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一、行業(yè)概訴
    目前，在我國電源結(jié)構(gòu)中，火電裝機容量占74%，發(fā)電量占80%；水電裝機容量占25%，發(fā)電量占19%；核電僅占1%左右?；痣姀S中的各類輔機設(shè)備中，風(fēng)機，水泵類設(shè)備占了絕大部分，蘊藏著巨大的節(jié)能潛力。
二、風(fēng)機的選擇和應(yīng)用
    風(fēng)機是火力發(fā)電廠重要的輔助設(shè)備之一，我國電站已經(jīng)普遍采用了離心風(fēng)機。以75(T/H)循環(huán)流化床爐為例，通常每臺鍋爐配備一臺400KW引風(fēng)機，一臺315KW一次風(fēng)機，一臺250KW二次風(fēng)機。由于鍋爐在正常運行中的燃燒構(gòu)成，熱負載，電負荷以及季節(jié)等變化因數(shù)較大，因此，鍋爐燃燒所需要的氧氣在各不同的情況下也相應(yīng)有較大的變化，然而，鍋爐配置的風(fēng)機是按鍋爐zui大負荷情況下所需zui大風(fēng)量來設(shè)計的，并考慮鍋爐在事故狀態(tài)下的風(fēng)壓，風(fēng)量裕度，
即相應(yīng)的保險系數(shù)。根據(jù)我國現(xiàn)行的火電設(shè)計規(guī)程：SDJ—79規(guī)定，燃煤鍋爐的送，引風(fēng)機的風(fēng)量裕度分別為5%和5~10%，風(fēng)壓裕度分別是10%和10~15%，而實際設(shè)計中，風(fēng)量和風(fēng)壓的裕度達20~30%是比較常見的。所以，風(fēng)機電機功率的配置一般都比較大。
三、風(fēng)量控制
1、風(fēng)門控制
    鍋爐風(fēng)機的風(fēng)量裕度通常都比較大，如果采用風(fēng)門控制，風(fēng)門擋風(fēng)板的平均開度一般在50%左右，大量能源浪費在克服擋風(fēng)板阻力上，風(fēng)機效率下降。由圖1和 2可見能源的損耗和風(fēng)機效率的下降。同時還會帶來管網(wǎng)壓力不穩(wěn)定，難以控制，以及電機啟動電流過大造成的對電機的損耗和電網(wǎng)沖擊等其他問題。
2、液力耦合器控制
    液力耦合器是一種利用液體介質(zhì)傳遞轉(zhuǎn)速的機械設(shè)備，其主動輸入軸端與原傳動機相聯(lián)結(jié)，從動輸出軸端與負載軸端聯(lián)結(jié)，通過調(diào)節(jié)液體介質(zhì)的壓力，使輸出軸的轉(zhuǎn)速得以改變。理想狀態(tài)下，當壓力趨于無窮大時，輸出轉(zhuǎn)速與輸入轉(zhuǎn)速相等，相當于鋼性聯(lián)軸器。當壓力減小時，輸出轉(zhuǎn)速相應(yīng)降低，連續(xù)改變介質(zhì)壓力，輸出轉(zhuǎn)速可以得到低于輸入轉(zhuǎn)速的無級調(diào)節(jié)。

根據(jù)液力耦合器的上述特點，可以等效如圖所示的模型

功率控制調(diào)速原理表明，傳動速度的改變，實質(zhì)是機械功率調(diào)節(jié)的結(jié)果。因此液力耦合器輸出轉(zhuǎn)速的降低，實際是輸出功率減小。在調(diào)速過程中，液力耦合器的原傳動轉(zhuǎn)速沒有發(fā)生變化，假設(shè)負載轉(zhuǎn)矩不變，原傳動的機械功率也不變，那么輸入與輸出功率的差值功率那里去了呢，顯然是被液力耦合器以熱能形式損耗掉了。因此，我們不能簡單地認為液力偶合器調(diào)速是"丟轉(zhuǎn)"，而實際是丟功率。設(shè)原傳動功率為PM1，輸出功率為PM2，損耗功率則為

液力偶合器是一種耗能型的機械調(diào)速裝置，調(diào)速越深（轉(zhuǎn)速越低）損耗越
大，特別是恒轉(zhuǎn)矩負載，由于原傳動輸入功率不變，損耗功率將轉(zhuǎn)速損失成比例增大。對于風(fēng)機泵類負載，由于負載轉(zhuǎn)矩按轉(zhuǎn)速平方率變化，原傳動輸入功率則按轉(zhuǎn)速的平方率降低，損耗功率相對小一些，但輸出功率是按轉(zhuǎn)速的立方率減小，調(diào)*率仍然很低。液力耦合器的調(diào)*率曲線如圖2所示，平均效率在50%左右。
3、變頻調(diào)速
變頻調(diào)速是靠調(diào)節(jié)風(fēng)機電動機轉(zhuǎn)速來改變風(fēng)機風(fēng)量。按流體機械定律，風(fēng)機軸功率P與轉(zhuǎn)速n之間有：

在風(fēng)機風(fēng)量有*下降到50%時，變頻調(diào)節(jié)與風(fēng)門調(diào)節(jié)相比，風(fēng)機的效率平均高出30%以上，除了大量節(jié)省能源外，采用變頻控制還有以下優(yōu)點：電機軟啟動，齊全的保護功能，調(diào)速特性優(yōu)良，精度高，自動化程度高，便于監(jiān)測和通訊，維護方便等。

四、變頻調(diào)速方案選擇
    由于電機電壓，變頻器輸入電壓等級不同，電動機變頻調(diào)速有如下四種方案：高-----高，高---低---高，高----低，低----低等4類。

合理的電壓等級選用，VACON工程項目經(jīng)驗結(jié)合VACON變頻器特性一般按如下原則選用經(jīng)濟合理的方案：
1、400KW以下電動機           380V變頻器+低壓電動機         低—低方案
2、400KW---800KW電動機       690V變頻器+690V電動機         高---低方案
3、800KW---1500KW電動機      低壓變頻器+高壓電動機         高—低--高方案
4、1500KW以上                高壓變頻器+高壓電動機         高---高方案

五、投資成本與回報比較
    以75噸流化循環(huán)爐為例，一般電廠6KV電壓計算，引風(fēng)機400KW，一次風(fēng)機315KW，二次風(fēng)機250KW各一臺計算主要設(shè)備投資成本比較。另外，在通常設(shè)計中風(fēng)門依然保留，以及電纜等成本不列入比較之中，以下成本分析旨在比較各方案的差異性。

1、風(fēng)門+高壓電動機控制   合計成本(RMB)75萬
主要設(shè)備                 成本(RMB) 
三臺高壓電動機           33萬 
7臺高壓控制柜            42萬 
優(yōu)點：投資成本低，系統(tǒng)簡單
缺點：啟動電流大，不節(jié)能，控制精度低，難維護，自動化程度不高。

2、液力耦合器+高壓電動機 合計成本(RMB)114萬

主要設(shè)備                 成本(RMB)
三臺液力耦合器           30萬 
三個液耦執(zhí)行器           9萬 
7臺高壓開關(guān)柜            42萬 
三臺高壓電動機           33萬 
優(yōu)點：電流小，減少電網(wǎng)沖擊，調(diào)速穩(wěn)定，節(jié)能。
缺點：投資成本高，設(shè)備維護成本高，自動化程度低，節(jié)能效果不明顯。
3、低壓變頻器+低壓電機   合計成本(RMB)99萬
主要設(shè)備                 成本(RMB) 
一臺1500kVA變壓器        15萬 
三臺低壓變頻器           60萬 
三臺低壓電機             15萬 
低壓控制柜               9萬 
優(yōu)點：平均節(jié)能30%以上，電機軟啟動對電網(wǎng)無沖擊，可靠性高，免維護，調(diào)速特性優(yōu)良，機械振動小和磨損較少，保護功能完善，自動化程度高，容易實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)控制和計算機通訊。
缺點：產(chǎn)生諧波電流，對電網(wǎng)和周遍設(shè)備有干擾。
節(jié)能計算/年：965KW×5000h×30%×0.4=579000元（RMB）
比較以上三種方案可見，從電廠工藝狀況和率角度考慮，低壓變頻方案是可靠的。

六、VACON 系列變頻器
1、公司介紹
芬蘭瓦薩控制系統(tǒng)有限公司（簡稱芬蘭威肯），位于芬蘭工業(yè)城市---瓦薩。
其前身是瑞典一家的變頻器生產(chǎn)廠，于1967年開發(fā)出*臺變頻器，是變頻器的*。芬蘭威肯是專注于研發(fā)，生產(chǎn)，銷售VACON品牌變頻器的大型企業(yè)。也是世界上*的一家專業(yè)變頻器制造商。作為世界的，增長zui快的的變頻器專業(yè)供應(yīng)商，芬蘭威肯憑借雄厚的研發(fā)實力，豐富的設(shè)計經(jīng)驗，獨到的見解，*的營銷和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，可靠的變頻器產(chǎn)品，成為世界交流變頻器傳動領(lǐng)域的的主要之一。
2、VACON變頻器特點
電壓等級：220---690V
功率范圍：0.55---1500KW
防護等級：IP00---IP54
全系列內(nèi)置交流電抗器
緊湊的結(jié)構(gòu)：長條型，節(jié)省空間的書本設(shè)計，體積很小，可緊貼并列安裝
散熱片采取*的拉制工藝,散熱效果好
工作環(huán)境：-10----+50攝氏度
開關(guān)頻率：1----16KHz
150 % 過載電流 1min/10min for ICT
200 % 起動轉(zhuǎn)矩
250 % 啟動電流 2sec / 20sec for ICT
具有 CE, UL, C-UL (CSA),GOST R 認證    符合ISO9001質(zhì)量認證
完備的保護功能：–過流 短路 過壓/欠壓 接地保護 失速保護 過載/欠載 熱保護 變頻器/電機相監(jiān)測 (輸入/輸出)等
的電機控制：無傳感器矢量控制
友好的用戶界面：字符面板  圖形面板   菜單式操作
FCDrive (具有與計算機相連的RS232接口) 
各種通訊協(xié)議：如Interbus-S,  Profibus-DP,  Modbus,  LonWorks,  C-bus, SDS ,Device Net