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摘 要：变频调速在节能、调速精度、调速范围等方面具有同其它调速装置无法比拟的优越性，以及可以方便实现同自动化控制系统(如DCS系统等)的通讯，使其在各领域得到广泛的应用。本文以笔者所在热电厂应用变频调速事所达到的社会效益及经济效益为例进行介绍和总结，由此说明变频器装置在各行业技术改造中的广阔应用前景。
关键字：变频调速；节能；风机；泵；分析。
一、引言
在热电厂中，风机、泵类设备应用范围广泛；其电能消耗和诸如阀门、挡板相关设备的节流损失以及维护、维修费用占到生产成本的7%~25%，是一笔不小的生产费用开支。推广变频调速降低厂用电。发电厂厂用电量约占机组容量的12～l5％，泵与风机等火电机组的主要辅机设备消耗的电能约占厂用电的70%～80％。
火力发电厂中的风机设备主要用于锅炉燃烧系统、冷却系统、通风系统等场合，根据生产需要对炉膛压力、风速、风量、温度等指标进行控制和调节以适应工艺要求和运行工况。而最常用的控制手段则是调节风门、挡板开度的大小来调整受控对象。这样，不论生产的需求大小，风机都要全速运转，而运行工况的变化则使得能量以风门、挡板的节流损失消耗掉了。泵类设备在生产领域同样有着广阔的应用空间，锅炉给水系统、工业水（油）循环系统、热交换系统均使用离心泵、轴流泵、齿轮泵等设备。而且，根据不同的生产需求往往采用调整阀、回流阀、截止阀等节流设备进行流量、压力、水位等信号的控制。这样，不仅造成大量的能源浪费，管路、阀门等密封性能的破坏；还加速了泵腔、阀体的磨损和汽蚀，严重时损坏设备、影响生产、危及产品质量。
变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系：n=60f（1-s）／p，（式中n、f、s、p分别表示转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数）；通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。变频器就是基于上述原理采用交-直-交电源变换技术，电力电子、微电脑控制等技术于一身的综合性电气产品。
二、节能计算
淮北新源热电有限公司在变频器应用和推广方面做了大量的工作，全厂除了使用高压变频器（应用在锅炉给水泵）外，低压变频器应用在锅炉风机、破碎机、空压机、输渣机、工业水泵等。下面介绍我厂变频器在锅炉给水泵、锅炉风机方面应用的节能情况。
对于风机、泵类设备采用变频调速后的节能效果，通常采用以下两种方式进行计算：根据风机、泵类平方转矩负载关系式：P/P0=（n/n0）3计算，式中为P0额定转速n0时的功率；P为转速n时的功率。
淮北新源热电有限公司一台锅炉使用的一台315 kW引风机、二次风机200KW、一次风机为355KW为例。运行工况仍以24小时连续运行，其中每天11小时运行在90%负荷（频率按46Hz计算,挡板调节时电机功耗按98%计算），13小时运行在50%负荷（频率按20Hz计算，挡板调节时电机功耗按70%计算）；全年运行时间在300天为计算依据。
可以计算出一年使用变频器后的节电量如下：
变频调速时引风机电机每年的节电量为：
W1=315×11×[1－（46/50）3]×300=230054kW·h
W2=315×13×[1－（20/50）3]×300=1149876kW·h
Wb1=W1＋W2=230054＋1149876=1379930kW·h
变频调速时二次风机电机每年的节电量为：
W1=200×11×[1－（46/50）3]×300=146066kW·h
W2=200×13×[1－（20/50）3]×300=730080kW·h
Wb2=W1＋W2=146066＋730080=876146kW·h
变频调速时一次风机电机每年的节电量为：
W1=355×11×[1－（46/50）3]×300=259267kW·h
W2=355×13×[1－（20/50）3]×300=1295892kW·h
Wb3=W1＋W2=259267＋1295892=1555159kW·h
则一台锅炉风机总省电量为W=Wb1+ Wb2+Wb3=3811235kW·h。
由于我厂正常运行时为两台锅炉共同运行，两台锅炉使用，所以共省电量为W'=7622470KW.h。
笔者所在单位淮北新源热电有限公司很注重节能减排工作，2008年4月公司将锅炉给水泵改造成变频调速控制。给水泵型号及技术参数为：型号：JK134-2,转速：2950r/min,功率：350KW，电压：6KV，电流：41A。使用高压变压器型号为：Diamond-HV-06/450改造应用前给水母管压力在7.5MPa左右，变频调速给水泵投运，母管压力经常维持在6.9MPa，过剩压力损失既大大降低，又保持给水压力稳定：既降低了能耗又提高了给水质量。
淮北新源热电有限责任公司给水泵变频调速改造前后， 同等条件下，节能明显，如附表所示。
从附表可以看出，改造后每吨汽节电1.03kW·h。以2007年全年总蒸发量1104000吨计，年节电量为
W''=1104000×1.03=1137120kW.h
新源电厂仅风机和给水泵变频器节约电能共为:
W=W'+W''=8759590kW.h。
又因为1kW.h的电量折成标准煤量为0.426Kg，则风机、给水泵节电折成标准煤量为：
T=8759590kW.h×0.426Kg/kw.h=3731（吨）
既共节约电能折成标煤量为3731吨。
5、结束语
热电厂生产中，风机、给水泵采用变频调速方式，是降低运行费用的最佳选择。给水泵，特别是母管制给水系统，采用高压大功率变频器，我们应用高科技成果，节能降耗，提高给水系统自动化程度，保持给水压力恒定的最优选择。风机采用变频调速技术改变风机类设备转速来控制现场分量和挡板开度过程控制参量，同样可以依据系统控制特性绘制出关系曲线得出上述的比较结果。亦即，采用变频调速技术改变电机转速的方法，要比采用阀门、挡板调节更为节能经济，设备运行情况也将得到明显改善。
关键字：变频调速；节能；风机；泵；分析。
一、引言
在热电厂中，风机、泵类设备应用范围广泛；其电能消耗和诸如阀门、挡板相关设备的节流损失以及维护、维修费用占到生产成本的7%~25%，是一笔不小的生产费用开支。推广变频调速降低厂用电。发电厂厂用电量约占机组容量的12～l5％，泵与风机等火电机组的主要辅机设备消耗的电能约占厂用电的70%～80％。
火力发电厂中的风机设备主要用于锅炉燃烧系统、冷却系统、通风系统等场合，根据生产需要对炉膛压力、风速、风量、温度等指标进行控制和调节以适应工艺要求和运行工况。而最常用的控制手段则是调节风门、挡板开度的大小来调整受控对象。这样，不论生产的需求大小，风机都要全速运转，而运行工况的变化则使得能量以风门、挡板的节流损失消耗掉了。泵类设备在生产领域同样有着广阔的应用空间，锅炉给水系统、工业水（油）循环系统、热交换系统均使用离心泵、轴流泵、齿轮泵等设备。而且，根据不同的生产需求往往采用调整阀、回流阀、截止阀等节流设备进行流量、压力、水位等信号的控制。这样，不仅造成大量的能源浪费，管路、阀门等密封性能的破坏；还加速了泵腔、阀体的磨损和汽蚀，严重时损坏设备、影响生产、危及产品质量。
变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系：n=60f（1-s）／p，（式中n、f、s、p分别表示转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数）；通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。变频器就是基于上述原理采用交-直-交电源变换技术，电力电子、微电脑控制等技术于一身的综合性电气产品。
二、节能计算
淮北新源热电有限公司在变频器应用和推广方面做了大量的工作，全厂除了使用高压变频器（应用在锅炉给水泵）外，低压变频器应用在锅炉风机、破碎机、空压机、输渣机、工业水泵等。下面介绍我厂变频器在锅炉给水泵、锅炉风机方面应用的节能情况。
对于风机、泵类设备采用变频调速后的节能效果，通常采用以下两种方式进行计算：根据风机、泵类平方转矩负载关系式：P/P0=（n/n0）3计算，式中为P0额定转速n0时的功率；P为转速n时的功率。
淮北新源热电有限公司一台锅炉使用的一台315 kW引风机、二次风机200KW、一次风机为355KW为例。运行工况仍以24小时连续运行，其中每天11小时运行在90%负荷（频率按46Hz计算,挡板调节时电机功耗按98%计算），13小时运行在50%负荷（频率按20Hz计算，挡板调节时电机功耗按70%计算）；全年运行时间在300天为计算依据。
可以计算出一年使用变频器后的节电量如下：
变频调速时引风机电机每年的节电量为：
W1=315×11×[1－（46/50）3]×300=230054kW·h
W2=315×13×[1－（20/50）3]×300=1149876kW·h
Wb1=W1＋W2=230054＋1149876=1379930kW·h
变频调速时二次风机电机每年的节电量为：
W1=200×11×[1－（46/50）3]×300=146066kW·h
W2=200×13×[1－（20/50）3]×300=730080kW·h
Wb2=W1＋W2=146066＋730080=876146kW·h
变频调速时一次风机电机每年的节电量为：
W1=355×11×[1－（46/50）3]×300=259267kW·h
W2=355×13×[1－（20/50）3]×300=1295892kW·h
Wb3=W1＋W2=259267＋1295892=1555159kW·h
则一台锅炉风机总省电量为W=Wb1+ Wb2+Wb3=3811235kW·h。
由于我厂正常运行时为两台锅炉共同运行，两台锅炉使用，所以共省电量为W'=7622470KW.h。
笔者所在单位淮北新源热电有限公司很注重节能减排工作，2008年4月公司将锅炉给水泵改造成变频调速控制。给水泵型号及技术参数为：型号：JK134-2,转速：2950r/min,功率：350KW，电压：6KV，电流：41A。使用高压变压器型号为：Diamond-HV-06/450改造应用前给水母管压力在7.5MPa左右，变频调速给水泵投运，母管压力经常维持在6.9MPa，过剩压力损失既大大降低，又保持给水压力稳定：既降低了能耗又提高了给水质量。
淮北新源热电有限责任公司给水泵变频调速改造前后， 同等条件下，节能明显，如附表所示。
从附表可以看出，改造后每吨汽节电1.03kW·h。以2007年全年总蒸发量1104000吨计，年节电量为
W''=1104000×1.03=1137120kW.h
新源电厂仅风机和给水泵变频器节约电能共为:
W=W'+W''=8759590kW.h。
又因为1kW.h的电量折成标准煤量为0.426Kg，则风机、给水泵节电折成标准煤量为：
T=8759590kW.h×0.426Kg/kw.h=3731（吨）
既共节约电能折成标煤量为3731吨。
5、结束语
热电厂生产中，风机、给水泵采用变频调速方式，是降低运行费用的最佳选择。给水泵，特别是母管制给水系统，采用高压大功率变频器，我们应用高科技成果，节能降耗，提高给水系统自动化程度，保持给水压力恒定的最优选择。风机采用变频调速技术改变风机类设备转速来控制现场分量和挡板开度过程控制参量，同样可以依据系统控制特性绘制出关系曲线得出上述的比较结果。亦即，采用变频调速技术改变电机转速的方法，要比采用阀门、挡板调节更为节能经济，设备运行情况也将得到明显改善。