前言： 　　上個世紀50年代至70年代，我國火力發電廠的設計和制造受技術條件的影響，電廠主要用電設備如送風機、引風機、給水泵、循環水泵等高能耗設備，其輸出功率不能隨機組負荷變化而變化，只有通過改變檔板或閥門的開度來調整，造成很大部分能量消耗在節流損失中。進入80年代后，國外變頻技術被我國引進吸收，已形成了中國變頻器技術市場，并在電力、化工、冶金等行業推廣應用，收到了很好的節能效果。我國火電廠尤其是老廠主要用電設備存在較嚴重的能源浪費現象，一般老廠自用電占發電量的10%，其中送風又占自用電的10%，引風機占15%，給水泵占20%。而新建電廠自用電占發電量的6%左右，可見節能降耗的潛力是很大的。為此各火電廠都把挖潛節能降耗的工作提到議事日程，從技術改造著手，尋求節能降耗的途徑和辦法。 　　針對以上能源浪費的現象，采用高壓變頻技術對電廠重要用電設備的驅動電源進行技術改造，是火電廠節能降耗提高競價上網競爭能力的有效途徑。 1、變頻器調速節能原理 異步電動機的轉速n與頻率f、電動機轉差率s、電動機磁極對數p有如下關系，即： n=60f（1-s）/p （1—1） 根據相似理論有： Q/Q0=n/n0 （1—2） M/M0 =（n/n0）2 （1—3） N/N0=（n/n0）3 （1—4） 　　注n、Q、M、N為調節變化的轉速、流量、轉矩、功率，n0、Q0 、M0、N0為額定轉速、流量、轉矩、功率。 　　由（1—1）式可知，轉速n與頻率f成正比，只要改變頻率f即可改變電動機的轉速；根據（１—４）式知，電動機的輸出功率同時亦發生變化。n 與f間成線性關系，當f在0～50Hz變化時，轉速調節范圍是非常寬的。而傳統的電動機輸出功率調節是通過改變風機（泵）出口檔板（閥門）的開度來實現，在這種情況下，電動機總是處在額定轉速下運行，隨著機組負荷變化而送風機、引風機輸出不是隨機組負荷變化而改變轉速，而是靠改變檔板的開度來改變風量，存在嚴重的節流損失。 　　根據流體流量與風機的轉速關系式（１—２）可知，流量Q與風機或泵的轉速n的一次方成正比；轉矩M與轉速n的二次方成正比（1—3）；輸出功率N與轉速n的三次方成正比（1—4）。 　　由此可見，當負荷變化而風機轉速降低時，則輸出功率將按三次方遞減，而變頻調速器就能較好地解決這一問題，達到節能的目的。 2、變頻器在華鎣山電廠的應用 　　四川華鎣山電廠兩臺100MW燃煤機組分別投產于1980、1982年。鍋爐配用兩臺送風機、兩臺引風機、送風機配用電機功率780KW，引風機配用電機功率800KW。該廠近年來，機組壓負荷調峰和兩班制調速運行時間占機組運行小時數的60%，引送風機長期處在節流運行。針對上述情況，該廠在2001年至2002年結合機組大修，先后對兩臺100MW機組的八臺引、送風機采用北京利德華福技術有限公司生產的HARSVERF—A06/105高壓變頻器進行了改造。 3、運行及試驗 　　改造后，靜態調試、空載調試、帶負荷調試都達到了設計要求。四川省電力試驗研究院對變頻器在各種工況下進行了鑒定性測試。測試項目及結果是： 　　（1）功率因數測試：引、送風電機功率因數均在0.97—0.99。 　　（2）變頻器效率測試：八臺變頻器效率均在97%—98%。 　　（3）變頻器對公用電網的諧波影響測試：測試10KV電網系統總畸變率1.48%—1.84%，符合國家標準小于4%的規定，測試110KV、220KV電網系統總畸變率1.02%—1.42%，符合國家標準小于2%的規定。 　　（4）變頻器用變頻和工頻啟動電流比較：變頻啟動電流小，電流平滑上升，工頻啟動電流則是額定電流的6—7倍，啟動時沖擊電流大直，接威脅電機安全運行和使用壽命縮短。 　　（5）變頻器頻率范圍和精度測試：變頻器頻率調節的范圍0—50HZ，調節范圍寬、調節靈活，靜態精度測試為0.01%—0.02%，達到設計要求的±3%。 　　（6）變頻器節電效果測試：機組分別在50MW、60MW|、70MW、80MW、90MW、100MW、110MW不同負荷下測試引送風機總的節電率與工頻相比節電62.2%、52.8%、54.5%、47.9%、43.4%、42.7%。平均節電率52%。 　　可見，節能效果是非常顯著的，尤其是在低負荷運行時，節電效果最佳。 4、直接經濟效益分析 　　根據上面的測試結果，一臺機組按照每年運行5500小時，平均節電率為51.25%計算，每臺機組每年可節約電量=引送風機容量×機組年運行小時數×變頻器平均節電率=（2×800kw＋2×780kw）51.25%×5500h=8907250kwh,增加上網電價收入=年節約電量×上網電價=8907250kwh×0.25元/kwh=2226812元；年節約標煤量=年節約電量×供電煤耗=8907250kwh×0.421kg/kwh=3749952kg，年節約煤碳購置費用=年節約標煤量×標煤單價=3749.952t×230元/t=862489元。可見，改變頻調速的經濟效益是可觀的。 5、間接經濟效益分析 　　用變頻器啟動電機，對電機、電纜、開關等無沖擊電流（用工頻啟動時，啟動電流是電機額定電流的6—7倍，經常造成電機、電纜、開關損壞，機組被迫減負荷或停機），設備健康水平大大提高，減少維護費用和違約電量造成的經濟損失。這部分隱形的間接效益也是可觀的，每年節約50-100萬元左右。每年可為企業創造直接經濟效益：2226812元+862489元+500000元=3589301元。其改造投資為500萬元 ,約兩年時間即可收回投資。可見，改造后其經濟效益是相當可觀的。 6、對設備的影響 　　根據高壓變頻器調速節能原理及（1—3）式知，轉矩M與轉速n的二次方成正比。改造后，啟動頻率低，轉速低，電流小且平穩，實現了“軟啟動”。避免了以前用工頻啟動時的大電流大轉矩對電機、電纜、開關及機械設備的不利沖擊。同時，改造后，引風機、送風機長期在低負荷運行（60～100MW）時，電 機頻率一般為30～47Hz，電機的轉矩亦遠小于改造前。減少了用工頻啟動時對設備帶來的危害。這樣，不僅延長了電機等設備的使用壽命，也減輕了軸承的磨損。提高了安全發供電的可靠性。 7、結束語 　　隨著廠網分開，競價上網日趨激烈，如何降低發電成本，提高發電企業競價上網的競爭能力，加強內部管理，挖潛節能是電廠必須認真研究的一件大事，采用高壓變頻器對電廠高能耗用電設備如送風機、引風機、給水泵、循環水泵等進行技術改造，不僅能收到直接的降低廠用電、降低供電煤耗，增大上網電量帶來的直接經濟效益，而且設備乃至機組的安全可靠性提高，減少機組故障帶來的隱形經濟效益。 　　高壓變頻器技術在發電廠有值得推廣應用的廣闊空間。