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>> 以任務(wù)驅(qū)動信息教學(xué)走向高效 節(jié)能:高效的步進(jìn)電機(jī)控制算法 高效節(jié)能電機(jī)節(jié)能效果分析及推廣前景 掀起高效節(jié)能電機(jī)控制技術(shù)新浪潮 變頻調(diào)速系統(tǒng)與高效電機(jī)的節(jié)能分析 高效節(jié)能電機(jī)行業(yè)將迎來爆發(fā)式增長 高效節(jié)能驅(qū)動系統(tǒng)研究與應(yīng)用 利用集成功率模塊加快電機(jī)高效變速驅(qū)動的實(shí)現(xiàn) “導(dǎo)入”驅(qū)動高中英語課堂走向高效 節(jié)能：每年能夠節(jié)約上萬億度電的高效電機(jī)／控制技術(shù) 關(guān)于高效節(jié)能電機(jī)在電廠中的應(yīng)用研究 破解電機(jī)節(jié)能難題 飛兆半導(dǎo)體推出業(yè)界首款用于驅(qū)動高效雙相開關(guān)磁阻電機(jī)的SPM　產(chǎn)品 節(jié)能產(chǎn)業(yè)走向何方? 守住簡單走向高效 讓課堂走向高效 走出誤區(qū) 走向高效 讓互動走向高效 從熱鬧走向高效 高效驅(qū)動 馳騁未來 常見問題解答 當(dāng)前所在位置：

關(guān)鍵詞：電機(jī)；驅(qū)動；高效；節(jié)能

DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2013.9.001

白電的電機(jī)三特征

“節(jié)能，靜音，智能”，這將是未來幾年白色家電產(chǎn)品的主要特性，Spansion公司的發(fā)言人（原富士通半導(dǎo)體微控制器）稱，“技術(shù)創(chuàng)新，加快開發(fā)周期”是目前白色家電廠商產(chǎn)品開發(fā)的主要需求。對于家用電器耗能最大的電機(jī)，如空調(diào)、冰箱的壓縮機(jī)，洗衣機(jī)的電機(jī)和風(fēng)扇的電機(jī)，經(jīng)歷了從交流電機(jī)到直流無刷電機(jī)、永磁同步電機(jī)和直驅(qū)電機(jī)的演變。節(jié)能、提高能耗比是電機(jī)發(fā)展的主要因素；而減少電機(jī)的震動噪音，提供舒適、智能的控制等需求提升則推動電機(jī)控制器及控制技術(shù)的創(chuàng)新。

作為電機(jī)控制器的核心，芯片也經(jīng)歷著從專用芯片（ASIC）到8位、16位及32位通用微控制器（MCU）/數(shù)字信號處理器（DSP）的演變。電機(jī)控制算法的提升，不同種類電機(jī)的靈活控制，如正弦波矢量控制、閉環(huán)控制和無傳感器控制、高轉(zhuǎn)速電機(jī)控制等需要運(yùn)算處理能力強(qiáng)、頻率高、處理和采樣速度快速的微控制器。

2013年中國白電市場，經(jīng)過前幾年的激勵政策和產(chǎn)品推陳出新，變頻家電已得到市場認(rèn)可，變頻產(chǎn)品市場份額逐年提升。

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[關(guān)鍵詞]電機(jī)；變頻控制；節(jié)能技術(shù)

中圖分類號：TM921.51 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）36-0194-01

社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，在推動社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的同時，也對電力能源的提供提出了更高的要求，尤其是各種電機(jī)設(shè)備的節(jié)能控制。在構(gòu)建資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的今天，加強(qiáng)對電機(jī)變頻控制節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用問題的研究，具有至關(guān)重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、電機(jī)變頻控制的基本原理和特點(diǎn)

變頻電機(jī)是變頻器驅(qū)動電機(jī)的統(tǒng)稱，它采用由變頻感應(yīng)電動機(jī)和變頻器組成的控制系統(tǒng)，提高機(jī)械自動化程度和生產(chǎn)效率。以交流電機(jī)為例，其同步轉(zhuǎn)速可用下式表示：

n1=60f/p （1）

式（1） 中：n1表示同步轉(zhuǎn)速；f表示電源頻率，50 H z；p為電機(jī)磁極對數(shù)。

電機(jī)轉(zhuǎn)差率用公式表示為：

s=（ n1一n）/n1 （2）

式（2） 中：s為電機(jī)轉(zhuǎn)差率；n為電機(jī)轉(zhuǎn)速

由式 （1） 和式 （2） 可以推得：n= 60f（ 1-s）/p （3）

圖1所示為電機(jī)變頻控制原理。通過電機(jī)變頻器輸出的不同頻率，可以對交流電機(jī)進(jìn)行調(diào)速。變頻調(diào)速的主要特點(diǎn)是通過變頻器改變輸出頻率和輸出電壓，最終達(dá)到對轉(zhuǎn)動負(fù)載的精確定量。除此之外 ，變頻電機(jī)還具有以下一些特點(diǎn)：①具備軟啟動和停止功能 ；②采用電磁設(shè)計(jì)，增加了電機(jī)電感 ，從而減少定子和轉(zhuǎn)子的阻值 ；③滿足反復(fù)的啟制動切換 ，能夠平滑無極調(diào)速，保護(hù)功能完善 ，減少設(shè)備維修 ；④節(jié)約電能.

二、電機(jī)變頻控制節(jié)能性分析

由上述交流電機(jī)調(diào)速公式（3） 可知，只要改變電源輸入頻率就可以使電機(jī)平穩(wěn)變速。而在大型變頻設(shè)備中，在效率不變的情況下通過改變電源輸入頻率和輸入電壓，根據(jù)負(fù)載要求達(dá)到改變輸出功率的目的。對于風(fēng)機(jī)類負(fù)載，可以借助流體力學(xué)進(jìn)行耗能分析，風(fēng)量是轉(zhuǎn)速的一次函數(shù)，風(fēng)壓是轉(zhuǎn)速的二次函數(shù)，軸功率是轉(zhuǎn)速的三次函數(shù)，可以用以下三個公式表示。

Q=k1n （4）

式（4）中：Q為風(fēng)機(jī)風(fēng)量；k1為風(fēng)量系數(shù)

H= k2n2 （5）

式（5）中：H為風(fēng)機(jī)風(fēng)壓；k2為風(fēng)壓系數(shù)

P= k3n3 （6）

式（6）中：P為軸功率；k3為軸功率系數(shù)

仍以風(fēng)機(jī)為例，隨著輸入流量的減少，電機(jī)做減速運(yùn)動，功率也會按電機(jī)速度的三次方減少。假設(shè)輸入流量下降比為 80%，相 應(yīng)的轉(zhuǎn)速也會降為原來80%，此時軸功率下降51%.另外，當(dāng)轉(zhuǎn)速下降時，電機(jī)效率也會相應(yīng)下降，這時由控制裝置等帶來的損耗比例也會增加。圖2所示為風(fēng)機(jī)變頻控制節(jié)能效果。節(jié)能原理當(dāng)系統(tǒng)風(fēng)流量從Q 1下降到 Q2時，如果調(diào)節(jié)通風(fēng)量，則系統(tǒng)阻力變大，系統(tǒng)工作點(diǎn)從A變到B，軸功率 P2與BH2，Q20組成的矩形面積成正比；如果使用電機(jī)變頻技術(shù)，風(fēng)機(jī)速度由n1變到n2，風(fēng)壓急劇下降到H3，功率P3 （CH3與Q20所組成矩形面積） 明顯縮小，降低的功率可表示為， P= P2 H×Q2.它BH2，CH3組成的矩形面積成正比。泵類負(fù)載曲線與此相同。通過大量統(tǒng)計(jì)得出，風(fēng)機(jī)水泵類電機(jī)調(diào)速控制可以節(jié)約大約30%的電能。

在傳統(tǒng)的電機(jī)拖動中，當(dāng)電機(jī)拖動的負(fù)載發(fā)生變化時，一般通過調(diào)節(jié)通電時間占空比來進(jìn)行調(diào)速。這樣的調(diào)節(jié)雖然很簡單，但是電機(jī)會不斷地啟動、制動，而在啟動和制動過程中電機(jī)的耗能很大。如果采用變頻技術(shù)來對電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，電機(jī)轉(zhuǎn)速不但能平滑過渡， 而且節(jié)能效果也能在很大程度上得到提高。

三、電機(jī)變頻控制技術(shù)的發(fā)展過程與應(yīng)用

在最初的時候我國的電機(jī)頻率都是固定的，電機(jī)只能固定的輸出一種功率，一個電壓。所以說當(dāng)時的電機(jī)在工作的時候輸出的驅(qū)動頻率是完全不變的。但是往往負(fù)載所需要的驅(qū)動頻率卻是在不斷變化的，為了能夠滿足負(fù)載所需要的驅(qū)動頻率，電機(jī)的額定驅(qū)動頻率一般都是大于負(fù)載所需要的驅(qū)動頻率的。這樣做雖然能夠保證電機(jī)提供足夠的驅(qū)動頻率，保證電機(jī)的正常運(yùn)作，但是其中有很大一部分的驅(qū)動頻率都會被浪費(fèi)掉，這就造成了大量的電力能源被浪費(fèi)，不能得到有效的利用，完全不符合我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求。為了達(dá)到節(jié)約電力，使電力得到充分利用的要求，電機(jī)變頻控制技術(shù)被開發(fā)了出來，電機(jī)變頻控制技術(shù)能夠根據(jù)負(fù)載所需要的驅(qū)動頻率來改變電機(jī)輸出的功率和電壓，保證不會有多余的驅(qū)動被浪費(fèi)，很好的提高了電能的利用率，完全符合我國節(jié)能減排的要求。隨著我國對節(jié)能減排的要求越來越高，對于變頻節(jié)能控制系統(tǒng)的開發(fā)和研究也不斷的完善，并且得到了更好的推廣，在越來越多的地方被應(yīng)用。

1.電機(jī)變頻技術(shù)的發(fā)展過程

現(xiàn)在的電機(jī)變頻系統(tǒng)大都采用恒 v/F控制系統(tǒng)，這個變頻控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、制作便宜。這個系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在風(fēng)機(jī)等大型的并且對于變頻系統(tǒng)的動態(tài)性能要求不是很高的地方。這個系統(tǒng)是一種典型的開環(huán)控制系統(tǒng)，這個系統(tǒng)能夠滿足大多數(shù)電機(jī)的平滑的變速要是，但是對于動態(tài)和靜態(tài)的調(diào)節(jié)性能都是有限的，不能應(yīng)用在對動態(tài)和靜態(tài)性能要求比較嚴(yán)格的地方。為了實(shí)現(xiàn)動態(tài)和靜態(tài)調(diào)節(jié)的高性能，我們只能采用閉環(huán)控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。所以有的科研人員提出了控制閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率的電機(jī)調(diào)速方式，這種調(diào)速方式能夠在靜態(tài)動態(tài)調(diào)速中達(dá)到很高的性能，但是這種系統(tǒng)只能在轉(zhuǎn)速比較慢的電機(jī)中得到應(yīng)用，應(yīng)為在電機(jī)的轉(zhuǎn)速較高的時候，這種系統(tǒng)不僅不會達(dá)到節(jié)約電能的目的，還會使電機(jī)產(chǎn)生極大的瞬態(tài)電流，使得電機(jī)的轉(zhuǎn)矩在瞬間發(fā)生變化。因此，為了在較高的轉(zhuǎn)速中實(shí)現(xiàn)較高的動態(tài)和靜態(tài)性能，只有先解決電機(jī)產(chǎn)生瞬態(tài)電流的問題，我們才能更好的發(fā)展電機(jī)變頻節(jié)能控制技術(shù)。

2.電機(jī)變頻控制的應(yīng)用

在電機(jī)的能耗中，大約有百分之八十都是應(yīng)用在了風(fēng)機(jī)和泵類負(fù)載當(dāng)中，所以說電機(jī)變頻控制技術(shù)能夠很好的節(jié)約這一部分負(fù)載的能耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。以空調(diào)為例，沒有應(yīng)用變頻控制系統(tǒng)的空調(diào)，在設(shè)置的溫度低于閾值的時候，只能通過關(guān)閉風(fēng)路的方式來實(shí)現(xiàn)，但是這個時候空調(diào)的電機(jī)還是在繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的，這一部分驅(qū)動功率就完全沒有被利用，只是單純的被浪費(fèi)掉了。但是在運(yùn)用了變頻控制系統(tǒng)的空調(diào)當(dāng)中，如果當(dāng)空調(diào)設(shè)置的溫度降低的時候，只需要控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，減少輸出的驅(qū)動功率就可以實(shí)現(xiàn)，完全沒有必要將風(fēng)路進(jìn)行關(guān)閉，而且也不會浪費(fèi)電機(jī)的驅(qū)動頻率，很好的提高了電能的利用效率。

此外，在實(shí)際應(yīng)用中需要根據(jù)不同的需要選擇大小合適、性能高的電機(jī)，減小電機(jī)的浮裝容量，防止能量浪費(fèi)。同時，在實(shí)際應(yīng)用中還要不斷優(yōu)化電機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，盡可能降低額外能量的損失，并選擇導(dǎo)磁性高的材料，比如冷軋硅鋼片等。

總之，電機(jī)變頻控制節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用可以有效減少電機(jī)不必要的驅(qū)動頻率的輸出，提高電能的利用效率，這在很大程度上緩解了我國電力能源緊缺的現(xiàn)狀。隨著我國對節(jié)能環(huán)保投入的不斷增加，電機(jī)的變頻控制將會得到更好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳偉華，李秀英，姚鵬.電機(jī)及其系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)發(fā)展綜述[J].電氣技術(shù)，2008（09）.

篇3

關(guān)鍵詞 300MW火電機(jī)組；節(jié)能潛力；煤耗

中圖分類號TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2013）97-0078-02

1 煤耗方面節(jié)能潛力分析

要想節(jié)約煤炭和降低發(fā)電成本，努力降低煤耗則是一個重要問題，因?yàn)槿珖禾肯目偭康陌俜种笥叶际怯糜诨鹆Πl(fā)電廠的每年用煤量，燃料成本約占火電廠發(fā)電成本的百分之七十以上。某電廠#1機(jī)組1025T/H鍋爐為鋼球磨直吹式燃燒系統(tǒng)，設(shè)計(jì)煤種為當(dāng)?shù)責(zé)o煙煤，實(shí)際運(yùn)行中入爐煤質(zhì)波動較大，#1機(jī)組供電煤耗上半年統(tǒng)計(jì)指標(biāo)為345g/kwh，比國內(nèi)同類型300MW機(jī)組先進(jìn)值325g/kwh高出20g/kwh，煤耗方面消耗較大，究其原因分析如下：

1）燃燒調(diào)整的影響及對策

原因分析：爐不完全燃燒的情況下，明顯能夠造成飛灰可燃物的升高、爐渣含碳量的增大。煤粉粗，往往是燃燒調(diào)整比較困難的重要原因。由于磨煤機(jī)煤粉細(xì)度粗細(xì)不穩(wěn)定，風(fēng)門故障開度不準(zhǔn)等原因造成燃燒不完全。煤粉爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性影響很大程度上受到煤粉細(xì)度的影響。盡管燃燒在細(xì)煤粉的環(huán)境下容易著火及燃燼，但是隨之磨煤機(jī)的用電量也會相應(yīng)增加。所以，應(yīng)該從多個方面進(jìn)行考慮經(jīng)濟(jì)性的問題，從而選擇最合適的煤粉細(xì)度。一般來說，最合適的煤粉細(xì)度則是以機(jī)械末完全燃燒熱損失、制粉電耗率、鋼球損耗總和最小時的細(xì)度。

此外，該鍋爐排煙溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)值，也是影響煤耗升高的一個重要因素。受熱面積灰嚴(yán)重、空預(yù)器換熱效果不佳、漏風(fēng)等是排煙溫度升高的主要原因。

對策：盡量提高磨煤機(jī)出口溫度，維持在120℃～160℃之間，保持適當(dāng)?shù)囊淮物L(fēng)壓，以利煤粉著火；對于鍋爐運(yùn)行調(diào)整不當(dāng)?shù)那闆r應(yīng)及時進(jìn)行調(diào)整，同時，煤粉細(xì)度必須維持在5%左右；各輔機(jī)的運(yùn)行方式同時應(yīng)該進(jìn)行優(yōu)化；最佳配風(fēng)方式應(yīng)該在考慮煤質(zhì)的情況下進(jìn)行試驗(yàn)確定。優(yōu)化鍋爐吹灰方式、定期清洗空預(yù)器蓄熱片、維持適當(dāng)?shù)臓t膛負(fù)壓運(yùn)行，保持合理的煙氣流速、增加尾部煙道受熱面等都是降低排煙溫度的有效措施。

2）真空度的影響及對策

原因分析：根據(jù)本地的實(shí)際情況，真空值應(yīng)該為95kpa左右，但是，由于各種因素的影響，在實(shí)際運(yùn)行中，機(jī)組真空都在93kpa左右，這樣的真空嚴(yán)密性還有提高的空間，雖然試驗(yàn)合格但是還沒有達(dá)到優(yōu)良的條件。根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，在真空每下降1kpa的情況下，煤耗上升約3g/kwh.

對策：為了提高汽機(jī)真空嚴(yán)密性，應(yīng)及時查找系統(tǒng)漏點(diǎn)并設(shè)法消除。同時，定期進(jìn)行真空嚴(yán)密性試驗(yàn)，定期進(jìn)行膠球沖洗，及時清理凝汽器及循環(huán)水濾網(wǎng)雜物。為了提高汽機(jī)真空，還應(yīng)該大流量進(jìn)行沖洗凝汽器銅管內(nèi)堵塞情況。

3）制粉系統(tǒng)等設(shè)備缺陷的影響

原因分析：對于該機(jī)組設(shè)計(jì)有四臺雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)來說，清掃分離器工作在磨煤機(jī)每運(yùn)行一段時間后必須定期進(jìn)行。制粉系統(tǒng)各風(fēng)門擋板必須確保關(guān)閉嚴(yán)密，低負(fù)荷停磨清理或停機(jī)時清理。同時，由于其它設(shè)備的原因或調(diào)度的原因，機(jī)組經(jīng)常不能滿出力運(yùn)行，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性肯定受到低負(fù)荷率的影響，根據(jù)有關(guān)資料，負(fù)荷率每下降10%的情況下，煤耗上升3g/kWh～4g/kWh。

對策：為了盡量減少設(shè)備對負(fù)荷的影響，應(yīng)該利用低谷消缺，清理磨煤機(jī)分離器在煤粉細(xì)度變大的情況下顯得尤為必要。對于設(shè)備的缺陷管理進(jìn)行加強(qiáng)，能夠力爭做到處理及時、到位，并且盡量不返工處理或重復(fù)消缺。

4）煤計(jì)量儀器的影響

原因分析：煤量計(jì)量偏大往往是由于煤秤出現(xiàn)大的正偏差，這樣必然導(dǎo)致煤耗上升，由此可見，煤耗的計(jì)量直接受到煤秤的準(zhǔn)確性的影響。這種計(jì)量上的不準(zhǔn)確性往往是由于沖洗皮帶或運(yùn)行中煤塊掉到秤架上所造成的，或者是由于傳感器等故障造成計(jì)量偏差大。

對策：標(biāo)準(zhǔn)碼定期對標(biāo)準(zhǔn)秤進(jìn)行校核，同時，定期檢查煤秤上面的傳感器；每月定期校核皮帶秤2次，誤差不允許超過±1%；設(shè)專職管理人員負(fù)責(zé)煤耗等指標(biāo)考核，為了減少偶然誤差，要求并督促有關(guān)人員及時巡視并清掃皮帶秤。只有做到上述幾點(diǎn)，才能保證煤秤穩(wěn)定并計(jì)量正確。

2燃油方面的節(jié)能潛力分析

該廠的#1機(jī)組在168小時試運(yùn)期間用油約1500t，移交生產(chǎn)后每年耗油300t左右。前幾年煤質(zhì)差，鍋爐燃燒不穩(wěn)，助燃油量很大，近兩年當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)低迷，電網(wǎng)負(fù)荷變化大，機(jī)組啟停頻繁，主要是鍋爐啟動用油居高不下，這樣就給企業(yè)造成了運(yùn)營成本增大的困難，通過對于集團(tuán)公司內(nèi)部機(jī)組燃油情況，發(fā)現(xiàn)燃油方面的節(jié)能潛力很大。

原因分析：油槍點(diǎn)火是在鍋爐啟動時進(jìn)行的，在爐膛溫度上升的過程中，逐步加大投油量，并在高于50%額定負(fù)荷的情況下逐步退出助燃油槍。根據(jù)該廠的實(shí)際情況，考慮多方面的原因，實(shí)際最低穩(wěn)燃（撤油）負(fù)荷為額定容量的60%左右。根據(jù)該廠燃油消耗情況分析，其中，啟動用油約占65%，調(diào)峰及降負(fù)荷消缺等助燃用油約占35%。同時，熱態(tài)啟動平均耗油約15T，而冷態(tài)啟動平均耗油約25T，每年預(yù)計(jì)耗油300噸/臺。

對策：降低穩(wěn)燃用油和啟動用油，提高制粉系統(tǒng)的可靠性。由于設(shè)計(jì)的原因、鍋爐采用的是大油槍點(diǎn)火方式。根據(jù)資料分析，每年最少也需要燃油200T/臺左右，即使對于國內(nèi)最先進(jìn)的千噸鍋爐也是如此，這樣不能從根本上解決問題。應(yīng)該積極思考采用先進(jìn)的點(diǎn)火技術(shù)，比如，等離子點(diǎn)火技術(shù)或者微油點(diǎn)火技術(shù)。對于等離子點(diǎn)火技術(shù)來說，直流電流在一定介質(zhì)氣壓的條件下引弧，并在強(qiáng)磁場控制下獲得穩(wěn)定功率的定向流動空氣等離子體，該等離子體在點(diǎn)火燃燒器中形成T>4000K的梯度極大的局部高溫火核，煤粉顆粒通過該等離子“火核”時，迅速釋放出揮發(fā)物、再造揮發(fā)份，并使煤粉顆粒破裂粉碎，從而迅速燃燒，達(dá)到點(diǎn)火并加速煤粉燃燒的目的，從而使得滴油不燒成為可能。對于微油點(diǎn)火技術(shù)來說，先利用壓縮空氣的高速射流將燃料油直接擊碎，霧化成超細(xì)油滴進(jìn)行燃燒；同時用燃燒產(chǎn)生的熱量對燃料進(jìn)行初期加熱，擴(kuò)容，后期加熱，在極短的時間內(nèi)完成油滴的蒸發(fā)氣化，使油槍在正常燃燒過程中直接燃燒氣體燃料，從而大大提高燃燒效率及火焰溫度。氣化燃燒后的火焰剛性極強(qiáng)、其傳播速度極快超過聲速、火焰呈完全透明狀（根部為藍(lán)色，中間及尾部為透明白色），火焰中心溫度高達(dá)1500℃～2000℃。微油氣化油槍燃燒形成的高溫火焰，使進(jìn)入一次室的濃相煤粉顆粒溫度急劇升高、破裂粉碎，并釋放出大量的揮發(fā)份迅速著火燃燒，然后由已著火燃燒的濃相煤粉在二次室內(nèi)與稀相煤粉混合并點(diǎn)燃稀相煤粉，實(shí)現(xiàn)了煤粉的分級燃燒，燃燒能量逐級放大，達(dá)到點(diǎn)火并加速煤粉燃燒的目的，大大減少煤粉燃燒所需引燃能量，滿足了鍋爐啟、停及低負(fù)荷穩(wěn)燃的需求，從而節(jié)油率可以達(dá)到95%以上，年油耗量可以控制在50T/臺?？紤]到微油點(diǎn)火結(jié)構(gòu)簡單，同時技術(shù)較易掌握的特點(diǎn)，這里建議采用維護(hù)費(fèi)用和工作量相對較小的微油點(diǎn)火結(jié)構(gòu)。

3 電能方面的節(jié)能潛力分析

該廠上半年經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析顯示，綜合廠用電率5.7%（不含脫硫用電1%左右），比設(shè)計(jì)值6%（含脫硫）略低；如果算脫硫l%，實(shí)際廠用電率6.7%左右，高于設(shè)計(jì)值，也正說明有潛力可挖。

原因分析：經(jīng)常連續(xù)運(yùn)行的鍋爐及汽機(jī)系統(tǒng)的6kV輔機(jī)則是廠用電主要消耗所在，一般全部廠用電量的70%～75%左右為風(fēng)煙、制粉、循環(huán)水三大輔助系統(tǒng)的設(shè)備用電量，所以，要想降低機(jī)組廠用電率，必須進(jìn)行高壓輔機(jī)節(jié)電潛力挖掘。根據(jù)該廠#1機(jī)組6kv輔機(jī)電機(jī)12臺分析，其中，多臺風(fēng)機(jī)電機(jī)功率設(shè)計(jì)偏大，尤其對于一次風(fēng)機(jī)來說，滿負(fù)荷運(yùn)行時入口擋板開度不到60%，這樣就不可避免的造成了電能的浪費(fèi)，造成了節(jié)流損失。

對策：機(jī)組廠用電率的增大往往是由于平均負(fù)荷低，甚至不帶負(fù)荷，輔機(jī)系統(tǒng)相對運(yùn)行時間長的原因，這樣，在機(jī)組啟停過程中，應(yīng)該對于輔機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行方式進(jìn)行合理安排，做到盡量縮短輔機(jī)運(yùn)行時間，在輔機(jī)達(dá)到停運(yùn)條件時應(yīng)及時停運(yùn)，這也是降低廠用電率的有效措施之一。變頻改造、更換小功率風(fēng)機(jī)等新技術(shù)能夠達(dá)到相關(guān)的技術(shù)目的，比如，恒速運(yùn)行離心式風(fēng)機(jī)的引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)，在機(jī)組帶滿負(fù)荷的狀態(tài)下，風(fēng)機(jī)靜葉開度僅為40%左右，造成電耗偏大，風(fēng)機(jī)效率低。這樣的情況在低負(fù)荷情況下更為明顯，所以電耗損失更大。所以為了節(jié)約廠用電，可以通過把風(fēng)機(jī)傳動裝置改用高壓變頻電機(jī)實(shí)現(xiàn)。

4 結(jié)論

該火電廠的#1機(jī)組在煤耗、油耗、電耗等方面還有很大的節(jié)能潛力，通過設(shè)備改造和優(yōu)化運(yùn)行等綜合治理手段，應(yīng)該可以把能耗降到最低，使得企業(yè)成本得以節(jié)約，企業(yè)的效益有所提高。本文主要針對該火電廠節(jié)能潛力的挖掘進(jìn)行分析，提出了一些簡單操作建議，希望對于國內(nèi)其他同類型機(jī)組具有同樣的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

篇4

關(guān)鍵詞：工業(yè)縫紉機(jī)電機(jī)控制器；單片機(jī)；LED顯示屏

工業(yè)縫紉機(jī)伺服節(jié)能電機(jī)作為工業(yè)縫紉機(jī)的驅(qū)動元件分為電機(jī)、控制器，其中電機(jī)集中了編碼器與光柵（或?yàn)榛魻枺鳛殡姍C(jī)的信號反饋系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)主要由：單片機(jī)、驅(qū)動芯片、電源、輸入及輸出接口等組成。

1 工業(yè)縫紉機(jī)伺服節(jié)能電機(jī)控制器與電機(jī)的關(guān)系如下圖所示

2 控制系統(tǒng)當(dāng)中的硬件設(shè)計(jì)

工業(yè)縫紉機(jī)伺服節(jié)能電機(jī)的電機(jī)控制器是以單片機(jī)為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，借助單片機(jī)和電路充分、有機(jī)的結(jié)合，使得工業(yè)縫紉機(jī)在功能性上更有保證，同時單片機(jī)的升級使得硬件系統(tǒng)有了更好的發(fā)展支撐。單片機(jī)的應(yīng)用給整個控制系統(tǒng)的發(fā)展注入了新的能量，使其電路更加的簡單，投入的成本更低，此外運(yùn)行的可靠性也在這一過程中得到了顯著的提升。

在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)中，硬件電路是采用結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方式，這種方法一方面可以十分有效的確保設(shè)計(jì)電路能夠朝著標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的方向發(fā)展。在硬件電路設(shè)計(jì)的過程中，最為重要的一個內(nèi)容就是科學(xué)合理的選擇單片機(jī)，同時還要選擇與之相配的芯片，這樣也就使得所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)一方面具有非常強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性，另一方面又具有非常強(qiáng)的性能。

在單片機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，系統(tǒng)復(fù)位一直都是一個非常重要的基礎(chǔ)性工作。在單片機(jī)應(yīng)用的時候，界面一般有輸入和結(jié)果的顯示，在這一過程中采用LED顯示可以有效的延長其使用壽命，成本的投入也不是很高，和單片機(jī)接口連接具有非常高的便利性，LED數(shù)碼管按照連接方法的差異可以分為共陰和共陽兩種方式，一般來說，將若干LED的陰極連接在一起就是共陰式，將多只LED的陽極連接在一起就是共陽式。其在發(fā)光原理上具有非常明顯的相似性，如果某一個發(fā)光二極管的負(fù)極低電平的時候，其對應(yīng)的二極管就會點(diǎn)亮。

顯示器一般情況下采用的是七段數(shù)碼顯示器的形式，LED數(shù)碼管動態(tài)顯示應(yīng)用在多位LED顯示當(dāng)中，為了對線路進(jìn)行簡化處理，同時還要控制成本，我們需要將所有的段選位選線采用并聯(lián)的方式去連接，同時還要在這一過程中將所有的段位都連在一起，由一個8位的I/O接口進(jìn)行控制，共陰極點(diǎn)或者是共陽極點(diǎn)分別由；另外的一組I/O接口進(jìn)行控制。

由于所有的段選碼皆由一個I/O控制，因此，在每個瞬間，每個LED只能顯示相同的字符。要想每位顯示不同的字符，必須采用掃描顯示方式，即在每一瞬間只有某一位顯示相應(yīng)字符，在此瞬間，段選碼控制I/O口輸出相應(yīng)字符段碼，位選碼控制I/O口在該顯示位送入選通電平以保證該位顯示相應(yīng)字符。如此輪流，使每位顯示該位顯示字符，并保持延時一定時間，以造成視覺暫留效果，不斷循環(huán)送出相應(yīng)的段選取碼、位選碼，就可以獲得視覺穩(wěn)定的顯示狀態(tài)。動態(tài)掃描的頻率有一定的要求，頻率太低，LED將出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象。

3 軟件的設(shè)計(jì)

在硬件電路設(shè)計(jì)定型后，軟件任務(wù)也就基本上定下來了。在各執(zhí)行模塊進(jìn)行定義時，規(guī)劃好數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)類型問題。源程序主要包括主程序、鍵盤子程序、顯示子程序、外部中斷子程序等。主程序任務(wù)是初始化控制器，包括鍵盤、顯示、外部中斷等各初始量，然后循環(huán)調(diào)用鍵盤子程序、調(diào)用顯示子程序。顯示子程序的任務(wù)是完成時間、編碼、狀態(tài)等信息顯示。

每個鍵都賦予了特定功能，鍵盤子程序的功能是掃描鍵盤（檢測是否有鍵按下），鍵抖動處理，多鍵串鍵處理，確定被按下的鍵的位置，產(chǎn)生相應(yīng)的鍵的代碼，鍵功能執(zhí)行。

定時中斷子程序的任務(wù)是完成計(jì)時、時間的十六進(jìn)制到十進(jìn)制轉(zhuǎn)換。外中斷子程序的任務(wù)是接收數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理，處理數(shù)據(jù)后送顯示緩沖區(qū)。

系統(tǒng)調(diào)試包括硬件調(diào)試和軟件調(diào)試，而且兩者是密不可分的。我們設(shè)計(jì)好的硬件電路和軟件程序，只有經(jīng)過聯(lián)合調(diào)試，才能驗(yàn)證其軟硬件是否達(dá)到技術(shù)指標(biāo)要求，也只有經(jīng)過調(diào)試，才能發(fā)現(xiàn)問題并加以解決、完善。

4 硬件調(diào)試

4.1 電源調(diào)試。不加電測試，完成焊接后，用萬用表測電源輸出端電阻，若阻值很小，說明有短路，檢查故障，反之正常。加電測試，通電后，用萬用表測電源輸出端電壓，測得實(shí)際輸出電壓為5±0.5V，在要求范圍內(nèi)，輸出電壓正常，說明電源電路正常。

4.2 單片機(jī)基本電路調(diào)試。通電測震蕩電路、復(fù)位電路的電壓。

4.3 顯示電路調(diào)試。本設(shè)計(jì)的顯示電路使用了共陽數(shù)碼管。在安裝數(shù)碼管之前要用萬用表檢測數(shù)碼管。顯示電路調(diào)試過程為：確保單片機(jī)的管腳與數(shù)碼管連接正確，編寫一段顯示程序，檢查顯示電路正確與否。

4.4 鍵盤電路調(diào)試比較簡單，鍵盤電路比較簡單，故調(diào)試起來也很容易，確保焊接正確的情況下，只需編寫一段測試程序，在仿真器上調(diào)試，當(dāng)按下按鍵時，觀察對應(yīng)端口的電平狀態(tài)即可。

4.5 無線接收電路及解碼電路的調(diào)試。通電，按下無線發(fā)射電路的按鍵，用示波器觀察無線接收電路及解碼電路輸出端有無波形輸出即可。

軟件先在仿真器上調(diào)試，確保運(yùn)作正常之后。調(diào)試過程是循序漸進(jìn)過程，直到各項(xiàng)符合設(shè)計(jì)要求即可。在本設(shè)計(jì)中，軟件調(diào)試主要分四部分：主程序、鍵盤處理子程序、顯示子程序、定時中斷子程序、外中斷子程序。

顯示子程序調(diào)試。顯示子程序是相對獨(dú)立的子程序，要顯示的數(shù)據(jù)應(yīng)放入相應(yīng)的顯示緩沖區(qū)中，顯示子程序的功能就是把顯示緩沖區(qū)中數(shù)據(jù)在對應(yīng)的位置上顯示。編好顯示子程序，改變顯示緩沖區(qū)中數(shù)據(jù)，調(diào)試顯示子程序，直到顯示正常為止。

結(jié)束語

當(dāng)前，工業(yè)縫紉機(jī)在很多行業(yè)都得到了非常廣泛的應(yīng)用，同時在這一過程中，伺服節(jié)能電機(jī)也在很多工業(yè)縫紉機(jī)的運(yùn)行當(dāng)中發(fā)揮了十分積極的作用，在這樣的情況下，我們必須要采取有效的措施對其加以全面的研究，只有這樣，才能更好的推動工業(yè)縫紉機(jī)性能的提升和完善。

參考文獻(xiàn)

[1]祝本明，陳軍，竇琴.特種工業(yè)縫紉機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[J].電子設(shè)計(jì)工程，2016（1）.

篇5

[關(guān)鍵詞]汽輪發(fā)電機(jī)組；節(jié)能技術(shù)

中圖分類號：U294 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）11-0114-01

前言

電能對于一個社會的正常運(yùn)行是一個必不可少的條件，特別是我國正在大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)，電能更加顯得尤為重要。發(fā)電廠汽輪機(jī)組的節(jié)能措施不僅符合企業(yè)低成本高效益的目標(biāo)，而且還能減少能源消耗量。這對于緩解我國的能源壓力、改善我國的環(huán)境現(xiàn)狀具有無法替代的作用和良好的效果。

1.汽輪機(jī)能耗分析

1.1 汽輪機(jī)組能耗高

發(fā)電廠主要是通過汽輪機(jī)發(fā)電。汽輪機(jī)通過和一些輔助設(shè)備，比如發(fā)電機(jī)、加熱器和鍋爐等一起使用將熱能、動能轉(zhuǎn)化為電能來發(fā)電。汽輪機(jī)組耗費(fèi)能量比較高通常有以下兩個方面的原因。汽機(jī)自身的原因。低壓氣缸出氣口容易生銹，外氣缸又很容易出現(xiàn)形狀改變，氣體的密封性不是特別好，特別是隔板的氣密性和軸的兩端的汽封不太好。調(diào)節(jié)閥的動力來源油動機(jī)的動力輸出不夠，氣閥的壓力損失大，熱力系統(tǒng)容易出現(xiàn)散熱嚴(yán)重的問題等等。再者就是機(jī)組整體運(yùn)行方面，用于系統(tǒng)冷卻的液體溫度太高，凝汽器里的真空度略高，汽輪機(jī)參數(shù)不準(zhǔn)確，沒有對汽輪機(jī)組實(shí)施最優(yōu)化設(shè)計(jì)甚至運(yùn)行不符合標(biāo)準(zhǔn)要求等都會對運(yùn)行能耗產(chǎn)生較大的影響，增加發(fā)電廠的運(yùn)行資金。

1.2 空冷凝汽器存在的問題

眾所周知，在我國的西北地區(qū)，空氣中漂浮著大量的沙塵，沙塵問題特別嚴(yán)重。在這些地區(qū)運(yùn)行汽輪機(jī)，難免在汽輪機(jī)的翅片管上附著大量的沙塵，因此翅片管熱阻增加，使凝汽器傳導(dǎo)熱量的能力下降。在氣壓較小的地方，空氣進(jìn)入風(fēng)機(jī)較困難，導(dǎo)致進(jìn)氣量小，使凝汽器氣流流通不順利。流通不暢還會導(dǎo)致氧氣溶解量超過正常水平，由此導(dǎo)致汽輪機(jī)導(dǎo)熱效率低下，加快了管道和設(shè)施的腐蝕。這些因素都會對汽輪機(jī)的機(jī)械效率產(chǎn)生一定的不良影響。

2.汽輪發(fā)電機(jī)組節(jié)能運(yùn)行的可行性

2.1 經(jīng)濟(jì)方面

在我們對發(fā)動機(jī)汽輪機(jī)組進(jìn)行改造升級之前，我們最主要的要考慮的因素必然是經(jīng)濟(jì)因素，如果我們的改造成本大于所產(chǎn)生的效益的話，我們就沒有升級的必要。從升級改造成功的一些案例來看，汽輪機(jī)組升級改造之后所能產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于用于改造所產(chǎn)生的成本，而且改造后汽輪機(jī)效率大大提高，減少了能耗和對環(huán)境的污染，因此汽輪機(jī)改造在經(jīng)濟(jì)方面可行性很高。

2.2 技術(shù)方面

我國目前在汽輪機(jī)節(jié)能方面的技術(shù)已經(jīng)基本成熟，改造之后汽輪機(jī)的效率會大大地得到提高，能源消耗量大大降低，減少了環(huán)境的污染。并且經(jīng)過改造之后的汽輪機(jī)的安全性和可靠性方面得到了加強(qiáng)。所以，目前對汽輪機(jī)改造技術(shù)方面已經(jīng)做好了充足的準(zhǔn)備。

3.系統(tǒng)狀況對熱經(jīng)濟(jì)性的影響

熱力系統(tǒng)的工作狀況主要包括抽氣管道的壓力損失、供給水量的多少、降溫水的多少、以及加熱器的端差等。

3.1 加熱器的端差

端差主要是通過影響水的供應(yīng)和熱量的回流來影響熱力系統(tǒng)的，假如一臺或者幾臺加熱器停止工作，發(fā)電機(jī)組的工作性能就會下降很多。加熱器全部正常工作，它們的端差就會變得很小，機(jī)組就會工作在高性能的狀態(tài)，經(jīng)濟(jì)型好。除此之外，工作人員通過對加熱器水位的控制也會對端差的大小帶來影響，嚴(yán)格的控制水位的高低，能使端差控制在設(shè)計(jì)期望值甚至高于它。如果水位調(diào)整不好，就會使端差出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致加熱器的性能降低。

3.2 系統(tǒng)的外漏和補(bǔ)

汽輪機(jī)組的工作原理是通過加熱來排出氣體推動發(fā)電機(jī)工作。設(shè)備中除了提供熱量的附屬設(shè)備外，存在很多處的氣體密封不嚴(yán)。這其中就有鍋爐用于減少廢物、排水閥門的氣密性不良、排除氧氣的設(shè)備等其他設(shè)備的氣密性不好，我們可以通過平常的檢修和維護(hù)來減少這些故障帶來的問題，這對于汽輪機(jī)效率的提高和減少水的浪費(fèi)都很有好處。

3.3 系統(tǒng)的內(nèi)漏和其它

除了上述的系統(tǒng)外漏以外，還包括系統(tǒng)的內(nèi)漏也是影響發(fā)電機(jī)組效率的重要因素。系統(tǒng)中存在很多排水的管道，在這些管道的聯(lián)通的閥門處，絕大多數(shù)流進(jìn)疏水箱，然后與凝汽器相連，這些設(shè)施的功能主要是發(fā)電機(jī)緊急情況下或者啟動停止的時候發(fā)揮作用。然后內(nèi)部的泄露不僅造成熱量的大量流失，更重要的是對凝汽器造成額外的壓力，使凝汽器的工作氣壓提升，這對汽輪機(jī)的熱效率不利。特別是在主要的通氣管道，氣流量大存在很多的排水閥，假如這些閥門不能按要求準(zhǔn)時的關(guān)閉或者氣密性存在問題，就會造成熱量的大量流失，更可怕的是這些氣壓還會使凝汽器管道彎曲，影響設(shè)備的正常工作。某些機(jī)組的凝汽器經(jīng)常發(fā)生一些聲音，這就很有可能是系統(tǒng)內(nèi)漏發(fā)出的。系統(tǒng)的內(nèi)漏除了和上述的一些機(jī)器自身的原因有關(guān)外，還與工作人員的操作有關(guān)。

4.汽輪發(fā)電機(jī)組節(jié)能技術(shù)措施研究

這里我們就以50MW的空冷單抽汽凝汽式汽輪機(jī)，型號為C50-8.83/0.294型為例來簡單分析一下節(jié)能的各項(xiàng)措施。

4.1 熱負(fù)荷的確定

熱負(fù)荷參數(shù)的無誤確定對于提高發(fā)電機(jī)組的熱率具有不可替代的作用。對于一些不能改變抽汽量的機(jī)組，它們的抽汽的多少以及抽汽的一些標(biāo)準(zhǔn)我們可以通過控制進(jìn)汽的多少來控制，為此抽汽的多少就應(yīng)該由機(jī)組使用情況來控制進(jìn)汽量，使之保持一定的數(shù)值，確保機(jī)組工作在最優(yōu)的工作狀態(tài)，當(dāng)熱負(fù)荷偏離標(biāo)準(zhǔn)值時，我們可以通過其他的一些措施來保證熱效率維持在一個較高的水平上。

4.2 低真空運(yùn)行的一些技術(shù)措施

在我們采用低真空提供熱量之后，隨之而來的就存在一些問題。首先，內(nèi)效率降低。當(dāng)在低真空狀態(tài)下運(yùn)行時，最后幾級沒有工作在正常的設(shè)定值，必然會降低其工作效率，并且末幾級的流量會較少很多，從而引發(fā)汽流斷節(jié)，倒流等現(xiàn)象，引起機(jī)組不必要的振動，特別是末幾級的振動尤為嚴(yán)重，使它們的使用壽命明顯降低，更為嚴(yán)重的是增加了疲勞破壞的危險。為此在我們改造后，應(yīng)該對末級的疲勞強(qiáng)度進(jìn)行檢驗(yàn)是否符合要求。其次，由于我們加大了背壓和水的溫度，導(dǎo)致凝汽器因受熱膨脹和壓力增大而承受更大的壓力，使得凝汽器的氣密性下降，這就要求我們要定期檢查和維護(hù)設(shè)備。

4.3 排汽溫度的變化和機(jī)組振動問題

機(jī)組改造為背壓式或低真空運(yùn)行后，由于處于最后端的溫度有所上升，軸承的溫度也會略有上升，但是升高不是特別明顯，因?yàn)闊崃靠捎奢S承的油帶走，回油的溫度會有稍微的提升。如果我們要減少溫度增大很多，可以通過增加M油量的方法。由于經(jīng)過軸承的氣體溫度升高，導(dǎo)致軸承受熱膨脹抬高，導(dǎo)致機(jī)組震動，因此我們要考慮到軸承的高度變化，避免震動現(xiàn)象的發(fā)生。

4.4 強(qiáng)度和剛度核算

改造機(jī)組以后，由于工作條件發(fā)生一些變化，我們必須要對氣缸、葉片、螺栓等器件進(jìn)行必要的強(qiáng)度和應(yīng)力的計(jì)算，確保器件能夠正?？煽康墓ぷ鳌?/p>

4.5 熱力系統(tǒng)

機(jī)組改造后，為了使原有器件符合改造后的要求，我們要對原有的器件參數(shù)進(jìn)行調(diào)整以滿足新的要求，如果有些原件滿足不了現(xiàn)有的要求，我們可以放棄某些器件。

4.6 抽汽管的布置與焊接

如果我們要在氣缸上打洞，為了不降低氣缸的很大強(qiáng)度，我們可以打一個或者數(shù)個圓孔，再通過聯(lián)箱連接在一塊。抽氣管的材質(zhì)如果是合金鋼，那么我們焊接所用的焊條材料應(yīng)與其保持一致。焊接時候不應(yīng)該使整體的溫度差別過大，以免發(fā)生其變形。在設(shè)計(jì)抽汽管道時，我們要注意不應(yīng)有過大的力作用在氣缸上，從而避免發(fā)生氣缸錯位。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳國林.汽輪發(fā)電機(jī)組安裝工藝改進(jìn)措施[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2010.

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關(guān)鍵詞 電機(jī)節(jié)能變頻器

中圖分類號：TM921.51 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671—7597（2013）041-150-01

電動機(jī)是一種將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的設(shè)備，應(yīng)用量多、使用范圍廣的高耗能動力設(shè)備。在工業(yè)生產(chǎn)中據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國的總裝機(jī)容量約為4億千瓦，年耗電量約為6000億kwh，約占工業(yè)用電的70%—80%。我國以中小型電機(jī)為主，約占80%，而中小型電機(jī)耗損的電量卻占總損耗量的90%。電機(jī)在我國的實(shí)際應(yīng)用中，同國外相比差距很大，機(jī)組效率為75%，比國外低10%；系統(tǒng)運(yùn)行效率為30%—40%，比國際先進(jìn)水平低20%—30%。因此在我國中小型電機(jī)具有極大的節(jié)能潛力，推行電機(jī)節(jié)能勢在必行。

1 電動機(jī)的工作原理

三相異步電動機(jī)定子鐵芯上按一定的規(guī)律均勻布置著三組繞組，接通三相電源時定子繞組中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，導(dǎo)條中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，在感應(yīng)電動勢的作用下，閉合導(dǎo)條中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，旋轉(zhuǎn)磁極的磁場對該電流作用，產(chǎn)生電磁力，轉(zhuǎn)子便產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，順著旋轉(zhuǎn)磁極方向轉(zhuǎn)動起來。當(dāng)轉(zhuǎn)子速度和旋轉(zhuǎn)磁場速度相同時，導(dǎo)條不發(fā)生相對切割，而沒有力的作用，導(dǎo)致永遠(yuǎn)趕不上旋轉(zhuǎn)磁場速度而叫異步電動機(jī)。三相異步電動機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，可靠，結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)實(shí)耐用，便于制造，價格低廉等優(yōu)點(diǎn)使之廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。

單相異步電機(jī)一般有兩副或四副繞組，通過電容移相，把相位相差90°，從而產(chǎn)生脈動磁場，使電動機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)起來，但與同容量的三相電動機(jī)相比較，體積較大，運(yùn)行性能差，效率低。因此，只制造成小功率系列。

2 變頻調(diào)速的工作原理

變頻器是將固定頻率的交流電變換成頻率連續(xù)可調(diào)的交流電，由三相交流電動機(jī)轉(zhuǎn)速公式n=（1-s）60f/p可知，調(diào)節(jié)電動機(jī)轉(zhuǎn)差率s和磁極對數(shù)p和改變頻率f，一個量或者多個量變化時，電動機(jī)轉(zhuǎn)速也隨之變化。

2.1 調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)差率調(diào)速

1）給異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子引入其他電動勢來調(diào)節(jié)異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速稱為串級調(diào)速，引入電動勢的方向與轉(zhuǎn)子電動勢不同或相同，但頻率相同，通過改變引入電動勢的大小可改變異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。2）給繞線異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻來調(diào)節(jié)異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，引入電阻越大，轉(zhuǎn)速越低。上述兩種方法沒有改變同步轉(zhuǎn)速，只改變轉(zhuǎn)差率，原因在轉(zhuǎn)子回路的電流發(fā)生了變化，從而使電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩發(fā)生改變而引起電動機(jī)轉(zhuǎn)速的變化。3）給電動機(jī)的電源電壓發(fā)生改變，同步轉(zhuǎn)速沒有改變，但電動機(jī)轉(zhuǎn)矩因電壓的降低而降低，使得電動機(jī)轉(zhuǎn)速而降低。

2.2 改變磁極對數(shù)調(diào)速

磁極對數(shù)的改變直接使電動機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)生改變，但電動機(jī)的磁極對數(shù)只能是正整數(shù)，所以不能無級調(diào)速。

2.3 改變頻率調(diào)速

通過改變電動機(jī)電源的頻率使電動機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)生改變。由上述都可以使電動機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)生改變，轉(zhuǎn)差率調(diào)速一般會有效率低、發(fā)熱、平滑性差等缺點(diǎn)，而變頻調(diào)速恰好可以改變這些，使得電動機(jī)效率高、性能好、無級變速等。

3 變頻調(diào)速的特點(diǎn)

1）保護(hù)功能完善。具有過載、過流、過電壓和欠電壓等功能，在這些保護(hù)中，保證負(fù)載在正常情況下避免出現(xiàn)故障而引起的電能浪費(fèi)。

2）控制功能簡單。具有面板、外部兩方面整體控制，正反轉(zhuǎn)、多段速、外部信號給定等，使其操作簡單，效率提升。

3）參數(shù)設(shè)置多樣化。加減速、制動、頻率跳變、程序運(yùn)行等，從根本上調(diào)節(jié)啟動電流，啟動轉(zhuǎn)矩等，減少對電網(wǎng)的沖擊，能量的浪費(fèi)。

4）控制方式多樣。

①U/f控制，在實(shí)現(xiàn)調(diào)頻的同時改變電壓，這樣，在不損壞電動機(jī)的情況下，利用鐵芯發(fā)揮轉(zhuǎn)矩的能力，補(bǔ)償電壓的大小可調(diào)節(jié)，便可應(yīng)用于不同負(fù)載。②矢量控制，該控制使電動機(jī)有很硬的機(jī)械特性，有很好的動態(tài)響應(yīng)。

4 變頻器調(diào)速的經(jīng)濟(jì)效益

我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速增長了25年。黨的十六大提出2020年全面建成小康社會的目標(biāo)，要求GDP年均增長7.2%，這在世界工業(yè)化國家中是前所未有的，是人類歷史上空前的社會實(shí)踐。2005年，國內(nèi)生產(chǎn)總值已達(dá)到182321億元，經(jīng)濟(jì)總量已達(dá)到22 500億美元（按匯率），占世界第四位，國內(nèi)生產(chǎn)總值、工業(yè)增加值、固定資產(chǎn)投資都在高速增長，但在增長的同時也要減少損失，通過變頻調(diào)速系統(tǒng)后，節(jié)能效果使經(jīng)濟(jì)效益得到全面提高。

4.1 故障率的減少提高經(jīng)濟(jì)效益

在直流系統(tǒng)中，調(diào)速性能好，但故障多。1）每次在加工中零件的損失。2）修理過程中耽擱的時間造成的損失。3）本身修理的損失等。

4.2 設(shè)備壽命的延長提高經(jīng)濟(jì)效益

1）有些設(shè)備全速運(yùn)行時阻矩大，摩損嚴(yán)重，使用變頻調(diào)速后，運(yùn)行平穩(wěn)，磨損大大減少，壽命延長。2）在電動機(jī)直接啟動和停止過程中，設(shè)備沖擊大而使壽命減少，變頻調(diào)速后啟動停止過程得到改善而使壽命延長。3）在水力管網(wǎng)中，水泵直接控制而導(dǎo)致水錘效應(yīng)減少水泵和管網(wǎng)的壽命，變頻的恒壓控制使壓力變化平穩(wěn)而提高壽命。

4.3 質(zhì)量的提升提高的經(jīng)濟(jì)效益

1）變頻器無極調(diào)速能使質(zhì)量提升。2）接受反饋能使質(zhì)量提升。3）檢測的準(zhǔn)確是質(zhì)量提升。

節(jié)能是我國的基本國策其中之一。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開能源，能源的緊缺是世界性問題。

近20年來變頻調(diào)速的發(fā)展，普及應(yīng)用大約10年的時間，在這期間，變頻調(diào)速在節(jié)能中發(fā)揮著重要的作用，已成為交流電動機(jī)調(diào)速必不可少的控制方式，所以節(jié)能貫穿于以后的經(jīng)濟(jì)生活當(dāng)中，如軋鋼、紡織、空調(diào)、洗衣機(jī)等，在各個領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用。

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關(guān)鍵詞：1000MW火電機(jī)組 石子煤系統(tǒng) 節(jié)能經(jīng)濟(jì)性 選型研究

1、石子煤處理系統(tǒng)概述

火電機(jī)組的石子煤處理系統(tǒng)選型的優(yōu)劣對于機(jī)組的環(huán)保和節(jié)能降耗具有十分重要的意義。文章從節(jié)能經(jīng)濟(jì)性角度對不同的系統(tǒng)選型和處理方式進(jìn)行研究對比，本著節(jié)能降耗控本增效最大化原則對不同方案進(jìn)行說明分析。

目前，國內(nèi)1000MW超超臨界火力發(fā)電廠中速磨制粉系統(tǒng)排出的石子煤比重較大，一般在2.0～2.5t/m3，排量會隨著煤質(zhì)、鍋爐負(fù)荷和磨煤機(jī)性能的變化而發(fā)生波動，同時石子煤還具有溫度較高，顆粒大及硬度大等特性。因此，對石子煤處理系統(tǒng)可靠性要求較高。目前國內(nèi)投運(yùn)的大中型電廠石子煤處理方式，大致可歸納為五種：人工清理方式、簡易機(jī)械處理、機(jī)械輸送、水力輸送、正壓氣力輸送方式。

人工清理方式， 由人工將石子煤從石子煤斗定期排至地面，人工將石子煤鏟出，裝入手推車，運(yùn)輸至廠房外的堆放場地，該處理方法極其簡單、靈活、可靠，適應(yīng)于石子煤量少的工況。缺點(diǎn)是運(yùn)行人員勞動強(qiáng)度大，自動化程度極低，同時對鍋爐房內(nèi)會造成環(huán)境污染。因此，對于1000MW機(jī)組石子煤不宜采用該處理方式。

本文主要對石子煤簡易機(jī)械處理、機(jī)械輸送、水力輸送、正壓氣力輸送等方案進(jìn)行技術(shù)論證和經(jīng)濟(jì)比較，下面就上述四方案分別進(jìn)行論述。

2、方案一：石子煤簡易機(jī)械處理方式

石子煤簡易機(jī)械處理方式：將石子煤排入活動石子煤斗，采用叉車定期將活動石子煤斗的石子煤叉至石子煤轉(zhuǎn)運(yùn)車，再由石子煤轉(zhuǎn)運(yùn)車轉(zhuǎn)運(yùn)到堆場或運(yùn)至灰場貯存。

2.1 石子煤簡易機(jī)械處理系統(tǒng)工藝流程圖

磨煤機(jī)石子煤斗叉車石子煤轉(zhuǎn)運(yùn)車石子煤堆場

2.2 石子煤簡易機(jī)械處理系統(tǒng)描述

在每臺中速磨下設(shè)一臺石子煤斗，兩臺爐共12臺，配備2輛3t左右石子煤叉車，石子煤斗下方留有叉車作業(yè)時位置，大約每4～5h需用叉車將活動石子煤斗的石子煤叉至石子煤轉(zhuǎn)運(yùn)車，再由石子煤轉(zhuǎn)運(yùn)車轉(zhuǎn)運(yùn)到堆場或運(yùn)至灰場貯存。

關(guān)于石子煤輸送人員配置，每班每臺石子煤斗需傾倒約2次。由于石子煤堆場就近布置在煤場邊，轉(zhuǎn)運(yùn)距離很近。一般每班配1名叉車作業(yè)司機(jī)可滿足石子煤斗卸料要求。我院設(shè)計(jì)的國電荊門熱電廠三期擴(kuò)建工程、西塞山電廠二期工程、襄樊電廠二期工程、江西豐城電廠二期工程、湖北大別山電廠一期等工程石子煤系統(tǒng)均采用簡易機(jī)械處理方式。

3、方案二：石子煤機(jī)械輸送方式

3.1 石子煤機(jī)械輸送系統(tǒng)流程如下

磨煤機(jī)氣動門石子煤斗氣動出料門石子煤埋刮板輸送機(jī)膠帶輸送機(jī)石子煤倉自卸汽車堆場

3.2 石子煤機(jī)械輸送系統(tǒng)描述

本方案石子煤從石子煤斗排出后采用埋刮板輸送機(jī)集中，然后由膠帶輸送機(jī)提升到石子煤倉，由汽車送出，在此方案中，由于石子煤從中速磨排出口標(biāo)高約在1.6m左右，加上石子煤斗及連接件高度，埋刮板輸送機(jī)一般布置在-2.0～-3.0m標(biāo)高地道內(nèi)，頭部轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)底層標(biāo)高更低。

根據(jù)對已投產(chǎn)石子煤機(jī)械輸送系統(tǒng)調(diào)查表明，系統(tǒng)設(shè)備對石子煤排除量及顆粒大小的變化適用性好，機(jī)械輸送系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠，自動化程度高。此方案缺點(diǎn)是設(shè)備布置難度較大，需要在主廠房零米層下布置縱向隧道，使磨煤機(jī)爐前通道變小，對運(yùn)行、檢修空間有些影響；機(jī)械設(shè)備維護(hù)工作量較大，系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)工作條件較差；當(dāng)系統(tǒng)密封不嚴(yán)密時或選用敞開式膠帶輸送機(jī)輸送時，在輸送過程中粉塵飛揚(yáng)對周圍環(huán)境有一定的污染。

4、案三：石子煤水力輸送方式

4.1 石子煤水力輸送系統(tǒng)工藝流程如下

4.1.1 石子煤流程

磨煤機(jī)石子煤出口石子煤斗入口氣動閥石子煤斗水力噴射器石子煤輸送管道石子煤撈渣機(jī)（或石子煤脫水倉）

4.1.2 高壓沖洗水流程

石子煤撈渣機(jī)溢流水 澄清池 石子煤高壓沖洗水泵高壓沖洗水管道水力噴射器

4.2 石子煤水力輸送系統(tǒng)描述

本方案石子煤采用水力噴射器定期將石子煤斗內(nèi)的石子煤輸送到石子煤撈渣機(jī)撈出后，裝車外運(yùn)，水力噴射器布置在約-1.2m地坑內(nèi)。水力噴射器由專設(shè)的高壓水泵供給高壓沖洗水，石子煤撈渣機(jī)溢流的澄清水供本系統(tǒng)重復(fù)利用。

本方案優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)相對較簡單，運(yùn)行管理方便，自動化程度高；磨煤機(jī)爐前布置較為緊湊、合理。該方案缺點(diǎn)是能耗高，關(guān)鍵部件如石子煤斗進(jìn)出口閥須進(jìn)口，石子煤水力系統(tǒng)的輸送距離和高度有一定限制，否則容易造成堵塞。由于輸送流速較高，水力噴射器和管道磨損較為嚴(yán)重，須經(jīng)常更換水力噴射器噴嘴，維護(hù)工作量較大。

5、方案四：石子煤正壓氣力輸送方式

正壓氣力輸送系統(tǒng)原理以壓縮空氣作為輸送介質(zhì)將石子煤送到終端石子煤倉。由于壓縮空氣具有壓力高，氣體密度大的特點(diǎn)，輸送時，利用壓力空氣的靜壓和動壓，可以很快使石子煤達(dá)到需要的輸送速度。

5.1 石子煤正壓氣力輸送系統(tǒng)流程如下

磨煤機(jī)氣動門石子煤緩沖箱螺旋提升機(jī)進(jìn)料閥倉泵

自卸氣車石子煤倉

主要操作工藝為：打開石子煤箱入口閥；打開倉泵進(jìn)料閥，給倉泵進(jìn)料；當(dāng)倉泵裝料滿倉時，關(guān)閉進(jìn)料閥，打開進(jìn)氣閥，開始輸送；倉泵內(nèi)石子煤輸送完后，加以吹掃，關(guān)閉進(jìn)氣閥，打開進(jìn)料閥進(jìn)料，進(jìn)入下一個循環(huán)。

5.2 石子煤正壓氣力輸送系統(tǒng)

每臺磨煤機(jī)出口安裝一個石子煤緩沖箱，在每個石子煤緩沖箱下配一臺螺旋提升機(jī)、一臺倉泵，每3臺磨煤機(jī)共1根輸送管道，連鎖運(yùn)行，每臺爐共2根輸送管道。在每個石子煤緩沖箱設(shè)有大顆粒排放口，并用斗收集。考慮大顆粒排放時有輕微的揚(yáng)塵現(xiàn)象，在石子煤箱周圍設(shè)置防塵罩以解決揚(yáng)塵問題。本方案自動化程度高，管道輸送，煤粉不發(fā)生泄漏，環(huán)境無污染；管道布置在0.00m層地面，布置靈活，但輸送物料速度較高，能耗較高，當(dāng)輸送距離較長時，管道磨損較嚴(yán)重。

除石子煤正壓氣力輸送系統(tǒng)外，還有石子煤負(fù)壓氣力輸送系統(tǒng)，石子煤負(fù)壓氣力輸送原理是由高動力裝置真空泵提供真空吸引產(chǎn)生的高速氣流將石子煤進(jìn)行清理和輸送，并進(jìn)行集中分離。負(fù)壓氣力輸送距離較短，一般小于100m，管道磨損較快，真空泵輸送噪音較大等缺點(diǎn)，這里就不詳述了。

6、石子煤處理系統(tǒng)各方案經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較

6.1 經(jīng)濟(jì)比較（如表1）

以上四方案經(jīng)濟(jì)比較表中，投資費(fèi)用主要包括設(shè)備、安裝及建筑工程費(fèi)等；運(yùn)行費(fèi)主要包括電費(fèi)、水費(fèi)及人工費(fèi)用等；年費(fèi)用主要包括設(shè)備年固定費(fèi)及年運(yùn)行費(fèi)等。

6.2 技術(shù)比較（如表2）

7、分析及結(jié)論

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【關(guān)鍵詞】輸油泵 節(jié)能 高壓變頻

中圖分類號：TG333.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009―914X（2013）35―378―01

0引言

輸油泵是長輸管線的動力源，是油庫的心臟，是油庫生產(chǎn)運(yùn)行中主要能耗設(shè)備。在實(shí)際工作中，往往出現(xiàn)泵特性和管路特性不匹配的情況，需要通過控制輸油泵出口閥門來調(diào)節(jié)流量滿足生產(chǎn)工藝要求，這種流量調(diào)節(jié)方式在輸油泵出口閥門前后產(chǎn)生較大的能源消耗在泵出口閥前后，造成能源的浪費(fèi)。浦航油庫通過輸油泵電機(jī)的節(jié)能改造，完全打開泵出口閥門，達(dá)到了改善工藝，保障輸油安全的目的，同時降低了輸油單耗，節(jié)約了能源。本文介紹浦航油庫節(jié)能改造情況，以期通過該事例在業(yè)內(nèi)推廣節(jié)能技術(shù)，對相關(guān)單位有所幫助。

1 現(xiàn)狀調(diào)查

上海浦航石油有限公司油庫承擔(dān)了上海地區(qū)兩大機(jī)場70%以上的航油保障，油庫至浦東機(jī)場油庫長輸管線全長18.4km，是上海航空港的主動脈。浦航油庫輸油泵電機(jī)額定功率為1000KW/10KV，電機(jī)額定轉(zhuǎn)速為1480r/min，油泵額定流量為1500 m3/h，額定揚(yáng)程220kPa（m），2013年運(yùn)行時間1950小時。由于地形、輸油管阻力等原因，實(shí)際運(yùn)行過程中，輸油泵流量接近2000m3/h，而機(jī)場油庫要求流量需控制在1500m3/h左右。目前浦航輸油泵電機(jī)沒有調(diào)速裝置，只有采用控制出口閥門開度來調(diào)節(jié)流量以滿足生產(chǎn)要求。輸油泵出口閥門只允許開度為30%左右，實(shí)際流量為1500m3/h左右、揚(yáng)程約165kPa（m），電機(jī)功率為882.77KW。

由于采用原始的調(diào)整閥門開度的方式僅僅改變管道的流通阻力，而驅(qū)動源的電機(jī)輸出功率并沒有改變，增加了電機(jī)的負(fù)荷與管網(wǎng)泵出口及出口閥門的壓力，出口閥容易損壞、管網(wǎng)壽命降低、油泵葉輪磨損大、電機(jī)與油泵振動量大、設(shè)備壽命大大縮短，安全系數(shù)大大降低，同時無功功率增加，浪費(fèi)了大量電能，生產(chǎn)用電量高，生產(chǎn)成本不易降低，因此該電機(jī)進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造成為當(dāng)務(wù)之急。

考慮到實(shí)際節(jié)能效果和未來的延展性，我們選擇了高壓變頻改造技術(shù)，高壓變頻技術(shù)在國內(nèi)外長輸管線泵機(jī)上已使用多年，技術(shù)成熟，調(diào)節(jié)方便，適用性好，節(jié)能效果明顯，能更有效的達(dá)到節(jié)能效果。

2輸油泵電機(jī)變頻調(diào)速節(jié)能原理

R2為現(xiàn)有工況（出口閥門開度30%）時管網(wǎng)阻力特性，R1為出口閥門全開時管網(wǎng)阻力特性；

S1、S2、S3分別對應(yīng)全流速、現(xiàn)有工況、調(diào)速后特性曲線；

現(xiàn)有工況下，特性曲線S2與R2相交于M2點(diǎn)，M2即為現(xiàn)有工況點(diǎn)，即出口閥門開度為30%時工況點(diǎn)，對應(yīng)的揚(yáng)程H2為165kPa（m），目前實(shí)際運(yùn)行流量Q2為1560m3/h。

在變頻狀態(tài)下，離心泵轉(zhuǎn)速降低為820 r/min左右時，其特性曲線為S3，由于此時泵出口閥被全開，管路特性曲線變?yōu)檩^為平坦的R1，此時S3與R1交于M3點(diǎn)，即為新的工況點(diǎn)，此時保持離心泵排出量不變?nèi)詾?560m3/h，但泵的揚(yáng)程H3降低為135kPa（m），采用降低油泵電機(jī)轉(zhuǎn)速保證滿足輸油量的情況下，通過削減離心泵楊程節(jié)約的能量為H2M2M3H3的面積。這就是離心輸油泵變頻節(jié)能的原理。

3 浦航變頻改造情況

浦航公司的油泵電機(jī)為高壓三相異步電動機(jī)，該電機(jī)本身不具備調(diào)速功能，若要調(diào)速需增加調(diào)速裝置控制電機(jī)進(jìn)行無級調(diào)速。變頻調(diào)速將工頻電源變換為頻率、電壓均連續(xù)可調(diào)的電源，采用多電平技術(shù)，將輸出隔離變壓器的多個副邊繞組，分別為各功率單元供電，通過多個IGBT功率單元串聯(lián)疊加后，達(dá)到完美無諧波高壓輸出，實(shí)現(xiàn)電機(jī)無級調(diào)速運(yùn)行。該方式可靠性高、穩(wěn)定性強(qiáng)，構(gòu)造簡單，經(jīng)久耐用，維護(hù)方便。

高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)固然可產(chǎn)生較好的節(jié)能效益，但由于輸油系統(tǒng)屬于油庫生產(chǎn)中的一個重要樞紐環(huán)節(jié)，長時間連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，除對設(shè)備本身要求有較高的可靠性之外，在技術(shù)方案上必須與現(xiàn)場的工藝特點(diǎn)相結(jié)合，充分考慮現(xiàn)場操作的安全性，適用性和方便性。浦航油庫采用了以下技術(shù)措施：

系統(tǒng)具備工頻、變頻手動切換功能。一旦變頻系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可以切換到工頻檔，在變頻系統(tǒng)維修期間可正常保障輸油泵的運(yùn)行，滿足油庫生產(chǎn)的需要。

現(xiàn)場設(shè)置、啟動、停止以及緊急停機(jī)按鈕，極大地方便了現(xiàn)場操作人員的操作。

優(yōu)化系統(tǒng)的保護(hù)參數(shù)，確保輸油系統(tǒng)的連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行。在應(yīng)用于輸油系統(tǒng)時對一些保護(hù)的參數(shù)按實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置，避免由于變頻系統(tǒng)的保護(hù)過于靈敏而造成輸油泵停機(jī)，影響輸油系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

在變頻調(diào)速系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置適合于現(xiàn)場實(shí)際的報警功能，并對運(yùn)行的參數(shù)，操作情況，故障情況具有詳細(xì)的記錄功能。

4 油泵電機(jī)改造后的節(jié)能效益

浦航油庫長輸管線輸油泵電機(jī)采用高壓變頻器節(jié)能改造后，電機(jī)轉(zhuǎn)速降為為820r/min左右，電機(jī)功率為468KW左右，節(jié)電率達(dá)到47%，既提高了油泵的運(yùn)行效率，又滿足了生產(chǎn)要求。根據(jù)現(xiàn)場運(yùn)行的參數(shù)，油泵每年按1950小時運(yùn)行，電價為1.30元/度計(jì)算，油泵年節(jié)約電費(fèi)為（882.77-468）×1950×1.30≈105.14萬元。

浦航油泵電機(jī)節(jié)能改造的設(shè)備投入成本約為80.00萬元，根據(jù)以上數(shù)據(jù)，設(shè)備投入回收期不足1年?？紤]到高壓變頻調(diào)速設(shè)備壽命為20年，20年內(nèi)節(jié)省接近2千萬元電費(fèi)，經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。

5 結(jié)束語

高壓變頻調(diào)速是輸油泵電機(jī)的節(jié)能改造的有效途徑，通過調(diào)速技術(shù)，可以完全打開泵出口閥，有效地避免了輸油泵出口閥的節(jié)流損失，同時還較好的減少輸油泵機(jī)組的機(jī)械沖擊、摩損和噪音，提高了安全系數(shù)，延長了輸油泵機(jī)組的維護(hù)保養(yǎng)周期及使用壽命。隨著國家能源緊張嚴(yán)峻的形勢，提高能效、節(jié)約能源是國家能源戰(zhàn)略的重要目標(biāo)和措施，浦航公司通過節(jié)能改造，優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備，推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新，提高企業(yè)生產(chǎn)能力，增強(qiáng)設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性，同時達(dá)到節(jié)能降耗的目的，具有很好的社會效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]張國權(quán)吳顯洪輸油泵變頻節(jié)能技術(shù)分析與運(yùn)用油氣儲運(yùn)，2008，27（3）。

[2]張輝靳軍葉正茂變頻器工作原理與在工程中的應(yīng)用節(jié)能技術(shù)，2005，7（4）

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【關(guān)鍵詞】電動機(jī)；節(jié)能分析；節(jié)能方法

引言

一、對普通電動機(jī)的使用分析

電動機(jī)是機(jī)械工程中不可缺少的主要驅(qū)動設(shè)備，它是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，驅(qū)動機(jī)械進(jìn)行上下往復(fù)運(yùn)動，從而完成空間轉(zhuǎn)換工作。目前工程中用的電動機(jī)種類很多，但總體可以歸類為Y系列“八極”和“六極”兩種。

（一）普通型“八極”電動機(jī)。普通型“八極”電動機(jī)是一種轉(zhuǎn)數(shù)低相對耗能大的電動機(jī)，且在大慶油田使用的最為廣泛。它具有使用壽命長、耐高溫、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。尤其是在負(fù)荷較重，平衡狀況很不理想的時候，它略優(yōu)于“六極”電機(jī)，它的缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)數(shù)降低，能耗偏大，在同等條件下無功比“六極”電機(jī)大，銅損大。

（二）普通型“六極”電動機(jī)?！傲鶚O”電動機(jī)在大慶油田使用的最為廣泛。它的優(yōu)點(diǎn)是耐高溫、適應(yīng)性強(qiáng)。在生產(chǎn)中與“八極”電機(jī)相比較為實(shí)用，它的缺點(diǎn)是不節(jié)能，在同等條件下承受的負(fù)荷低于“八極”電機(jī)，它的銅損和使用壽命低于“八極”電機(jī)。

二、普通電機(jī)使用變頻器節(jié)能改造研究應(yīng)用

變頻器是把工頻電源(50 Hz或60 Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè)備，其中控制電路完成對主電路的控制。整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆成交流電。變頻器的工作原理被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，例如電動機(jī)電源的供電，在該項(xiàng)應(yīng)用中，變頻器用于抑制反向電壓、頻率的波動及電源的瞬問斷電。

（一）改造方法。將普通電機(jī)的定子重復(fù)利用，減少不必要的浪費(fèi)，降低開支，在電動機(jī)的轉(zhuǎn)子中重新鑲?cè)脞S鐵硼永磁材料，在經(jīng)過外界磁場與先充磁后，可以在很長的時間內(nèi)保持很強(qiáng)的磁場，同時對原定子的線圈進(jìn)行重新處理。由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子旋轉(zhuǎn)磁場完全同步，無轉(zhuǎn)差損耗，且轉(zhuǎn)子不需要外加勵磁電源，無勵磁損耗。因此功率因數(shù)高，啟動力矩大，可將磁場的技術(shù)指標(biāo)控制在設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi)，達(dá)到穩(wěn)流穩(wěn)壓、節(jié)能的目的裝機(jī)容量和普通電機(jī)相比降低45％。

1.改造后電機(jī)的特點(diǎn)：

(1)效率高。改造后的永磁同步電機(jī)無論是額定負(fù)載時，還是輕載時都具有較高的效率，可以達(dá)到94％一96％。

(2)功率因數(shù)高。改造后的永磁同步電機(jī)功率因數(shù)一般在0．94左右，因此，采用永磁電機(jī)可以取消補(bǔ)償電容。

(3)啟動力矩大，過載能力強(qiáng)。該電機(jī)具有較大的啟動力矩(最大可達(dá)3．6倍)和較強(qiáng)的過載能力，因此對抽油機(jī)這種要求有較大啟動力矩負(fù)荷來說，電機(jī)容量可以降低。一般來說，改造后的22 kw永磁電機(jī)可以代替45 kw普通電機(jī)，可以根據(jù)單井的負(fù)荷情況代替55 kW普通電機(jī)。

（二）用變頻器后電動機(jī)保護(hù)問題當(dāng)變頻器發(fā)生故障或者情況要求進(jìn)入工頻供電時，通過可編程邏輯控制器，變頻器自動完成或手動完成由變頻狀態(tài)切換至工頻狀態(tài)；如果在工頻運(yùn)行時，需再次投入新頻運(yùn)行，同樣可以實(shí)現(xiàn)自動或手動完成由工頻狀態(tài)切換至變頻狀態(tài)。

常規(guī)電動機(jī)保護(hù)能夠滿足電動機(jī)處于工頻運(yùn)行工況時現(xiàn)場使用要求，而當(dāng)電動機(jī)處于變頻運(yùn)行工況時，如果還是按照原來方法進(jìn)行保護(hù)配置，那么保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)會受到影響，這主要是因?yàn)楦郊恿俗冾l器裝置，在頻率、相位上，變頻器的輸入和輸出電流就沒有任何的關(guān)系了。由此可見，對于使用變頻器的電動機(jī)來說應(yīng)該對電動機(jī)進(jìn)行單獨(dú)保護(hù)，而不應(yīng)該將變頻器納入差動保護(hù)的范圍。差動保護(hù)范圍為變頻器的輸出端應(yīng)該為始端電流互感器的位置，而不是非電源開關(guān)側(cè)為始端電流互感器的位置，電動機(jī)的中性點(diǎn)側(cè)應(yīng)該為末端電流互感器的化置。電動機(jī)在變頻運(yùn)行工況時，一般情況，0．5～120 Hz為變頻器輸出頻率范圍，而15～50l-lz為現(xiàn)場實(shí)際調(diào)頻運(yùn)行范圍。目前常用的微機(jī)保護(hù)裝置進(jìn)行數(shù)字采樣計(jì)算都采用固定頻率50 Hz，并且是根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的微機(jī)保護(hù)裝置。目前變頻電動機(jī)保護(hù)急需解決的問題是如何讓微機(jī)保護(hù)裝置能夠適用于大范圍頻率；而需要解

決的難的問題是如何實(shí)時測量電動機(jī)運(yùn)行頻率。

（三）用變頻器后的電動機(jī)選擇

1.普通標(biāo)準(zhǔn)鼠籠型電動機(jī)。普通標(biāo)準(zhǔn)鼠籠型電動機(jī)與通用變頻器組合，通?？梢酝蟿语L(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、水泵等類型的負(fù)載，也可以電力拖動起重機(jī)平移機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)矩根據(jù)選型原則進(jìn)行核算，主要電流和溫升滿足要求就可以了，V／f控制可以用于此類電動機(jī)，并且在特定條件下，矢量控制也可用于此類電動機(jī)。鼠籠型異步電動機(jī)應(yīng)用面廣量大，其降耗節(jié)能意義重大。降低起動過程能耗是重要方面之一，鼠籠型異步電動機(jī)的起動如果采用常規(guī)的起動方法，以直接起動的起動能耗最小，應(yīng)合理選配性能及規(guī)格與負(fù)載特性及電源情況相適應(yīng)的拖動電機(jī)，采用適當(dāng)?shù)钠饎臃绞?，才能達(dá)到降耗節(jié)能的效果。

2.矢量控制專用電動機(jī)。轉(zhuǎn)動慣量小、裝配精度好、專門設(shè)計(jì)及零部件加工精度高的專用電動機(jī)系列比較適應(yīng)矢量控制，并且適應(yīng)矢量控制的電動機(jī)與它匹配變頻器也是專用的。電動機(jī)的參數(shù)都是特定的，例如定轉(zhuǎn)子電阻、激磁電抗和電流以及定轉(zhuǎn)子電抗，對于矢量控制如何滿足，需要供需雙方共同協(xié)商進(jìn)行確定。

3.轉(zhuǎn)子為繞線型的電動機(jī)。該類電動機(jī)是不能作為設(shè)計(jì)的選型的，但是在設(shè)備進(jìn)行改造時，為了能夠利用正在使用的電動機(jī)，可以改成適用于變頻調(diào)速需要的。將轉(zhuǎn)子繞組短接變成鼠籠型這是改制的辦法，而低頻下起動，使起動電流不超過電動機(jī)額定電流的2倍，然后再過渡到需要的轉(zhuǎn)速這是控制的辦法。

（四）變頻器控制的電動機(jī)的選型

對于不是很重要的場合，可采用通用電動機(jī)。對于比較重要的場合，可采用專用的變頻電動機(jī)。所謂專用變頻電動機(jī)除了具有低頻冷卻措施外就是其絕緣程度高，其線圈采用雙層漆皮漆包線。

三、普通電機(jī)節(jié)能的方法研究

（一）合理選擇電動機(jī)的類型、容量來節(jié)電

對于負(fù)載恒定、長期運(yùn)行的機(jī)械，年運(yùn)行時數(shù)多、負(fù)載功率大的設(shè)備，選用高效率的電動機(jī)拖動，節(jié)電效果很明顯。對于短時工作的負(fù)載和斷續(xù)周期性工作的負(fù)載，特別是經(jīng)常起動帶高轉(zhuǎn)動慣量的負(fù)載，選用高效電動機(jī)并不會帶來經(jīng)濟(jì)效益，而應(yīng)選用專為這些負(fù)載配用的YH系列高轉(zhuǎn)差率電動機(jī)。這種電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率比基本系列的大得多，一般在8％～14％的范圍內(nèi)，所以其轉(zhuǎn)子電阻亦比Y系列或YX系列的大得多，YH系列的電能指標(biāo)比基本系列的低得多，更不用說與YX系列相比了，這主要是轉(zhuǎn)子電阻高而引起的。因此，才使它適應(yīng)上述負(fù)載而獲得既節(jié)能，起動性能又好的特有優(yōu)點(diǎn)。

（二）合理選擇電動機(jī)起動裝置來節(jié)電

對于中、小型繞線型電動機(jī)可采用無刷無環(huán)起動器起動，它是一種起動平滑，不改變運(yùn)行特性且不受粉塵干擾的起動設(shè)備，適合于11～60KW的高低壓繞線型電動機(jī)。此類起動器是利用頻敏變阻器的原理，利用鐵磁性材料的頻感特性來研制的，安裝在電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上原來裝集電環(huán)的位置，與轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，省去了輔助起動裝置。對于大型繞線型電動機(jī)，可采用液體變阻起動器，它是利用兩極間的液體電阻，通過機(jī)械傳動裝置使極板的距離逐步接近，直至接觸，達(dá)到串人轉(zhuǎn)子回路的電阻無級變小最為零，實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的平滑起動。其特點(diǎn)是起動電流小，對電網(wǎng)無沖擊，熱容量大，可連續(xù)起動5～10次，維護(hù)簡單，使用可靠。

（三）合理選擇電動機(jī)的調(diào)速方式節(jié)電

目前風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備常用調(diào)節(jié)閥門或擋板開啟度的方法來調(diào)節(jié)流量，電能浪費(fèi)很大，而用電動機(jī)調(diào)速來調(diào)節(jié)流量，可使風(fēng)機(jī)、泵長期在高效率狀態(tài)運(yùn)行，節(jié)電率可達(dá)30％～60％。在實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)電動機(jī)、場地、調(diào)速要求等情況選擇合適的調(diào)速方案。

（四）在條件許可的情況下，電動機(jī)提倡全壓起動節(jié)電

現(xiàn)在一般大家都認(rèn)為11kw以上的電動機(jī)都應(yīng)采取降壓起動方式。降壓起動固然具有起動電流小、壓降變化小的優(yōu)點(diǎn)，但它與全壓起動相比，存在著投資費(fèi)用大、故障率高，起動轉(zhuǎn)矩小和起功時問長等缺點(diǎn)，特別是采用降壓起動的電動機(jī)，為了使其在起動過程中順利地克服負(fù)載的靜態(tài)反抗轉(zhuǎn)矩，往往人為地加大了電動機(jī)的配套功率。選擇電動機(jī)的起動方式時，要充分分析各方面因素，既要考慮到負(fù)載的特性，到底是長期輕載還是短時輕載、是重載起動還是輕載起動等，以及電源的容量、線路的壓降等因素，還要把節(jié)能技術(shù)與電動機(jī)起動方式的選擇結(jié)合起來加以考慮。

（五）合理選用電動機(jī)功率因數(shù)的補(bǔ)償方法節(jié)電

繞線型電動機(jī)通常采用進(jìn)相機(jī)補(bǔ)償方式，進(jìn)相機(jī)補(bǔ)償分旋轉(zhuǎn)式和靜止式兩種，由于旋轉(zhuǎn)式進(jìn)相機(jī)結(jié)構(gòu)上的缺陷，所以目前主要采用靜止式進(jìn)相機(jī)補(bǔ)償。鼠籠型電動機(jī)通常采用并聯(lián)電容器就地補(bǔ)償?shù)姆椒?，通過補(bǔ)償可以降低電動機(jī)溫升，提高功率因數(shù)到0.95左右，降低電流10％～15％，節(jié)電效果明顯。應(yīng)注意的是經(jīng)常停用的電動機(jī)和多速電動機(jī)，經(jīng)常反復(fù)開停、點(diǎn)動或堵轉(zhuǎn)的電動機(jī)和雙向轉(zhuǎn)動或反接制動的電動機(jī)等，不宜進(jìn)行就地補(bǔ)償。

結(jié)論

電動機(jī)的節(jié)能一直是企業(yè)所關(guān)注的問題，各企業(yè)要根據(jù)自己實(shí)際使用情況，采取切實(shí)可行的節(jié)能措施，以收到良好的經(jīng)濟(jì)效益。普通電機(jī)改造后，可以消除發(fā)電狀態(tài)，減少無益的能量吞吐?lián)p耗，又可大幅度提高功率因數(shù)，減少網(wǎng)損。根據(jù)理論分析，改造后電動機(jī)在抽油機(jī)上應(yīng)用會更為合理，可以在很長的時間內(nèi)保持很強(qiáng)的磁場，使轉(zhuǎn)差率為零，達(dá)到同步運(yùn)轉(zhuǎn)，節(jié)能效果更好。

參考文獻(xiàn)：

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【2】許亞非．電動機(jī)的節(jié)能途徑[J]．電世界，2007，8．

【3】秦和．電動機(jī)能效水平與節(jié)能[J]．電世界，2009.

篇10

1.1電力結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化

以太陽能、風(fēng)能、水能為代表的非化石能源的發(fā)電量比重進(jìn)一步提高，就我國目前而言，一方面水電、核電、風(fēng)電、太陽能電等發(fā)電裝機(jī)同比增長速度快，同比達(dá)到5%、14%、36%、143%，另一方火電的裝機(jī)總量進(jìn)一步滑落。

1.2電力技術(shù)水平和效率提高快

電力技術(shù)水平和效率的提高主要表現(xiàn)在特高壓的輸電能力不斷增強(qiáng)，如新增1000kv交流輸電線路一千多米。此外，電力系統(tǒng)積極采用超臨界機(jī)組，不斷推廣大型空冷、循環(huán)流化床等先進(jìn)技術(shù)手段，在技術(shù)進(jìn)步和強(qiáng)化管理的作用下，火電又有較大的下降。

2電力系統(tǒng)節(jié)能存在的問題

現(xiàn)階段，雖然電力系統(tǒng)的節(jié)能減排效果取得了良好的成績，但是有些問題依然未得到根本解決，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，逐漸暴露出來。

2.1脫硫設(shè)備質(zhì)量及運(yùn)行管理水平不高

現(xiàn)階段，國家對火電廠的煙氣脫硫要求日趨嚴(yán)格，脫硫設(shè)備的建設(shè)任務(wù)更加重要和繁重。由于惡性競爭導(dǎo)致脫硫設(shè)備在設(shè)計(jì)和建設(shè)上都存在缺陷，嚴(yán)重影響了脫硫設(shè)備長期、穩(wěn)定、安全的運(yùn)行。另一方面，脫硫設(shè)備的設(shè)計(jì)未考慮到實(shí)際情況，設(shè)計(jì)量過小，導(dǎo)致脫硫設(shè)備投運(yùn)后無法滿足火電廠的要求。此外，高昂的修復(fù)費(fèi)用也給電力企業(yè)帶來了壓力。

2.2火電節(jié)能減排的經(jīng)濟(jì)激勵機(jī)制不完善

就當(dāng)前而言，我國的大多數(shù)電力企業(yè)都是出于對國家政策法律法規(guī)的規(guī)定而進(jìn)行的節(jié)能減排措施，在思想上仍然出于要我節(jié)能的階段。這樣的節(jié)能減排效果有限，且需要政府部門長期地監(jiān)管。因此，需要研究建立健全可行的經(jīng)濟(jì)激勵長效機(jī)制，政府利用市場的調(diào)節(jié)作用，通過給節(jié)能減排的電力企業(yè)施行減免稅收、增加補(bǔ)貼等方式，確保電力企業(yè)節(jié)能的自發(fā)性和積極性。

2.3電煤質(zhì)量下降影響節(jié)能減排效果

由于目前電煤的質(zhì)量不高，存在著發(fā)熱量下降、電煤的灰份與硫份的含量急劇上升，導(dǎo)致對發(fā)電機(jī)組正常出力影響大，嚴(yán)重磨損了發(fā)電設(shè)備，增加了火電廠的用電消耗，降低發(fā)電效率。此外，由于硫份的增加造成脫硫設(shè)備超負(fù)荷的運(yùn)轉(zhuǎn)，脫硫效率取法達(dá)到要求。

3電力系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)措施

電力系統(tǒng)由發(fā)電廠、電網(wǎng)及用戶三個部分組成，其承擔(dān)著電能生產(chǎn)和消費(fèi)的職責(zé)。在電力系統(tǒng)中，每一個部分都存在巨大的能量消耗。故而如何合理的選擇電力系統(tǒng)的運(yùn)行方案，實(shí)現(xiàn)每一部分上的能量節(jié)約，是完成電力系統(tǒng)節(jié)能減排的重要保證。

3.1發(fā)電廠的技術(shù)節(jié)能

現(xiàn)階段，我國的發(fā)電廠主要是以火電為主，火電每年消耗的煤炭量數(shù)字驚人。因此在火電的節(jié)能上有著巨大的發(fā)展空間。首先，要定期對火電機(jī)組進(jìn)行檢測維護(hù)，保證發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的安全性和可靠性；優(yōu)化發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行方式，提高其的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。其次，對發(fā)電中產(chǎn)生的廢棄排放物，要實(shí)現(xiàn)合理地處理和再生利用，對燃料的購買和使用進(jìn)行科學(xué)的調(diào)整。最后，大力發(fā)展新型清潔可再生能源的利用，如太陽能發(fā)電、水力發(fā)電、核能發(fā)電等，進(jìn)一步減少煤炭等常規(guī)能源的消耗，降低廢棄物的排放。

3.2輸電網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)節(jié)能

輸電網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能主要從電網(wǎng)的總體結(jié)構(gòu)、變壓器的選擇、電力線路技術(shù)的運(yùn)用三個方面進(jìn)行。首先，要合理設(shè)計(jì)規(guī)劃輸電網(wǎng)絡(luò)，保證輸電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的質(zhì)量，在建設(shè)時盡量采用環(huán)形或多路供電，以減少輸電網(wǎng)絡(luò)的電壓等級，從而電網(wǎng)的運(yùn)行成本，此外還要及時調(diào)整負(fù)載量，減少不必要的空載損耗。其次，在變壓器的選擇中，要通過科學(xué)的計(jì)算，依據(jù)實(shí)際的用電情況合理選擇變壓器的大小，加強(qiáng)用戶無功補(bǔ)償設(shè)備的配置；另外定期檢查維修變壓器，減少不惜要的能量消耗。最后，要加大新型材料和新技術(shù)的運(yùn)用，減少輸電線路的線損；運(yùn)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，加強(qiáng)對電力系統(tǒng)的監(jiān)控，提高用電利用水平。

3.3用戶終端的技術(shù)節(jié)能

首先，在室內(nèi)的用電供暖中，用戶可以安裝熱量分配儀和溫度調(diào)節(jié)閥，自行控制電能供給，從而達(dá)到舒適和節(jié)能的目的。其次，采用高效的照明系統(tǒng)，提高用電效率和照明效果，大力推廣節(jié)能電器的使用，降低電器的能量消耗。其次，供電企業(yè)要采用節(jié)電控制器，有效控制電網(wǎng)的削峰填谷、改善電網(wǎng)運(yùn)行方式。

4結(jié)束語