据有关资料报导，我国风机水泵空气压缩机总量约万台，装机容量约亿千瓦。但系统实际运行效率仅为，其损耗电能占总发电量以上。这是由于许多风机水泵拖动电机处于恒速运转状态，而生产中风水流量要求处于变工况运行还有许多企业在进行系统设计时，容量选择得较大，系统匹配不合理，往往是大马拉小车，造成大量能源浪费。说明我国电厂节能有很大节能潜力可以挖掘。因此电站热力系统节能是关系到节能全局以及可持续性发展大事。因此在热力系环境下揭示各种节能理论内在联系深入地研究和发展节能要理论和现实意义对电厂节能降耗工作具有很强指导性。水泵变频调速运行节能原理图为水泵用阀门控制时，当流量要求从减小到，必须关小阀门。这时阀门磨擦阻力变大，管路曲线从移到，扬程则从上升到，运行工况点从点移到点。图为调速控制时，当流量要求从减小到，由于阻力曲线不变，泵特性取决于转速。如果把速度从降到，性能曲线由变为，运行工况点则从点移到点，扬程从下降到。根据离心泵特性曲线公式η式中水泵使用工况轴功率使用工况点流量使用工况点扬程输出介质单位体积重量η使用工况点泵效率。可求出运行在点泵轴功率和点泵轴功率分别为ηη两者之差为η也就是说，用阀门控制流量时，有功率被损耗浪费掉了，且随着阀门不断关小，这个损耗还要增加。而用转速控制时，由于流量与转速次方成正比扬程与转速平方成正比轴功率与转速立方成正比，即功率与转速成次方关系下降。如果不是用关小阀门方法，而是把电机转速降下来，那么在转运同样流量情况下，原来消耗在阀门功率就可以全避免，取得良好节能效果，这就是水泵调速节能原理。变频调速基本原理变频调速基本原理是根据交流电动机工作原理中转速关系式中水泵电机电源频率电机极对数由上式可知，均匀改变电动机定子绕组电源频率，就可以平滑地改变电动机同步转速。电动机转速变慢，轴功率就相应减少，电动机输入功率也随之减少。这就是水泵变频调速节能作用。水泵变频调速控制系统设计目前，国内在水泵控制系统中使用变频调速技术，大部分是在开环状态下，即人为地根据工艺或外界条件变化来改变变频器频率值，以达到调速目系统主要由四部分组成控制对象变频调速器压力测量变送器调节器系统控制过程为由压力测量变送器将水管出口压力测出，并转换成与之相对应标准电信号，送到调节器与工艺所需控制指标进行比较，得出偏差。其偏差值由调节器按预先规定调功率，因为液力耦合器调速效率等于调速比，这时液力耦合器输入功率为，再加上液力耦合器本身损耗，输入功率约益η。如果外部管路特性变化而调速时要求水压恒定。此时流量由流量由变为。图如果水泵定速运行，工作点将由变为点如果通过调速方式，水泵工作点将由变为点。水泵在两点输出功率差为。假设水泵在两个工作点效率差别不大，都为η，则水泵输入功率差η。水泵调速运行节能效益计算实例水泵调速节能效益与水泵特性运行方式电费水平等多种因素有关，由于这些因素在不同场合下千差万别。计算节能效益时对工况作如下假设水泵功率为，年运行时间小时，其中小时即时间为流量，小时即时间为流量，小时即时间为流量，调速装置效率为，假设水泵流量和压力在采用阀门调节流量时近似满足如下关系，其中为水泵出口封闭时出口压力，假设为，假设电费为元度。采用阀门调节时电耗计算采用阀门调节流量时，功耗等于流量和压力乘积。各种流量功耗计算如下电费计算如下度，年电费约万元。采用调速且要求水压恒定时电耗计算采用调速水泵调节流量时，如果需要压力恒定，则功耗仍然按流量和压力乘积计算。各种流量功耗计算如下其中为调速装置效率电费计算如下度，年耗电费约万元。流量变化时，如果要求压力不变，相对于用阀门调节流量，采用变频器调节流量后，年可以节省电费约万元。管路特性不变没有压力要求时电耗计算采用调速水泵调节流量时，如果没有压力要求，即假定外部管阻特性不变，则功耗正比于流量立方。各种流量功耗计算如下其中为变频器效率电费计算如下度，年耗电费约万元。流量变化时，如果外部管阻特性不变即流量小时，压力也小，调速时对压力不作要求，相对于用阀门调节流量，采用变频器调节流量后，年可以节省电费约万元，节电量达到，节能效益非常显著。异步电动机在启动时启动电流般能达到额定电流倍，对厂用电形成冲击，同时强大冲击转矩对电机和风机使用寿命存在很大不利影响。变频调速装置可以优化电动机运行状态，提高低加疏水泵运行效率，达到火力发电厂节能降耗目，有效地降低厂用电率。三方案论证方案描述号机低加疏水泵号机低加疏水泵电机各采用套低压变频装置，利用变频来改变电动机转速或根据现场实际，用拖方式，实现对两台低加疏水泵电机变频调速，提高低加疏水泵运行效率号机低加疏水泵变频柜安装在号机汽机段南侧，号机低加疏水泵变频柜安装在号机汽机段南侧，把原来动力电缆接头从开关下侧移至变频柜输出接线端子上，在用相同规格电缆把开关与变频器相连，系统改造前后示意图如下系统改前示图号机汽机段母线号机低加疏水泵开关号机汽机段母线号机低加疏水泵开关系统改后示图号低即„„„，因为，即代入式得由式和式可求出液力耦合器得转差功率损失与转速比关系为为求出最大转差功率损耗时转速比，可将式对求导数，再令导数为零，求出其极值点，即可求出其极大值或极小值得出取得极大值得极值点为。把极大值代入式可求出液力耦合器最大转差功率损耗为注意式中为，时液力耦合器涡轮所传递功率，等于风机或水泵再最高转速时轴功率。亦可用相应液力耦合器泵轮传递功率等于风机或水泵最高转速时电动机输出功率表示，由得通常，液力耦合器，代入式及式得以上通过理论分析，导出了液力耦合器涡轮传递功率泵轮传递功率以及转差功率损失计算公式证明了液力耦合器最低转差功率损失发生再转速比处。而不是转速越低，越大。由以上推导公式可以作出叶片式风机水泵在采用液力耦合器调速时调速效率泵轮传递功率涡轮传递功率转差损失功率与转速比关系曲线，如图所示。图叶片式风机水泵在采用液力耦合器调速时调速效率泵轮传递功率涡轮传递功率转差损失功率与转速比关系曲线从图中可以直观地看出随着转速比减小，液力耦合器泵轮和涡轮所传递功率也迅速减小，而转差损失功率，因而当液力耦合器泵轮所传递功率和涡轮所传递功率都变得很小时，转差损失功率也是个很小量了。液力耦合器在风机水泵调速中节能效果例下面通过个具体例子来说明叶片前言二项目提出的背景及改造的必要性三方案论证四项目规模和主要内容五实施条件六投资估算表及设备材料明细表七经经加疏水泵开关号机汽机段母线变频柜号低加疏水泵开关号机汽机段母线变频柜号机低加疏水泵电机号机低加疏水泵电机二预期达到效果通过变频改造后，低加疏水泵电机能够根据机组负荷大小自动调节转速，实现设备软停车无级调速，将电动机起动电流降低到额定电流倍左右，使电动机电气部分和轴承机械承受冲击大为减小，同时有效避免了管道内水锤效应，避免了管道流量突变，减少了爆管滴漏发生机率。更重要是，能够实现与供电频率成立方比例轴功率大幅降低，极大地降低了电动机消耗电能，降低厂用电率，减少电能损耗，延长设备使用寿命，降低设备维护费用，节约成本，提高设备运行效率，电机硬启动对电网造成严重冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生大电流和震动时对挡板和阀门损害极大，对设备管路使用寿命极为不利。而使用变频节能装置后，利用变频器软启动功能将使启动电流从零开始，最大值也不超过额定电流，减轻了对电网冲击和对供电容量要求，延长了设备和阀门使用寿命。节省了设备维护费用。启动时同厂用系统运行其它设备不会因为电压过低而影响生产。三是否需要停机停炉或结合机组大小修等否四项目规模和主要内容项目方案及内容综述给机低加疏水泵机低加疏水泵电机各采用套低压变频装置，利用变频来改变电动机转速，提高设备运行效率。二计划开竣工时间年月日三项目范围机低加疏水泵机低加疏水泵电机两台四项目主要设备材料构成全数字控制变频器五地址选择及地理位置路径及方案原系统六完成后系统布置变化无变化五实施条件在原系统上进行，可以利用机组大小修时进行。主要设备采取招标方式进行。六投资估算表及设备材料明细表投资估算普通电机改为变频电机不改变冷却方式，由于变频器电源谐波影响，定子绕组温度升高，经分析空空冷却型普通电机改为空水冷却型变频电机，改造后变频电机在工业运行中比原电机温升还要低，其运行性能还要好电机改造后，电机运行温度可以降低，由于温度降低，相对电机绝缘产生保护，电机使用寿命更长。单台套变频柜费用为万元。单台套变频柜配套材料及施工费用万元。单台套合计费用万元万万元。二总投资万元。年月市场咨询参考报价七经济效益分析对于提高系统和本单位综合生产能力与经济效益计算分析，包括节能降损提高效益降低成本增加利润等变频改造后效益计算直接经济效益分析低加疏水泵变频改造前运行电流平均在左右，变频投运后，运行电流由可原来下降至左右。未变频改造前低加疏水泵功耗变频改造后低加疏水泵功耗。变频改造后功耗下降值。以年运行天数天计，号机共节约厂用电量万度，以年发电量亿度计，影厂用电下降万度亿度个百分点。以上网电价元计，共计年产生经济效益万度元万元。而号机低加疏水泵总投资为万元，运行年即可收回成本，即连续运行至年月即可收回成本，投入产出比非常高。间接经济效益分析用变频器启动电机，对电机电缆开关曲线与经过最高效率点相似抛物线相重合因为它们都是经过坐标原点和最佳工况点二次抛物线。下面分析比较将流量调节到风机额定流量时，即时，采用节流调节和液力耦合器调节时各自所需原动机功率。先看节流调节，从图可直接读出当时，风