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摘要：火力发电厂装机容量不断增大以及调峰力度持续增加的同时，使得发电机组负荷变化越来越频繁。所以，电力企业必须加大变频调速技术在风机转速与泵类设备流量调节方面应用研究的力度，通过对设备运行状态的实时调节，促进能源利用率的有效提升。文章主要就发电厂高压变频调速技术的应用进行了分析与探讨。
关键词：变频调速；火电厂；发电机组
1、发电厂高压变频技术的必要性
1.1应用现状
就目前来说，我国绝大多数的火力发电厂都选择和使用了效率相对较高的风机和泵类设备。假如电力企业在设计发电机组的配置时，采用常规设计手段的话，必须保证锅炉辅助设备的运行效率高于锅炉的运行效率，同时锅炉的出力高于蒸汽轮机的出力，才能在满足火力发电厂机组最大流量和阻力要求的同时，提高风机和泵类设备的运行效率。正是因为火力发电厂中的相关辅助设备不仅高于企业生产的实际值，而且设计出力也高于实际出力的大约25%左右。也就是说在发电机组满负荷工况运行状态下，辅机设备必须由两台并联的方式运行，才能保证其中一台辅机设备发生故障后，另一台辅机设备同样可以满足发电机组正常运行的负荷要求。
1.2市场现状
首先，当前我国发电市场上采用的磨煤机、泵类、风机等设备普遍存在着配置余量大且能耗较高的问题。其次，电网运行过程中出现了暂时性供大于求的现象，很多火力发电厂在日常生产过程中，都因为无法满足发电机组满负荷工况运行的要求，制约了发电机组负荷率与有效利用率的提高。最后，参加调峰运转的火力发电厂发电机组单机容量呈现出不断增大的发展趋势。
2、火电厂中高压变频调速技术的特点
高压变频调速技术最早出现于上世纪90年代，随着科学技术的不断发展和进步，该技术因为自身显著的优点，不但赢得了市场的高度认可，而且已经成为了当前现代火力发电厂节能设备改造的首先方案之一。虽然火力发电厂在生产过程中，对于煤、水等资源消耗调节都是以发电机组运行负荷变化为基础进行的。但是由于火力发电厂中使用的泵类、风机类等相关设备都是由定速电机驱动运行的，然后通过对挡板门或阀门等的控制以达到有效降低发电机组运行能耗的目的。所以，为了最大限度的提高火力发电厂的经济效益，发电厂要充分重视发电机组节能改造的重要性，合理运用高压变频调速技术，调整和优化火电厂泵与风机等相关设备的运行方式，才能在有效降低发电厂能源消耗量的同时，为发电厂节能减排工作的开展提供强有力的技术支持。
3、高压变频调速技术在火力电厂中的应用要点
3.1变频调速技术的应用条件
交流电机在运行过程中，主要是通过电动机内部的切割磁感线，产生的磁感电流实现传递能量的目的。假如在电动机在运行过程中产生的磁通量过大的话，电动机产生的电流值，会导致发电机组出现烧毁的问题。反之如果电机气隙磁通量过小的话，又会因为电机运行状态无法满足规定出力要求，影响发电机组运行的效率。因此，发电厂必须在进行发电机组的高压变频调速节能改造前，确保电动机的气隙磁通量始终保持在恒定状态。此外，根据电机变频调速的特性，如果供电频率高于电机额定功率时，那么电机在运行过程中保持额定电压的话，电机的电压值不会因为电机运行状态发生变化而升高，如果此时技术人员调整变频器参数的话，就会因为电动机气隙磁通量减弱和转矩变小等问题的出现，影响发电机组的正常运行状态。
3.2电厂中高压变频调速装置的配置
（1）虽然火力发电厂中使用的大型辅助设备都采取的是一用一备配置的设计方式，但实际上单独一台辅机设备同样可以满足发电机组运行负荷的要求。
如果在发电机组满负荷运行时不采用高压变频调速技术的话，必然会造成不必要的能量消耗。因此针对这一情况，电力企业应该采取配套辅助机组的方式，进行高压变频的改造和升级，在发电机组高负荷运行工况下，采取两套机组并联运行的方式，确保发电机组的正常运行。反之如果发电机组处在低负荷运行工况时，则可以采用单独变频机组运行，降低了发电机组运行过程中的能源消耗，实现了实时调节风机转速的目的。（2）火力发电厂中使用的泵类、风机类设备转矩和自身转速的二次方成正比例关系，发电厂针对这些设备进行的高压变频改在，不仅电机运行的电流得到了显著下降，而且发电机组运行过程中的发热量也得到了显著的下降。（3）由于发电机组变频改造后，电机的固有频率与变频器的载波频率非常的相近，再加上发电机组在运行过程中很可能因为产生共振现象，导致发电机组运行过程中产生大量的噪声及损坏电机结构，所以，在选择搞压变频器时需选择具备自动跳过谐振点功能的变频设备。（4）针对电动机进行的变频改造对电动机运行效率产生了不同程度的影响。比如，电力企业针对鼠笼式异步电机进行变频改造后，该一步电机在运行过程中高次谐波在电机定子电流中的出现，不但会导致电动机运行能耗的增大，而且制约了电动机运行的效率。此外，高压变频器具有的电容量衰减小的特点，不仅降低了电动机启动的电流，同时延长了电动机的使用年限。因此，电力企业在进行发电机组的高压变频改造时，应该全面考虑系统的安全性与可靠性，根据发电机组运行要求，可通过增加变频器旁路系统的方式，以提高发电机组的运行效果。
4、高压变频调速技术节能分析
风机是火力发电厂中发电机组最重要的辅机设备之一，目前，火力发电厂中常用的风机主要有引风机与送风机等几种。发电机组运行过程中，随着发电机组负载的变化，引风机和送风机运行功率也会随之发生变化。通常情况下，风机都会处在工频运行状态下，以相对较低的功率运行，长期处在这种运行状态下风机的能量消耗量也随之增大。为了有效降低引风机与送风机运行的能耗，火力发电厂应该采取风机并列运行或单台运行的方式，根据发电机组负载变化的实际情况进行调整和优化。如果在负载运行的条件下使用高压变频装置的话，那么发电机组在实际运行过程中，必然会因为受到高压变频器自身运行效率等因素的影响，不但无法达到节能降耗的目的，反而还会导致发电机组运行能耗的增加。因此，发电厂应该同时采用两套引、送风机系统，才能在避免单套设备在边坡运行过程中，出现两侧风路温差过大的问题，而且提高了引送风的效率。火力发电厂采用的发电机组引风系统主要是电厂电除尘的相互作用下均匀混合在一起，以达到降低发电机组运行能耗的目的。但是如果发电厂使用单独的变频装置的话，不但无法达到节能降耗的目的，而且还会与发电厂烟风系统的运行产生影响。比如，发电厂甲侧锅炉的烟风系统已经按照要求完成了高压变频节能改造的工作，而乙侧风机系统仍然采用的是传统的挡板节流方式。已经完成高压变频节能改造后的甲侧风机系统，采用的并列运行风机系统，不仅对发电机组负荷变化产生了极大的影响，而且发电机组在实际运行过程中，两侧风门可以打开至最大的范围。另外，由于送风机控制系统对引风机调节有极大的影响，所以，发电厂在生产过程中，必须保证煤风比例和炉膛负压保持最佳的状态，才能在保证发电机组送风系统自动调节的前提下，提高锅炉燃烧的效率。
结语
总之，现代工业迅速发展的过程中，能源短缺以及节能减排等问题已经引起了全社会的高度关注。作为火力发电厂来说，应该合理运用高压变频调速技术进行发电厂大型泵类与风机设备的变频改造，才能在有效降低火力发电厂生产成本的前提下，提高火力发电厂的市场竞争力，为我国社会经济的长期可持续发展保驾护航。
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