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摘要：本文分析了变频技术在电厂泵及风机系统中的相关应用，在此基础上对其具体的改造节能措施进行相应的探讨。
关键词：变频技术；电厂泵；风机系统；节能
引言
现代社会的发展离不开能源，当前我国正面临自然能源日益匮乏的局面，为了使我国经济得以可持续发展，就必须要从技术上进行变革，以确保能够对自然能源进行有效开采，同时减少社会生产中对能源的不必要浪费。在电力领域中，电厂泵和风机系统是其重要零部件，而变频技术则能够有效保障电厂的稳定供电，不过因电厂泵和风机系统在能量损耗方面较为严重，要想提高电厂的节能效果，就必须要深入探讨其具体节能措施。
一、变频技术在电厂泵与风机系统中的应用意义及现状
（一）应用意义
在电厂供电中，电厂泵与风机系统作为其关键零部件，需要确保其能够进行全天候工作，而这也使其在运行过程中存在很多的能量损耗，如果在没有其他相关设备使用的情况下，电厂泵和风机系统在许多时候都会做无用功，而且为了确保电厂泵与风机系统的安全运行，还要确保其能够进行大功率运转，这也造成相关设备处于闲置状态时，会产生许多不必要的能源浪费问题。变频技术的出现，为电厂实现节能目标提供了可靠的技术支持，通过在电厂中应用变频技术，能够实现对电厂设备的自动化控制，这样在工作能源供应过程中，能够实现对设备运行频率的及时更换和频节，从而防止出现能量超额供应现象，进而达到了理想的能源节约效果，减少了能源的不必要浪费。
（二）应用现状
在电厂泵与风机中应用变频技术，可使能源利用率得到有效提高，进而为企业带来更多的经济效益。以长远角度来看，变频技术的应用能够更好推动企业的可持续发展。不过就目前来看，许多发展规模一般或较小的电厂并未在电厂泵和风机中有效应用变频技术，这是因为变频技术在进行一次性引进时要投入很高的成本，而且需要由专业的技术人才来进行管理和操作，这使得变频技术在短期内还未全面普及到电厂中。科技的发展，也使计算机技术、电子技术、人工智能技术的发展速度进一步加快，而更多先进技术的普及与应用，也使设备价格呈现出逐年下降趋势，从而促使电厂开始逐渐更新和采用更加先进的生产设备，这也使企业的经济效益得到了很大提升。
二、变频技术在电厂泵与风机系统中的节能原理探析
通常来说，电厂泵和风机系统的负载转矩是和其速度的平方值成正比的，而转速立方则和轴功率成正比，所以通过变频器来对电厂泵和风机系统的转速进行改变，可使节能效果变得非常显著。通常采用出口挡板进行控制，如果开度降低则会增大阻力，这使其并不适合对流量进行大范围调节，而且只能降低较少的低速区域轴功率，所以从节能效果来看是并不理想的。如果采取入口挡板来进行控制，虽然其具有更广的流量调节控制范围，当开度减小，会降低流量和轴功率比例，不过其节能效果却并不如变频调速。流量在变化过程中，通过变频调速可大幅降低功率，并且扬程降低的同时还能减少噪音的产生。
三、以鼓风机系统为例分析变频技术的应用
本文将某个电厂所采肜的风机系统作为研究实例， 当前该电厂所采用的鼓风机是一种定流量系统，如果只是进行节流调节，不仅会产生较大的噪音、较多的耗电量，还可能会影响到供风的调节效果。所以该电厂经过研究后决定将变频技术应用到鼓风系统之中，以使鼓风系统从原有的节流调节转变为通过PLC技术来进行变频恒压调节。
（一）控制思路
在应用变频技术来进行鼓风系统控制时，可通过PLC来对鼓风系统的运行参数进行采集，并且PLC还能实现过程控制，并对油泵转速进行变频调节。
鼓风系统运行过程中的相关参数会通过PLC中的A/D电路来进行转换，如果实际压力比预设的压力低，则系统会依据具体的偏差值来实施PID数据处理，然后利用D/A进行转换以后实现指令发送，从而提高变频器的输出频率，这样鼓风机的转速便会提升，当两台鼓风机的流量最大值难以满足生产需求时，还会对备用风机进行变频启动，通过并联运行以确保实际压力能够与预设压力相同，反之则通过逆运行来确保压力稳定。
（二）运行策略
在负荷较低的情况下，采取单台风机与双台风机来进行运行，此时风机有着较低的转速，以确保出口压力及小流量能够处于恒定状态。当负荷增大时，因空气量消耗会降低风机的出口压力，从而使PLC能够对压力降低信号进行有效检测，并利用变频器使风机的实际转速增加，以使锅炉送风保持恒压。
（三)方案实施
具体的改造方案为：其一，配置三台控制设备，并在控制箱中对变频器和其他控制设备进行分别安装，共花费19.4万元。其二，变频器和风机进行连接，然后将变频器和电动机进行连接，并且还要将电动机旁路控制配置到变频控制箱中，这样如果变频器出现故障，能够实现旁路切换，从而使变频器能够在被隔离后确保电动机通过工频方式来继续运行；其三，对收风机管道出口中的流量及压力信号进行检测，然后将这些信号反馈给变频器控制柜。
（四）配置设备与功能
在变频系统中主要由变频器、变频柜以及PLC(可编程控制器)所组成，通过改造，除了能够使鼓风机具备变频调节功能以外，还有其他五种功能，第一种功能是以压力与流量来实现转速的自动调节，手动装置安装于控制屏上，并利用手动方式来对电动机进行调节，转速表也安装于控制民间上，以确保电动机的转速能够在手动与自动两种调节方式上进行转换。第二种功能是机组负荷不足一半时，会由单台风机进行运行。第三种功能是机组负荷大于一半时，可由原来的单台风机自动切换至通过双台风机来进行运行，以确保锅炉鼓风压力恒定。第四种功能是在出现欠压、过流、过载、缺相、失速及短路等问题时保证电动机安全。第五种功能是三台鼓风机可实现故障停机自动连锁，当连锁解除，能够对单台风机进行启停操作。
（五）改造效果
其一，通过PLC控制以及变频器调速技术的应用，可通过变频器来进行无级平滑调速，具有较快的动态响应速度，而且能够进行稳定、灵活的调整，这可使鼓风机系统的自动化程度大幅提升，并显著改善了风量调节性能；其二，在采取变频调速以后，可对变频器频率进行变更来实现电动机转速调节，进而使调节流程得到简化，在此过程中，变频器可有效代替电动阀，这能够避免电动阀在使用中出现问题；其三，通过变频调速，当负载发生变化时，设备输出功率也会随之变化，进而使电能损耗有效减少；其四，通过改造，能够使鼓风机系统具备故障保护和预警功能；其五，采用变频调速能够对电机进行软启动，这样可避免电机受到大电流冲击，从而使电机能够得到有效保护，延长了其使用寿命；其六，改造后使鼓风机能够进行双变频切换，以确保某个变频器发生故障后能够对另一变频器进行自动切换；其七，鼓风机的运行噪音得到有效降低。
结语
总而言之，通过变频调速技术的应用，能够使风机噪音降低，并可对电机进行软启动，以此保护电机受到电网冲击，并且利用变频调速装置，还能使全部风机共同进行变频调节，从而使电网运行变得更加安全、可靠。
参考文献：
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[3]张德全. 变频技术在电厂泵与风机中的运用综述[J]. 变频器世界,2018(06):51-54.
作者简介：郑丰平，男，（1984.09）本科学历，工程师职称，江苏大唐国际吕四港发电有限责任公司，从事变频技术在电厂的应用方面的工作，