思考變頻器的使用

1、引言
   
    變頻器業(yè)界的專家、學(xué)者、企業(yè)家、用戶共聚一堂，歷數(shù)我國變頻器行業(yè)一年來取得的驕人成績。雖然我國變頻器市場仍舊是歐、美、日占據(jù)主流，但我國變頻器正在迅速的崛起，高水平的高壓變頻器已經(jīng)能和國外的品牌匹敵，并且占有的市場分額逐年迅速增加。這是令變頻器業(yè)界擊鼓相慶可喜可賀的大事。但是我們也應(yīng)當(dāng)清醒的認識到，和歐美、日產(chǎn)品相比，我國變頻器的產(chǎn)量、質(zhì)量、品種和生產(chǎn)廠家的規(guī)模的差距還是不小，業(yè)界的同仁們應(yīng)當(dāng)利用我國正在大力提倡建設(shè)節(jié)約型社會、創(chuàng)新型國家的東風(fēng)，縮小和歐美、日產(chǎn)品的差距。
   
    隨著變頻器在各行各業(yè)的深入應(yīng)用取得了令人矚目成績，也獲得了顯著節(jié)能效果、經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。在變頻器這個專業(yè)模塊范圍內(nèi)考慮的問題多，從變頻節(jié)能系統(tǒng)整體層面上考慮的問題少，弄不清楚整個系統(tǒng)真實的特性是什么，也不怎么清楚變頻器在整個系統(tǒng)的地位和作用，因而在一些項目中，變頻器僅僅起到了掩飾水泵、風(fēng)機容量選擇過大的節(jié)能作用，而沒有從理論上根本解決系統(tǒng)節(jié)能的實質(zhì)問題，或者僅僅把變頻器降格為一個擋風(fēng)板的作用，花了很多投資上了變頻器，而沒有把變頻器的作用發(fā)揮到很好。這不利于我國變頻事業(yè)的健康發(fā)展。我覺得業(yè)界同仁們對于變頻器的正確應(yīng)用必須給以充分的重視，應(yīng)用變頻器產(chǎn)生效益，是變頻器發(fā)展的目的，也只有變頻器應(yīng)用正確、可靠、順利，才能對廣大用戶產(chǎn)生更大的吸引力，變頻器的市場才會有做大做強的巨大商機。我國每年節(jié)能服務(wù)市場的規(guī)模約有1200億，外國早就覬覦我國節(jié)能服務(wù)市場，他們已有大的舉措，我們已經(jīng)聽到了這些巨人嗵嗵的腳步聲，同仁們，形勢緊張，機不可失，時不再來，讓我們攜起手來，為我國變頻器事業(yè)蓬勃發(fā)展、為我國2020年達到全面的小康水平而努力奮斗！
   
    2、變頻器在系統(tǒng)中的作用
   
    變頻器在實際使用中是以一個子系統(tǒng)的角色容入大系統(tǒng)中進行協(xié)調(diào)運行的。如在圖1的負反饋控制系統(tǒng)中，變頻器和電機、風(fēng)機或水泵一起作為控制系統(tǒng)的執(zhí)行器，并和傳感器、調(diào)節(jié)器及被控對象共同構(gòu)成一個完整的控制系統(tǒng)整體?？刂葡到y(tǒng)的性能取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，即控制系統(tǒng)的四個環(huán)節(jié)之間的相互聯(lián)系、相互影響和相互制約也就是相互關(guān)聯(lián)。各個環(huán)節(jié)局部都優(yōu)組成的系統(tǒng)整體不一定*，反之系統(tǒng)整體*不一定要求每個環(huán)節(jié)局部*。大部分變頻器應(yīng)用都可歸結(jié)為這種運行模式。這就是說如果控制系統(tǒng)的四個環(huán)節(jié)不匹配，即便是變頻器的性能再好，也顯示不出來。
   
   
   
    可以看出，變頻器構(gòu)成的控制系統(tǒng)，跟蹤的是與系統(tǒng)變化過程特點密切相關(guān)的特征參數(shù)θa，以克服干擾f造成的影響，而不是相關(guān)性很弱的其他參數(shù)。筆者在工程上曾見過這樣的案例:在一個空調(diào)箱中，變頻器不是跟蹤反映負荷變化的特性參數(shù)，而是跟蹤和負荷變化不相關(guān)的過濾器兩側(cè)的阻力降，變頻器形同虛設(shè)，根本起不到跟蹤負荷變化節(jié)能的作用。變頻器和電動機、水泵組成的執(zhí)行器環(huán)節(jié)的實質(zhì)是變能量流，跟蹤什么參數(shù)變，這是我們設(shè)計變頻變流量節(jié)能系統(tǒng)應(yīng)該特別要注意的。
   
    3、變頻器在火力發(fā)電廠應(yīng)用節(jié)能案例剖析
   
    圖2是變頻器在火電廠的應(yīng)用方案圖。在這個方案中只是突出了高壓變頻器（HVIN）、變壓器P.T）和高壓電機（M）組成的控制回路中的多半個環(huán)節(jié)，而沒有說明高壓變頻器在控制系統(tǒng)中的位置和作用，因此有可能把高壓變頻器的功能發(fā)揮不到狀態(tài)，取得高效的節(jié)能效果，或者使變頻器降格為僅僅起到一個擋風(fēng)板的作用，而沒有發(fā)揮變頻器應(yīng)有的作用。
   
   
   
    實際在電廠的風(fēng)機、水泵處在的位置不同，用變頻節(jié)能改造取得的節(jié)能效果也是不同的。
   
    火力發(fā)電廠生產(chǎn)流程示意圖。在火力發(fā)電廠中的風(fēng)機、水泵配置的電動機基本上都是超過250kW的高壓電動機，因此變頻變流量節(jié)能應(yīng)用都需要高壓變頻器。但生產(chǎn)流程中處在不同位置的風(fēng)機或水泵，和高壓變頻器組成的控制系統(tǒng)跟蹤的目標(biāo)是不同的，節(jié)能的效果也是不同的。
   
   
   
    循環(huán)水泵8。因冷卻水受發(fā)電負荷、氣候的影響，冷卻水溫會發(fā)生變化，從而影響冷凝器4的冷凝壓力并波及汽輪機3的出力和效率，即影響發(fā)電機18的出力和效率，因此循環(huán)水泵8和高壓變頻器組成的控制系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)跟蹤的是冷凝器4的冷凝壓力，以克服發(fā)電負荷、氣候變化對發(fā)電效率的影響，保持發(fā)電機組在變工況的高效運行，同時由于控制系統(tǒng)能夠根據(jù)發(fā)電出力和氣候變化自動調(diào)節(jié)冷卻水量，冷卻泵8也以最小的能耗，實現(xiàn)了發(fā)電系統(tǒng)的高效運行，自身也得到了最大的節(jié)能效果。
   
    又如，引風(fēng)機17，分析它和變頻器構(gòu)成的控制系統(tǒng)跟蹤的應(yīng)是鍋爐爐膛21的負壓恒定，以保證在發(fā)電變負荷、大氣壓力隨氣候變化時變鍋爐的高效燃燒，從而保持發(fā)電系統(tǒng)變工況時的高效運行。
   
    再如，送風(fēng)機15，分析它和變頻器、蒸汽用量傳感器、煤量傳感器構(gòu)成的復(fù)合控制系統(tǒng)跟蹤的應(yīng)是鍋爐燃燒的風(fēng)煤比，以保證在發(fā)電變負荷、大氣壓力隨氣候變化時鍋爐的高效燃燒，從而保持發(fā)電系統(tǒng)的高效運行。