摘要：针对大功率高压变频器在大功率风机调速节能上的广泛应用，介绍了风机定速运行的缺点和高压变频器在锅炉风机变频调速改造的节能预测及在电厂风机的实际应用。

随着现代企业的不断进步和发展，效益最大化是企业永恒的主题。利用新技术来提高企业生产装置的管理水平和节能降耗已是各企业首选的手段之一。高压变频节能技术随着国内一些生产厂家研制水平的不断提高。已接近世界同行业的领先水平，并以产品性能稳定、价格适宜深得国内企业广泛接受和应用。工业大型风机在设计时都按20-30年的运行期考虑，综合风机叶片，炉膛风道等损耗，密封的变化，风动介质的扰动的综合因素，余量都选得较大。特别对于锅炉风机用的风机，在运行后，由低温空气介质变为高温空气介质，在同等的风量条件下，其要求的功率也随之大幅下降。挡板开度经常处于40％~60％之间运行，使大量的电能都浪费在挡板节流、介质扰动和风压损耗上。利用调速运行的方式降低各类损耗，提高电能的利用效率，已是大型风机节能高效运行的首要选择方式。

1 风机电机定速拖动的运行缺陷

(1)风机的惯量力矩输出大，在厂内的电网容量条件下，直接启动时电机的启动电流很高，可能引起高压电源进线保护动作，电机不能连续启动。

(2)运行中，由于电机的余量较大，常常在高转速、低负荷的运行工况下，风机振动较大，现场噪音极强，工作环境非常恶劣。当挡板调到 10％以下时，由于负压过大，会引起管道喘振，危及设备运行安全。

(3)风机电能损耗严重，电机启动时每次启动电能消耗约为正常运行时一天耗电量。正常运行时，挡板开度特别在 50％以下时，在挡板两侧风压较大，出现极大的节流损耗和风压损耗。

(4)工作环境恶劣，风机运行时，振动噪音极大，使旁边的噪音超标。

(5)对设备危害。启动时电流较大，不但使厂内电源产生波动，耗电较大，同时会降低电机寿命。运行中振动大，使电机轴承、风机轴承磨损较大，且造成风道使用年限降低。

2 高压变频器节能原理

目前，随着现代电力电子技术和微电子技术的迅猛发展，高压大功率变频调速装置不断地成熟起来，原来一直难于解决的高压问题，近年来通过器件串联或单元串联得到了很好的解决。其应用领域和范围也越来越广泛，这为各使用高能耗风机和泵的企业高效、合理地利用能源(尤其是电能)提供了技术先决条件。

根据转速公式 n=60f~(卜s)／p可知：只要改变电机的频率 f，就可以实现电机的转速调节，高电压大功率变频器通过控制 IGBT (绝缘栅双极型电力场效应管)的导通和关断，使输出频率连续可调。而且是随着频率的变化，输出电流、电压、功率都将发生变化，即负荷大时转速大，输出功率大，负荷小时转速小，输出功率也小。

由流体力学：Q =Q(n ／n)、H =H(n ／n)2、P =P(n ／n)3 可知：当风机低于额定转速时节电为：E=[卜(n ／n)3]×P×T (kWh)。

可见，通过变频改造，引风机流量 Q、压力 H及轴功率P都将发生较大的改变，不但节能而且大大提高了设备运行性能。

3 在实际中的运用

为了考虑变频器故障切换为工频运行时，风门需保留它用。变频调节运行时风门尽管全开，还有一定的阻碍。另外，各种运行工况的不同，节电效果也不一样 所以实际节电率要比估算结果有一定的出入。但从以上结果来看，节电显著(根据估算改造后的节电效果在 5O％～6O％)。

以徐州华美坑 口环保热电有限公司 l#锅炉 (SG-260／9．81) 2008年技术改造项目为实例：该电厂 1#锅炉的一次风机电机型号为YKK560-4，功率为 l 600 kW，正常运行时其电流为80～100 A。 该风机于 2008年加装广州智光公司的zIN、，ERT—A8H2l50／O6Y型高压变频器。改造后该风机运行时电流为 30~40 A，节能效果非常显著。该电厂项目改造时保留风门作为总控，起风机后风门保持全开状态。其现场噪声明显降低，风道和叶轮的磨损也有减轻。改造后各项效果显著。

4 结语

在工业领域中，大功率电动机是整个工业系统心脏，其耗电量占全国发电总量的30％以上，是能源消耗份额最大的系统。大功率电机拖动的大中型风机、水泵的耗电量约占风机水泵耗电总量的50％以上。由于大型系统中的各种工艺要求，其风机、水泵都是按照最恶劣的环境设计，在大部分运行时间中，都是属于大马拉小车的状态，简单的调节方式是采用档板或阀门来调节风量或流量，以满足负荷变化的要求，其能量损耗相当严重。采用改变电机转速来实现调节风量或流量，无疑对节约能源，提高设备工作效率意义非常重大。高压风机是工业生产中主要的耗电设备，高压大功率电动机的应用更为突出，而这些设备大部分都存在很大的节能潜力。所以大力发展高压大功率变频调速技术具有时代的必要性和迫切性。