变频技术在节能减排中的重要作用
关键词：电机 变频器 变频调速 节能
Wang Zhan Kui
Abstract: The inverter technology appeied to Ac motor rotate speed has become the main torce currently in the motor drive field.It is Volume small. Weight light. Moment ot turn force large.Precision high.Function powerful.Reliable high. Operate simple. Good communication. Beside raising quality increasing production.reducing consmption. it is saving energy of electrical .In this article. Many examples about the saving energy and redule pollute of inverter were show detailedly.
Keywords: Motor Inverter Inveter speed Saving energy
尽管我国2007年发电机装机容量已达到7.1329亿kw，发电量32086.86亿kwh，但由于我国国民经济连续20多年的高速发展，供电状况仍然非常紧张，不少地区仍要拉闸限电。32086.86亿kwh发电量中，水电只占4343.25kwh（13.54%），核电621.3kwh（1.94%），而占27012.56亿kwh （84.19%）仍然是热电。燃烧的煤向大气中排放CO2 SO2 NOX，造成温室效应和酸雨，影响我们生存的环境。
况且我国是化石能源贮量较少的国家，煤的藏量占世界第3位，石油和天然气只占世界第10位。如用13亿人口来计算，只是世界人均1/20。见表1、表2。因而节约能源是大势所趋、是基本国策。椐统计，全国发电量的60%通过电机转换能量，。在“十一五”规划中，把电机系统节能放到重要位置。电机系统节能主要二个方面，一是节能电机，如永磁同步电机，二是电机调速节电。变频调速体积小、重量轻、转矩大、精度高、功能强、可靠性高、操作简单，便于通信等功能优于以往任何调速方式，使用它除优质、增产、降耗外，还大量节电。
变频器可以从四个方面节电。第一，软启动，一般交流电机的启动电流为电机额定电流的6-7倍，变频调速后启动电流不超过电机的额定电流。第二，节省设计冗余，一般设计都按照使用时的极端条件，因而都留有设计冗余，有的余量很大，形成大马拉小车，变频调速可以把冗余节省下来。第三是调速节电，按流体力学原理，轴功率正比速度3，转速下降，轴功率变小，这是变频调速的主要节电原理。第四是系统功率因数高，一般在0.95以上，节省无功，减轻了变压器的负担。
实例1
茂名石化公司炼油厂从1990年开始先后在蒸馏、裂解、催化、加氢、糠醛、酮笨等20多条生产线上使用161台变频调速装置。变频器总功率达8091KW。1990年10月至1992年2月对其中30台泵进行测试，在同等工艺条件下，采用调节阀控制电耗999.9KW，而采用变频调速电耗为396.7KW，节电603.2KW,节电率60.3%。采用变频控制时，电机和泵的转数下降，轴承等机械部件磨损降低，泵端密封系统不易损坏，电机故障率降低，维修工作量大为减少。94年后，该厂又采用了14套6KV大容量变频装置，节电40%到70%。1995年11月14日《中国石化报》第一版“茂名石化公司炼油节能跃居同行业前面”文章称“仅通过变频调速技术一年就节电2000万千瓦时”。
（表1）
实例2
1994年5月1日，承德钢铁公司炼钢厂三套20吨转炉和氧枪升降，直流拖动系统全部采用交流变频调速拖动。这是我国20吨转炉倾动和氧枪升降第一次采用变频调速。经过多年的生产应用，该系统运行稳定可靠，技术指标完全满足工艺要求。转炉、氧枪主传动系统引起的热停工减少90%以上，年增产1.5万吨钢，节电22万度，直接经济效益231万元。为钢厂以后稳定生产打下坚实的基础。原十多人的直流控制系统的维修班人员全部转行。该系统1995年通过机械工业部鉴定，并被河北省评为技术进步一等奖。
实例3
株州冶炼厂锌浸出渣挥发回转窑是回收锌的主体设备，共有三台。窑外径2.8米，长44米，原用正流子电机和滑差电机拖动，故障多，经常跳闸，维修量极大。由于现场环境恶劣，导电尘埃多，电机火花不断。刷握、碳刷更换不断，90年小修56次，更换碳刷1670只，刷握647只，严重的影响了生产。91年6月该厂完成了回转窑的变频调速改造。运行平稳、可靠、操作简单，没有发生因电机拖动故障而影响生产。年节电12万度，超产117.82万元。
实例4
93年，鞍钢中型厂后道工序改造，采用57台变频装置拖动512台交流电机并和PLC接口，产生良好的效果。调速精度高，提高了产品质量，设备可靠性高，保证了生产的连续性，提高了产品产量。由于变频制动效果好，省去了机械制动闸。由于速度连续可调，省却了大量减速机装置，同时改善了生产环境，消除了噪音。单节电一项，一年半就可收回全部变频装置约1000万元的投资。
世界各国CO2排放量 mt
（表2）
实例5
大庆新华电厂200MW发电机组，锅炉引风机为1250KW/6KV二台。1998年采用变频调速技术拖动高压引风机，是我国电厂大型机组首次采用变频调速，经黑龙江电力科学院测试考核：发电机组在额定工况下（有功负载200MW）与原来未用变频拖动相比，由原来的1790.4KW下降了28.02%，在有功负荷80MW-180MW间运行分别下降了30%-56.3%。
实例6
广东英德水泥厂3号回转窑（3.5×14.5M），离心风机（130kw）1992年11月7日投入变频调速后，风机运行电流由原来的140A下降到75A节电40%以上。
实例7
兰化公司化纤厂对1965年由英国引进的腈纶生产装置进行了变频改造。170米的生产线各工位共使用变频器113台，淘汰了滑差电机和直流电机，提高了产量、产品质量，减少了跑、冒、滴、漏。使产量翻了一番。1995年达到16000吨（原设计为8000吨），年节电288万度，年综合效益超过1000万元。
实例8
石嘴山发电厂五号炉原为滑差电机，采用变频后节电显著
无数实例表明，变频调速是电机调速的最优秀方式，是企业技术改造和产品更新换代的理想设备。伴随着节能与环保的深入，变频技术将更加发挥节能减排作用。
参考文献
1. 国家信息中心 中国电力行业分析报告 2007年4季度
2. 戴彦德 《我国中、长期能源及供需形势与“十一五”节能任务》
3. 王占奎《变频调速应用百例》科学出版社 1999年
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