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摘要：变频器原理（英文Variable-frequency Drive，简称VFD）是应用变频技术与微电子技术的原理，通过改变电机工作电源频率的方式来控制交流电动机的电力控制设备。我们使用的电源分为交流电源和直流电源，一般的直流电源大多是由交流电源通过变压器变压，整流滤波后得到的。交流电源在人们使用电源中占总使用电源的95%左右。在火力发电站中环保侧脱硫专业使用的主设备浆液循环泵对调整脱硫效率有着至关重要的作用，其自身电耗也成为脱硫专业最主要的来源之一，使用变频器对于解决浆液循环泵电耗降低问题做出分析。
关键词：变频器；脱硫；浆液循环泵；脱硫效率；浆液循环量；浆液喷淋效果；节能；电耗
1、引言
高压电动机（浆液循环泵）是发电厂的重要电气设备之一，由于高压电动机具有额定电压高、功率大、应用范围广、所带负荷重要等特点，往往采用工频电机保证设备可靠稳定運行，但对于目前火电站环保要求日益提升，烟气排放物标准超低且稳定排放作为火电厂硬性指标，工频电机无法满足时时变化的入口硫分和负荷值，变频器对于火电脱硫系统浆液循环泵的作用日益剧增。用于电机控制的变频器，既可以改变电压，又可以改变频率。以入口负荷及入口煤质的硫份为依据，在保证脱硫效率大于95%的前提下，通过调整主浆液循环泵的频率使得脱硫吸收塔内浆液喷淋量的大小，控制及稳定出口SO2排放小于35mg/m3且不受入口煤质及负荷影响保证出口排放So2的稳定性。通过本单位改造一台浆液循环泵，分析变频器对于脱硫系统节电的作用及影响，仅供参考。
#5D浆液循环泵改造前后基本参数对比：
三门峡大唐#5百万负荷机组使用的#5D浆液循环泵改造前后基本参数运行参数分析见表1。
3、综合运行转速确定：
根据图表及运行分析现场观察喷淋效果及浆液流速情况，为达到量好的喷量效果，避免浆液因流量小在管道内沉积，分析确定浆液循环泵最低转速为440r/min。
采集浆液循环泵不同转速对应的电流，如下图1所示，不同转速对应的输入功率如图2所示：
综合以上可知，若转速降低一半，即：n2/n1=1/2，电流也将减低50%左右，而P2/P1=1/8，由此可见降低转速能大大降低设备轴功率从而达到节能的目的。
由以上可以看出：改造后，电流的变化和浆液循环泵转速的调整之间呈线性关系。
4、综合节能效果分析
由理论可知，电机功率计算公式如下：
Pd=×U×I×cosφ
式中：Pd—电动机功率；U—电动机输入电压；I--电动机输入电流；
cosφ—功率因数。
随着转速的降低，改造后功率呈线性递减，节能效果非常显著。平均转速在482r/min时，功率较改造前可降低301.45kW，每小时可节约用电301.45kW·h。节电率为19.07%。按平均年运行时间5766h计算，年平均节省电量1738160.7 kW·h，。按0.35元/kW厂用电价格计算，年节约电费60.8万余元。但因5D改造后运行时间较短，平均运行电流尚不具有统计分析性，节电率及节电费用需进一步统计研究确认，后续将对5号吸收塔各浆液循环泵投运率进行探索以确定最佳节能方案。
5、浆液循环泵满转速工况下，电机输入功率变化对比
5D浆液循环泵改造前为工频泵，额定功率为1600kW，额定电压为10KV，额定电流107.8A，额定转速为1492rpm。在实际运行工程中，实际输入电压为10500V，正常运行电流为94A，功率因数0.8。经计算实际输入功率为846kW。
（1）5D浆液循环泵变频改造后具有明显的节电效果，5浆液循环泵运行后，其他四台浆液循环泵投运率明显降低。
（2）按平均年运行时间5766h计算，年平均节省电量1738160.7 kW·h，。按0.35元/kW厂用电价格计算，年节约电费60.8万余元。
（3）综合各浆液循环泵运行耗电量，计算年总耗电量相比原先未安装变频器时电耗明显下降。
6、结论：
现阶段#5浆液循环泵改造后各循泵的最佳组合方式仍在探索之中，但由此分析可以肯定的是浆液循环泵的组合与改造之前必定不同，各个浆液循环泵的投运率也有错差异。按照实际运经验，运行时间累计量越大，越能体现改造的节能成果。通过综合比较变频器改造前后各泵运行情况，我们可以明显看出变频器使用后E浆液循环泵电机运行平均电流明显下降，各浆液循环泵投运率降低，年总电耗明显下降。说明在安装变频器后对于脱硫系统有明显的节电效果，对于电厂耗电量有着累计减少的作用。变频器投运时间越长，节电的效果也会越发凸显。
作者简介：
赵翔宇（1991-），男，大学本科学历，电气助理工程师，电机与电气二级技师，大唐环境产业集团股份有限公司三门峡项目部，现从事脱硫脱硝系统的电气技术管理工作。
关键词：变频器；脱硫；浆液循环泵；脱硫效率；浆液循环量；浆液喷淋效果；节能；电耗
1、引言
高压电动机（浆液循环泵）是发电厂的重要电气设备之一，由于高压电动机具有额定电压高、功率大、应用范围广、所带负荷重要等特点，往往采用工频电机保证设备可靠稳定運行，但对于目前火电站环保要求日益提升，烟气排放物标准超低且稳定排放作为火电厂硬性指标，工频电机无法满足时时变化的入口硫分和负荷值，变频器对于火电脱硫系统浆液循环泵的作用日益剧增。用于电机控制的变频器，既可以改变电压，又可以改变频率。以入口负荷及入口煤质的硫份为依据，在保证脱硫效率大于95%的前提下，通过调整主浆液循环泵的频率使得脱硫吸收塔内浆液喷淋量的大小，控制及稳定出口SO2排放小于35mg/m3且不受入口煤质及负荷影响保证出口排放So2的稳定性。通过本单位改造一台浆液循环泵，分析变频器对于脱硫系统节电的作用及影响，仅供参考。
#5D浆液循环泵改造前后基本参数对比：
三门峡大唐#5百万负荷机组使用的#5D浆液循环泵改造前后基本参数运行参数分析见表1。
3、综合运行转速确定：
根据图表及运行分析现场观察喷淋效果及浆液流速情况，为达到量好的喷量效果，避免浆液因流量小在管道内沉积，分析确定浆液循环泵最低转速为440r/min。
采集浆液循环泵不同转速对应的电流，如下图1所示，不同转速对应的输入功率如图2所示：
综合以上可知，若转速降低一半，即：n2/n1=1/2，电流也将减低50%左右，而P2/P1=1/8，由此可见降低转速能大大降低设备轴功率从而达到节能的目的。
由以上可以看出：改造后，电流的变化和浆液循环泵转速的调整之间呈线性关系。
4、综合节能效果分析
由理论可知，电机功率计算公式如下：
Pd=×U×I×cosφ
式中：Pd—电动机功率；U—电动机输入电压；I--电动机输入电流；
cosφ—功率因数。
随着转速的降低，改造后功率呈线性递减，节能效果非常显著。平均转速在482r/min时，功率较改造前可降低301.45kW，每小时可节约用电301.45kW·h。节电率为19.07%。按平均年运行时间5766h计算，年平均节省电量1738160.7 kW·h，。按0.35元/kW厂用电价格计算，年节约电费60.8万余元。但因5D改造后运行时间较短，平均运行电流尚不具有统计分析性，节电率及节电费用需进一步统计研究确认，后续将对5号吸收塔各浆液循环泵投运率进行探索以确定最佳节能方案。
5、浆液循环泵满转速工况下，电机输入功率变化对比
5D浆液循环泵改造前为工频泵，额定功率为1600kW，额定电压为10KV，额定电流107.8A，额定转速为1492rpm。在实际运行工程中，实际输入电压为10500V，正常运行电流为94A，功率因数0.8。经计算实际输入功率为846kW。
（1）5D浆液循环泵变频改造后具有明显的节电效果，5浆液循环泵运行后，其他四台浆液循环泵投运率明显降低。
（2）按平均年运行时间5766h计算，年平均节省电量1738160.7 kW·h，。按0.35元/kW厂用电价格计算，年节约电费60.8万余元。
（3）综合各浆液循环泵运行耗电量，计算年总耗电量相比原先未安装变频器时电耗明显下降。
6、结论：
现阶段#5浆液循环泵改造后各循泵的最佳组合方式仍在探索之中，但由此分析可以肯定的是浆液循环泵的组合与改造之前必定不同，各个浆液循环泵的投运率也有错差异。按照实际运经验，运行时间累计量越大，越能体现改造的节能成果。通过综合比较变频器改造前后各泵运行情况，我们可以明显看出变频器使用后E浆液循环泵电机运行平均电流明显下降，各浆液循环泵投运率降低，年总电耗明显下降。说明在安装变频器后对于脱硫系统有明显的节电效果，对于电厂耗电量有着累计减少的作用。变频器投运时间越长，节电的效果也会越发凸显。
作者简介：
赵翔宇（1991-），男，大学本科学历，电气助理工程师，电机与电气二级技师，大唐环境产业集团股份有限公司三门峡项目部，现从事脱硫脱硝系统的电气技术管理工作。