)場就近操作。

圖3 電氣主回路圖

5.6 變頻器的控制電源

高壓變頻器具備以下三路控制電源供電回路：

外部提供控制主電源：從外部接入380V電源，保障控制回路供電的連續(xù)性、穩(wěn)定性。

內(nèi)部高壓自產(chǎn)控制輔助電源：內(nèi)部變壓得到，作為運行中主電源的輔助電源。

內(nèi)置UPS提供應(yīng)急電源：主電源掉電后由UPS提供應(yīng)急電源，為系統(tǒng)恢復(fù)提供處理時間，保障控制回路的正常運行

6.改造后的效果

1號機組兩臺引風(fēng)機經(jīng)過改造后運行一年多來，在節(jié)能公司人員維護下，未出現(xiàn)過故障，運行良好。經(jīng)過對不同工況條件下，與改造前電機運行參數(shù)的對比，統(tǒng)計出一年能夠節(jié)約電費近百萬元。除此外，風(fēng)門執(zhí)行機構(gòu)在運行時處于全開狀態(tài)，不需再調(diào)整，減少了故障率和維護工作量。引風(fēng)機電機實現(xiàn)了軟啟動，減少了啟停時對電網(wǎng)的沖擊，提高了設(shè)備功率因數(shù)。

7.結(jié)論

電廠風(fēng)機的高壓變頻改造，對節(jié)能減排，提高火電廠環(huán)保水平，有十分積極的作用。同時使企業(yè)減少了資源消耗和浪費，提高了其經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1]成開友.變頻調(diào)速技術(shù)在鍋爐風(fēng)機上的應(yīng)用和節(jié)能效果分析[J].節(jié)能技術(shù)，2002，20（1）：36-38.

[2]周科，劉俊偉，張勁.電站鍋爐風(fēng)機的節(jié)能改造[J].熱力發(fā)電，2005（8）：61-62.

第7篇：變頻節(jié)能技術(shù)原理6范文

關(guān)鍵詞：中央空調(diào)；變頻技術(shù)；PLC；節(jié)能

中圖分類號：TB65 文獻標識碼：A

隨著科技的發(fā)展以及人民生活水平的提高，中央空調(diào)系統(tǒng)已經(jīng)成為現(xiàn)代建筑物中不可缺少的基礎(chǔ)設(shè)施之一。但是，中央空調(diào)系統(tǒng)也是工廠和商務(wù)樓宇中的耗能大戶。因此，為使中央空調(diào)系統(tǒng)能夠節(jié)能減排，系統(tǒng)溫度穩(wěn)定，必須對中央空調(diào)控制系統(tǒng)實施改造。然而，為了保證高可靠性，中央空調(diào)系統(tǒng)中的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、制冷壓縮機組、冷凍（媒）水循環(huán)系統(tǒng)、盤管風(fēng)機系統(tǒng)以及冷卻水塔風(fēng)機系統(tǒng)等的最大容量在設(shè)計之初均是按照目標最大的制熱、制冷負荷來進行設(shè)計的，甚至新風(fēng)交換量也是按照最大量進行選型，剩余量非常充足。這樣就使得傳統(tǒng)的中央空調(diào)系統(tǒng)一年四季、白天或者黑夜以及用戶的實用負荷等無論怎樣變化都會工作在最大負荷狀態(tài)，電機全速運行，能源浪費現(xiàn)象極為嚴重。隨著物價的不斷上漲，電費也在上浮，直接導(dǎo)致中央空調(diào)系統(tǒng)所需要的運行費用大幅增加，從而使得中央空調(diào)系統(tǒng)的運行成本占據(jù)了整個目標運行成本中很大的一個比例。據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計，各類采用中央空調(diào)系統(tǒng)機構(gòu)的總用電量超過65%以上的用電消耗來自于中央空調(diào)，而其中，中央空調(diào)系統(tǒng)中的水泵的用電量占據(jù)了中央空調(diào)系統(tǒng)總用電量的15～35%，因此，研究如何節(jié)約水泵以及風(fēng)機的能源消耗問題是實現(xiàn)中央空調(diào)節(jié)能技術(shù)的關(guān)鍵，具有極其重要的經(jīng)濟意義。世界各國都在提倡節(jié)能減排，因而，中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造便成為了必然。

一、中央空調(diào)工作原理與結(jié)構(gòu)

如圖1所示，中央空調(diào)系統(tǒng)的組成主要包括三個機組系統(tǒng)，兩個設(shè)備，三個機組系統(tǒng)指的是冷凍水循環(huán)系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)以及風(fēng)機盤管系統(tǒng)，而兩個設(shè)備主要指的是冷卻塔和制冷主機。

在中央空調(diào)系統(tǒng)中，熱量的傳遞是通過流體物質(zhì)來完成的，其中，在制冷系統(tǒng)中一般用制冷劑，而冷卻水系統(tǒng)和冷凍水系統(tǒng)都是以水作為傳輸介質(zhì)。制冷主機通過壓縮機將制冷劑壓縮成液態(tài)后送蒸發(fā)器中與冷凍水進行熱交換，將冷凍水制冷，冷凍泵將冷凍水送到各風(fēng)機風(fēng)口的冷卻盤管中，由風(fēng)機吹送冷風(fēng)達到降溫的目的。經(jīng)蒸發(fā)后的制冷劑在冷凝器中釋放出熱量，與冷卻循環(huán)水進行熱交換，由冷卻水泵將帶來熱量的冷卻水送到冷卻水塔上由水塔風(fēng)機對其進行噴淋冷卻，與大氣之間進行熱交換，將熱量散發(fā)到大氣中去。

二、中央空調(diào)的變頻節(jié)能控制原理

流體傳輸設(shè)備水泵是一種平方轉(zhuǎn)矩負載，其轉(zhuǎn)速n與水泵流量Q，水泵揚程H及水泵功率N的關(guān)系如下式所示：

（1）

上式表明，水泵的流量與其轉(zhuǎn)速成正比，水泵的揚程與其轉(zhuǎn)速的平方成正比，水泵的功率與其轉(zhuǎn)速的立方成正比。而水泵的軸功率等于流量與壓力的乘積， 故水泵的軸功率與其轉(zhuǎn)速的三次方成正比（即與電源頻率的三次方成正比）

根據(jù)上述原理可知： 改變水泵的轉(zhuǎn)速就可改變水泵的功率。是一種能夠顯著節(jié)約能源的方法。

根據(jù)異步電動機原理：

（2）

式中：轉(zhuǎn)速

f：頻率

p：電機磁極對數(shù)

s：轉(zhuǎn)差率

由（2）式可見，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速有3種方法，改變頻率、改變電機磁極對數(shù)、改變轉(zhuǎn)差率。在以上調(diào)速方法中，變頻調(diào)速性能最好，調(diào)速范圍大，靜態(tài)穩(wěn)定性好，運行效率高。因此，通過改變頻率使風(fēng)機、水泵的轉(zhuǎn)速、消耗的功率迅速下降，達到節(jié)能目的。

三、中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造方案與設(shè)計

中央空調(diào)系統(tǒng)的運行機制就是熱交換的能量轉(zhuǎn)換過程，能量的轉(zhuǎn)換主要通過冷凍水和冷卻水循環(huán)系統(tǒng)作為傳輸媒介實現(xiàn)，所以中央空調(diào)控制系統(tǒng)的主要工作內(nèi)容便是控制冷卻水和冷凍水循環(huán)系統(tǒng)，這兩個循環(huán)系統(tǒng)是實現(xiàn)節(jié)能技術(shù)的關(guān)鍵點，也正是本文準備進行節(jié)能改造的目標。

1 中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造方案

圖2即為通過加裝變頻器實現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的方案。

目前，在冷卻水循環(huán)系統(tǒng)進行改造的方案最為常見，節(jié)電效果也較為顯著。由于進水溫度是隨環(huán)境溫度不斷變化的，因此，把溫差設(shè)置為恒定值并非上策。通過研究發(fā)現(xiàn)，根據(jù)進水溫度來隨時調(diào)整溫差的大小是可取的。即：當進水溫度低時，應(yīng)主要著眼于節(jié)能效果，將溫差的目標值可適當?shù)脑O(shè)置高一點；而在進水溫度高時，則必須保證冷卻效果，這時，可以將溫差的目標值設(shè)置低一點。

基于對節(jié)能改造方案的研究，在設(shè)計之初，綜合考慮中央空調(diào)系統(tǒng)的冷卻效果和節(jié)能效果，最終選擇將溫差與進水溫度的混合控制方案作為本中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能實施方案，溫差大小的調(diào)節(jié)則直接與進水溫度相關(guān)。即：進水溫度T132℃時，溫差的目標值設(shè)為T=3℃，從而保證了冷卻效果。在同時考慮進水溫度和進出水溫差的情況下，使冷卻水閉環(huán)控制系統(tǒng)能夠根據(jù)現(xiàn)場溫度和負載的變化自動調(diào)節(jié)三臺水泵的運行情況。

2 中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計

中央空調(diào)系統(tǒng)，主要包括：冷卻水泵（三臺）、溫度傳感器、熱電阻輸入模塊、PLC、變頻器。

中央空調(diào)系統(tǒng)中的控制系統(tǒng)由PLC、變頻器等構(gòu)成。本課題中的PLC選擇OMRON（歐姆龍）的CP1H-XA40DR-A，變頻器選擇歐姆龍3G3RX-A4075。

本文研究的中央空調(diào)系統(tǒng)中，溫度傳感器安裝在冷卻水管道中，主要負責采集通過管道中的進水溫度和出水溫度的模擬信號。熱電阻輸入模塊將溫度傳感器采集到的模擬信號轉(zhuǎn)換成電信號，這個電信號經(jīng)過PLC控制單元，PLC控制單元按照設(shè)計的應(yīng)用程序通過變頻器調(diào)節(jié)冷卻水泵的具體運行效率。

四、節(jié)能改造前后運行效果比較

1 節(jié)能效果及投資回報

進行技術(shù)改造后，系統(tǒng)會根據(jù)負載的變化而實際調(diào)節(jié)變頻器頻率。根據(jù)以往運行參數(shù)的統(tǒng)計與改造后的節(jié)能預(yù)測，平均節(jié)能約40%左右，節(jié)能效果是十分顯著的，一般改造后投入運行三年左右即可收回成本。

2 對系統(tǒng)的正面影響

由于冷凍泵、冷卻泵以及冷卻風(fēng)機采用了變頻器軟啟停，消除了原來工頻啟動時大電流對電網(wǎng)的沖擊，用電環(huán)境得到了改善，同時變頻器能改善功率因素，電能的使用效率會大大提高；并消除了水泵啟停時產(chǎn)生的水錘對管道、閥門、壓力表等的損害；消除了原來直接啟停水泵造成的機械沖擊，電機及水泵的軸承、軸封等機械磨擦大大減少，機械部件的使用壽命得到延長 ；由于水泵大多數(shù)時間運行在額定轉(zhuǎn)速以下，電機的噪聲、溫升及震動都大大減少，電氣故障也比原來降低，電機使用壽命也相應(yīng)延長。

由于采用了溫差與進水溫度的混合控制，提高了冷凍機組的工作效率，提高了自動化水平。減少了人為因素的影響，大大優(yōu)化了系統(tǒng)的運行環(huán)境、運行質(zhì)量。具有較好的實用價值和發(fā)展前景， 值得進一步研究和完善。

參考文獻

[1]陳建東.中央空調(diào)系統(tǒng)水泵變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用分析[J].制冷技術(shù)，2006（04）.12-14.

[2]吳木榮.淺談中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造[J].電源世界，2010（08）：55-58.

[3]楊振彪.PLC 在中央空調(diào)控制系統(tǒng)中的節(jié)能應(yīng)用[J].廣東科技，2011，（16）：

50-51.

[4]殷洪義.可編程控制器選擇設(shè)計和維護[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003.

第8篇：變頻節(jié)能技術(shù)原理6范文

關(guān)鍵詞：油氣儲運；系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)

油氣儲運中主要包括對原油、半成品油、燃料燃氣和生產(chǎn)過程中所涉及的化學(xué)助劑等。是石油工業(yè)運輸中原料存儲以及運輸?shù)谋匾l(fā)展過程，能夠在一定意義上保證石化企業(yè)的安全發(fā)展的輔運行系統(tǒng)。其中油氣儲運在整個運輸體系中需要消耗大約6%左右的能源，但是，由于技術(shù)的限制問題，我國的大部分石化企業(yè)的油氣儲運在節(jié)能部分還存在著很大的缺陷和不足，國內(nèi)對于油氣儲運節(jié)能方面的研究還處于利用儲運環(huán)境低溫熱量的基礎(chǔ)上，無法在真正意義上從整個儲運系統(tǒng)的層面上出發(fā)來研究儲運中最佳的節(jié)能問題。

1.油氣儲運節(jié)能的原則

油氣儲運系統(tǒng)是石化企業(yè)整個節(jié)能減排的企業(yè)目標中的重要組成部分，我們主觀的將油氣儲運分為三個部分：使用、回收、再利用。以下是油氣儲運的兩個基本原則分析。

1.1適合的加熱方式

在對油氣的儲運過程中，熱媒水是對油氣加熱的基礎(chǔ)方式之一，其中最普遍的一種方式是在罐底蒸汽盤管進行加熱，這種加熱方式能夠有效的減少關(guān)外的熱量傳遞，其主要的工作原理是利用1MPa蒸汽進行熱量的傳遞，整個過程的加熱效率十分可觀，同時消耗的能源也較少，滿足節(jié)能目標的實現(xiàn)。

1.2保證儲量的最小化

在正常的生產(chǎn)狀況下，我們采用減少油氣儲量的方式來進行油氣儲運的節(jié)能目標，油氣儲量的減少除了能夠使儲罐和管線在運輸過程中消耗的能源減少之外，還能夠縮減石化企業(yè)在油氣儲運過程中的資金投入部分。一旦油氣儲運過程中對油品本身的溫度有一定的要求就必須要采用熱媒水來進行加熱，實現(xiàn)運輸過程中的熱傳需求。因此，在實際生產(chǎn)活動中，盡最大可能保證油氣儲運量最小化是油氣儲運節(jié)能的最佳方式之一。

2.降低油氣儲運能量消耗的技術(shù)措施研究

2.1油氣灌輸技術(shù)

油、氣混合儲運工藝在現(xiàn)今的石化產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用十分普遍。油氣混合運輸主要采用的是油、水等介質(zhì)，在不同介質(zhì)的混合使用狀態(tài)下，利用運輸泵，從海底進行油、水以及氣的管道混合運輸技術(shù)。一般的油氣運輸都要經(jīng)歷嚴格的采集處理之后再進行不同輸送泵、三相分離器等獨立設(shè)置的管道進行獨立輸送。油氣混輸技術(shù)能夠保證各個輸送泵和混合輸送管道獨立的完成各自的油氣輸送工作，油氣混合輸送技術(shù)的提高能夠在一定意義上大幅度的增加企石化企業(yè)的經(jīng)濟效益。

2.2輸油泵機組變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)

油氣儲運的輸油泵的變頻調(diào)速主要是利用離心泵的離心特性來進行流體輸送流量的控制。我們在控制輸送流量的過程中，可以采取改變輸送泵出口閘門開度或者是通過設(shè)置離心泵轉(zhuǎn)速兩種不同的方式，前一種方式雖然調(diào)節(jié)的方式十分簡便，但是很容易造成消耗能源的浪費，后面一種是控制輸油泵電機變頻的調(diào)速，既能夠在油氣輸送過程中進行輸油泵效率的自由的調(diào)控，還可以較好的實現(xiàn)油氣儲運的技術(shù)要求，達到節(jié)能的發(fā)展目標。

輸油泵機組的變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)能夠在一定程度上實現(xiàn)油儲運的節(jié)能目標，在實際的操作過程中可以通過進行閘門節(jié)流的方式來減少輸油泵出口的節(jié)流能耗，實現(xiàn)節(jié)能的功能效果，同時還能夠進一步減少油氣運輸過程中輸油泵機組本身的機械壓力、噪音等無效能耗，提高輸油泵的使用效率和使用壽命等。

2.3加熱蒸汽能耗控制技術(shù)

整個油氣儲運過程中的能源消耗主要是蒸汽、電力以及水三個部分，其中蒸汽的能源消耗大約有85%左右，其形成的主要原因是：油氣儲運的溫度主要是由油氣本身的以及油氣實際存儲過程的部分能耗，所以我們首先要根據(jù)蒸汽消耗的總量來對油氣的存儲溫度進行限制，按照油氣儲運的相關(guān)規(guī)定來進行操作；其次，我們可以加強對油罐的保溫來進一步減少蒸汽所消耗的能源。根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)顯示，同一介質(zhì)的油罐，保溫之后可以減少80%以上的熱力消耗。其中，對于油氣儲罐的使用來說，由于不同的企業(yè)的實際發(fā)展水平的不同以及發(fā)展條件的制約，油氣的儲罐無法做到定期的清潔和檢查，油罐中的殘留物的殘留使得油罐的傳熱效率大大的降低，進一步增加了油氣輸送過程中的能源消耗，同時，由于各種雜質(zhì)在油罐中的殘留，直接導(dǎo)致了油氣的溫度無法達到規(guī)定的運輸標準，影響油氣的脫水問題。

2.4油氣常溫輸送技術(shù)

油氣的常溫輸送技術(shù)主要表現(xiàn)在對油、水混合的原油輸送過程中，針對轉(zhuǎn)相點未經(jīng)過調(diào)整的原油來說，在井口原油溫度高于原油輸送溫度要求的情況下，就可以采用油氣的常溫輸送法。油氣的常溫輸送工藝主要有：單、雙管常溫輸送法、低溫水環(huán)狀常溫輸送法等。我國油氣的輸送中，大部分采用的是常溫輸送法，這樣能夠較好的實現(xiàn)節(jié)能的目標，還能夠進一步減輕油氣輸送管道中對加熱保溫裝置的技術(shù)要求，減輕石化企業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的成本壓力，同時也增強了石化企業(yè)實際操作的靈活性。

3.總結(jié)

對于當前我國大部分石化企業(yè)來說，如何進一步提高油氣儲運節(jié)能技術(shù)是整個企業(yè)的發(fā)展的核心問題所在，本文重點闡述了針對不同油氣在儲運過程中出現(xiàn)的技術(shù)問題并就這些實際操作問題提出了相應(yīng)的解決措施。在進行油氣儲運的節(jié)能過程中，首先要保證油氣油罐的基本清潔工作，這樣能夠有效的維持運輸過程中油氣的整體質(zhì)量水平，還能夠有效的減少油氣運輸過程中產(chǎn)生的能源消耗，提高油氣運輸?shù)膶嶋H工作效率，最終維持整個企業(yè)的經(jīng)濟性發(fā)展需求，同時也能夠有效的改善我國油氣運輸?shù)墓?jié)能發(fā)展環(huán)境問題。隨著我國對油氣儲運技術(shù)的不斷深入研究和實施，未來必然會發(fā)掘更多、更好的油氣儲運節(jié)能技術(shù)。

第9篇：變頻節(jié)能技術(shù)原理6范文

關(guān)鍵詞:變頻調(diào)速技術(shù);節(jié)能;鍋爐

中圖分類號:TB493文獻標識碼:A文章編號:1672-3198(2009)18-0318-01

1 變頻調(diào)速技術(shù)原理

變頻調(diào)速技術(shù)是20世紀80年代末興起的一種新型電力傳動調(diào)速技術(shù),集電力電子、自動控制、微電子、電機學(xué)等技術(shù)于一體的高新技術(shù),以其優(yōu)異的調(diào)速性能、顯著的節(jié)電效果在國民經(jīng)濟各領(lǐng)域有著廣泛的適用性,被國內(nèi)外公認為是世界上應(yīng)用最廣、效率最高、最理想的電氣傳動方案,是電氣傳動的發(fā)展方向。變頻調(diào)速通過改變電機頻率和改變電壓來達到電機調(diào)速目的,核心是變頻調(diào)速器,為提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量、節(jié)約能源、降低消耗、提高企業(yè)經(jīng)濟效益提供了重要的新手段。所謂變頻就是利用大功率電子器件(如巨型晶體管GTR、絕緣柵雙極型功率晶體管IGBT)將380V、50H的市電變換為用戶所要求的交流電源或其他電源。常見的變頻技術(shù)有交-交變頻技術(shù)(直接變頻)和交-直-交變頻技術(shù)(間接變頻)。

(1) 交-交變頻技術(shù)。

交-交變頻是把市電直接變成頻率低的交流電,大量用在大功率的交流調(diào)速中。交-交變頻電路一般采用三相橋式電路。因其最高輸出頻率只能是電網(wǎng)頻率的1/3以下,所以在變頻領(lǐng)域其逐漸被淘汰。

(2) 交-直-交變頻技術(shù)。

交-直-交變頻是將市電整流成直流,在變頻為要求頻率的交流,它又分諧振變頻和方波變頻。諧振變頻主要用于中頻加熱;方波變頻又分為等幅等寬和SPWM變頻。交-直-交變頻電路由整流器、濾波環(huán)節(jié)和逆變器三部分組成,根據(jù)中間濾波環(huán)節(jié)的不同,可分為電流源型和電壓源型,使用最多的是電壓型變頻調(diào)速器。在其工作時首先將三相交流電橋式整流為直流電,脈動的直流電經(jīng)平滑濾波后在微處理器的調(diào)控下,用逆變器接直流電再逆變?yōu)殡妷汉皖l率可調(diào)的三相交流電源,采用正弦脈寬調(diào)制(SPWM)方法,使輸出波形近似正弦波,輸出到需要調(diào)速的電動機。

PWM控制技術(shù)是變頻技術(shù)的核心技術(shù)之一,交流調(diào)速要求變頻器的輸出盡可能接近正弦波,所以多采用SPWM變頻。SPWM是用三角調(diào)制波和參考正弦波比較,產(chǎn)生正弦脈寬SPWM信號以控制功率器件的開關(guān),得到一序列脈寬按正弦規(guī)律變化的脈沖序列,實現(xiàn)同時變頻變壓,這方面的技術(shù)已成熟。

變頻調(diào)速是在頻率發(fā)生變化后,電動機仍在該頻率的同步轉(zhuǎn)速附近運行,轉(zhuǎn)速損失不增加的調(diào)速方式。所以變頻調(diào)速是一種高效的調(diào)速方式。變頻器的調(diào)速范圍可達1%―100%,并在整個調(diào)速范圍內(nèi)具有較高的調(diào)速效率。變頻調(diào)速方式尤其適合于調(diào)速范圍寬、負荷經(jīng)常變化運行的設(shè)備。選擇最佳運轉(zhuǎn)速度,可實現(xiàn)低速啟動、平滑調(diào)速。最高速度不受電源影響,電動機可以高速化、小型化。根據(jù)電機學(xué)的原理可知:異步電動機的轉(zhuǎn)速與頻率有以下關(guān)系:n=60fp(1-s),式中,f為電源頻率;s為電動機轉(zhuǎn)差率;p為電動機極對數(shù)。當p和S確定后,電動機轉(zhuǎn)速與電源頻率成正比,所以改變電源頻率即可改變轉(zhuǎn)速n,從而實現(xiàn)變頻調(diào)速。

交流變頻器的基本工作原理如圖1所示,交流工頻電須先經(jīng)整流系統(tǒng)進行整流,變成直流電后,再用正弦波脈寬調(diào)制技術(shù)逆變?yōu)轭l率可調(diào),幅度也隨之改變的三相交流電,此交流電是以受控方式供給三相異步電動機,受控交流電的頻率隨著三相異步電動機的運行工況改變而改變,從而滿足電動機的運行需要。變頻器的保護系統(tǒng)保證可靠的工作,保護電動機運行系統(tǒng)的安全,并顯示故障類型?？赏ㄟ^顯示器觀察到二次電壓、二次電流、頻率、出軸轉(zhuǎn)速的變化。

2 變頻調(diào)速技術(shù)在鍋爐節(jié)能中的應(yīng)用

若將變頻器調(diào)速技術(shù)優(yōu)越的調(diào)速性能和節(jié)能優(yōu)勢應(yīng)用于鍋爐系統(tǒng),以變頻調(diào)速技術(shù)在鍋爐引風(fēng)機和鼓風(fēng)機中的應(yīng)用為例,可進一步提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、安全性及控制精度。

若采用減壓起風(fēng)、工頻運行的鼓風(fēng)機運行方式,風(fēng)量的大小是靠風(fēng)門開度來調(diào)節(jié),電能浪費大、燃料浪費大、調(diào)節(jié)的實時性差、噪聲大、工人勞動強度大。采用差壓變送器、變頻器、鼓風(fēng)機(引風(fēng)機)組成溫度(壓力)閉環(huán)回路自動控制鼓風(fēng)機的轉(zhuǎn)速,使鍋爐出口蒸汽壓力保持穩(wěn)定值,可提高控制精度,節(jié)約能源(電能和燃料),使鼓風(fēng)機控制具有一定的經(jīng)濟合理性。通過實際測試表明,采用變頻器調(diào)速技術(shù)改造鍋爐系統(tǒng),風(fēng)機的電動機工作電流下降,溫升明顯下降,同時減少了機械磨損,維修工作量大大減少。保護功能可靠,消除了電動機因過載或單相運行而燒壞的現(xiàn)象,延長了使用壽命。節(jié)能省電,燃煤效率提高。

3 結(jié)語

工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)機械的自動化和現(xiàn)代化企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。采用變頻調(diào)速不僅是生產(chǎn)機械自動化的重要手段,還能大量節(jié)約能源,大力推廣變頻調(diào)速技術(shù)將加快企業(yè)的現(xiàn)代化的發(fā)展。采用變頻器調(diào)速技術(shù)取代人工操作,變手控為自控,可保證鍋爐在最佳狀態(tài)下運行,并安全可靠,供汽質(zhì)量好,提高生產(chǎn)效率、系統(tǒng)控制精度,既可滿足工況要求,又可大大提高鍋爐熱效率,是一項行之有效的節(jié)能措施,經(jīng)濟效益巨大。變頻調(diào)速技術(shù)在鍋爐系統(tǒng)應(yīng)用中的成功,使鍋爐改造的水平上升到新的高度,保證了系統(tǒng)的高穩(wěn)定性及可靠性,節(jié)約了能源,變頻調(diào)速技術(shù)在鍋爐系統(tǒng)中有著廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻

[1]車長源.鍋爐風(fēng)機節(jié)能技術(shù)[M].北京:中國電力出版社,1999.

[2]趙斌,莫桂強.變頻調(diào)速器在鍋爐風(fēng)機節(jié)能改造中的應(yīng)用[J],廣西電力,2003(3):40-42.

[3]佟純厚.近代交流調(diào)速[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1987.

[4]徐甫榮.高壓變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用時間[M].北京:中國電力出版社,2007.

[5]張承惠等.變頻調(diào)速及其控制技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].變頻器世界,2001.