1、引言

我國的電動機用電量約占全國發電量的60％～70％，風機、水泵設備年耗電量約占全國電力消耗的1/3，造成這種狀況的主要原因是：風機、水泵等設備傳統的調節方法是通過調節入口或出口的擋板、閥門開度來調節給風量和給水量，其輸出功率大量地消耗在擋板、閥門的截流過程中。由于風機、水泵類大多為平方轉矩負載，軸功率與轉速成立方關系，所以當風機、水泵轉速下降時，消耗的功率也大大下降，因此節能潛力非常大，最有效的節能措施就是采用變頻調速器來調節流量、風量，應用變頻器節電率一般為20％～50％，而且通常在設計中，用戶水泵電機設計的容量比實際需要高出很多，存在“大馬拉小車”的現象，效率低下，造成電能的大量浪費。因此推廣交流變頻調速裝置效益顯著。

2、改造前引風機運行能耗分析

某熱電廠為2臺410t/h循環流化床（cfb）鍋爐，總裝機容量為100mw汽輪發電機組，主要向某大型化工廠提供熱電供應，供電標煤耗為360g/kw·h，高于行業平均水平。2臺cfb鍋爐各掛有2臺高壓引風機，型號為ykk630-6w-1250kw，變頻改造前，額定1250kw的引風機電機正常運行負荷為830kw左右，其輸出功率通過風門開度進行調節，正常狀況下，風門開度基本維持在40%左右，相當大的一部分電能消耗在風門擋板上，能源浪費嚴重，節能潛力巨大。

3、節能改造原理分析

3.1通用高壓變頻器簡介

在交流異步電機的諸多調速方法中，變頻調速的性能最好，調速范圍大，靜態穩定性好，運行效率高。通用變頻器的工作原理如圖1所示。

圖1中，整流器的作用是把三相（或單相）的交流電整流成直流電。逆變器的作用是有規律地控制逆變器中主開關器件的通與斷，可以得到任意頻率的三相交流電輸出。中間直流環節和電動機之間總會有無功功率的變換，這種無功能量要靠中間直流環節的儲能元件（電容器或電抗器）來緩沖。控制電路：常由運算電路、檢測電路、控制信號的輸入、輸出電路和驅動電路等構成，主要任務是完成對逆變器的開關控制、對整流器的電壓控制以及完成各種保護功能等。

3.2西門子羅賓康完美無諧波變頻器原理

本次設備改造選用了西門子羅賓康完美無諧波變頻器，型號為ph-6-6-1250，變頻器的電路圖如圖2所示。輸入隔離變壓器t1的每一個次級僅供給一個功率單元，每個功率單元通過光纖接收調制信息以產生負載所需要的輸出電源頻率，每個功率單元可分為整流部分、直流環節和逆變部分。

單個功率單元原理圖如圖3所示，igbt工作原理如圖4。當igbtq1、q4同時閉合時，電機上的電壓為a點高，b點低；igbt其重要q2、q3同時閉合時，則電機上的電壓為a點低b點高。這樣和連續不斷地交替開合，在電機兩端就形成了一交變電壓，也就是交流電。西門子完美無諧波變頻器通過將多個低壓功率單元（690v）的輸出疊加起來得到近似于正弦波的中壓（6kv）波形。圖5為3個功率單元疊加后輸出的近似正弦波波形。

3.3引風機變頻調速節電原理的計算

以2#爐引風機作為例，先分析改造前2＃cfb爐2臺引風機（2a、2b）的運行工況和基本參數，如表1所示。

（1）2a引風機改造前工頻運行功率