摘要 高壓變頻器在我國(guó)有著廣泛的應(yīng)用空間和廣闊的市場(chǎng)前景，本文主要針對(duì)高壓變頻器在電力、冶金行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀與特點(diǎn)，以及市場(chǎng)前景與容量進(jìn)行分析綜述。 關(guān)鍵詞：高壓變頻器 電力 冶金 應(yīng)用 市場(chǎng) 隨著高壓變頻技術(shù)的不斷成熟，高壓變頻器在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。高壓變頻器應(yīng)用上的巨大節(jié)能潛力和優(yōu)良的調(diào)速性能，使得它具有強(qiáng)勁的發(fā)展動(dòng)力和廣闊的市場(chǎng)空間。目前，高壓變頻技術(shù)已經(jīng)成為電力傳動(dòng)領(lǐng)域的熱門(mén)話題之一，對(duì)于大容量電力傳動(dòng)系統(tǒng)，尤其是大容量風(fēng)機(jī)水泵系統(tǒng)進(jìn)行高壓變頻改造已成為一種趨勢(shì)，它為使用大功率傳動(dòng)裝備的企業(yè)和行業(yè)帶來(lái)了很大的節(jié)能效益。 1 高壓變頻器在電力和冶金行業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀 1．1電力行業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀 據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)火力發(fā)電廠中使用的一次風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、給水泵、循環(huán)水泵和灰漿泵等風(fēng)機(jī)和水泵的配套電動(dòng)機(jī)總?cè)萘窟_(dá)15000MW，年總用電量達(dá)520億kWh，占全國(guó)火電發(fā)電量的5％一8％。而目前我國(guó)火電廠中除少量采用汽動(dòng)給水泵，液力耦合器及雙速電機(jī)外，其它風(fēng)機(jī)和水泵基本上都采用定速驅(qū)動(dòng)。這種定速驅(qū)動(dòng)的風(fēng)機(jī)采用入口風(fēng)門(mén)，水泵采用出口閥門(mén)調(diào)節(jié)流量，都存在嚴(yán)重的節(jié)流損耗。尤其在機(jī)組變負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，由于風(fēng)機(jī)和水泵的運(yùn)行偏離高效率點(diǎn)，使運(yùn)行效率降低。其原因是風(fēng)機(jī)、水泵的流量與電機(jī)轉(zhuǎn)速成正比，壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，而功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比（如圖1所示）?，F(xiàn)有調(diào)節(jié)流量的方法不改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，因此電機(jī)消耗的功率不變。若使用變頻器對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，達(dá)到用戶期望的流量，則可以節(jié)約大量電能。國(guó)外火電廠的風(fēng)機(jī)和水泵大都增設(shè)調(diào)速裝置，而國(guó)內(nèi)的火電廠輔機(jī)采用變頻調(diào)速裝置正在興起。對(duì)于火電廠來(lái)說(shuō)，發(fā)電廠輔機(jī)電動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，直接關(guān)系到廠用電率的高低，換句話說(shuō)，發(fā)電廠輔機(jī)電動(dòng)機(jī)的有效調(diào)速運(yùn)行，直接關(guān)系到電廠效益的高低。 [align=center] 圖1 風(fēng)機(jī)、水泵的流量功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系[/align] 我國(guó)50MW以上機(jī)組鍋爐風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率普遍很低，效率大約為45—65％。一般來(lái)講，使用高壓變頻器后風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率將提高20—30％，大約1．5至2年即可以收回改造投資費(fèi)用。隨著電力行業(yè)改革的不斷深化，廠網(wǎng)分家、競(jìng)價(jià)上網(wǎng)等政策的逐步實(shí)施，降低廠用電率、降低發(fā)電成本、提高電價(jià)競(jìng)爭(zhēng)力，已成為各發(fā)電廠努力追求的經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。從實(shí)際應(yīng)用中可知：火力發(fā)電廠是高壓變頻器的使用大戶，目前西門(mén)子、ABB、羅賓康、AB等國(guó)外品牌的電力用戶占40％以上。大量的工程實(shí)踐證明，推廣變頻技術(shù)可以改善許多生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行方式，如循環(huán)水、凝結(jié)水系統(tǒng)的流量調(diào)節(jié)控制等，對(duì)機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的改善是十分重要的手段。 對(duì)于一個(gè)300MW的火電機(jī)組來(lái)講，與每個(gè)鍋爐機(jī)組配套并且需要進(jìn)行高壓變頻調(diào)速的設(shè)備主要有：鋼球磨煤機(jī)4臺(tái)，因機(jī)組發(fā)電量和煤質(zhì)的不同，其主電機(jī)的功率280kW至1100kW不等，取常見(jiàn)（平均）功率4x560kW，電壓6kV（以下數(shù)據(jù)均取平均值，其工作電壓均為6kV）；制粉系統(tǒng)中的排粉風(fēng)機(jī)2臺(tái)，配套電機(jī)功率2～710kW；除灰系統(tǒng)中的灰漿泵3臺(tái)（1臺(tái)運(yùn)行，1臺(tái)備用，1臺(tái)檢修），其電機(jī)功率為3x250kW；鍋爐送風(fēng)機(jī)2臺(tái)，電動(dòng)機(jī)功率2x1000kW；鍋爐引風(fēng)機(jī)2臺(tái)，電動(dòng)機(jī)功率2x2000kW；鍋爐一次風(fēng)機(jī)2臺(tái)，電動(dòng)機(jī)功率2x630kW。以上全部負(fù)載容量合計(jì)11．67MW，占300MW機(jī)組額定總發(fā)電量的4％左右。另外，一些機(jī)組較多的大型電廠（如4x300MW、600MW、2x600MW等火電廠）還會(huì)有循環(huán)水泵（單機(jī)容量500kW～2300kW）、凝結(jié)水泵（單機(jī)容量560kW～2950kW）、給水泵（單機(jī)容量800kW～2300kW）等設(shè)備需要變頻調(diào)速運(yùn)行，這些設(shè)備通常至少需要兩臺(tái)機(jī)組互為備用運(yùn)行。如果將這些設(shè)備的容量按滿負(fù)荷進(jìn)行合算，那么總用電量幾乎等于實(shí)際全部廠用電，而實(shí)際上這些大型輔機(jī)的耗電量占廠用電的80％左右。 目前，只有一部分火電廠對(duì)送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)進(jìn)行了高壓變頻改造，少數(shù)電廠對(duì)各種水泵及一次風(fēng)機(jī)進(jìn)行了改造，廠內(nèi)擁有10～20臺(tái)高壓變頻器。而大多數(shù)的電廠擁有高壓變頻器的數(shù)量不多于5臺(tái)，有很多電廠沒(méi)有應(yīng)用高壓變頻器。根據(jù)國(guó)家電力信息網(wǎng)的數(shù)據(jù)，截止至2002年底，全國(guó)6MW以上火電機(jī)組總計(jì)3984臺(tái)，裝機(jī)總?cè)萘?4446．86萬(wàn)kW。全國(guó)300MW及以上火電機(jī)組總計(jì)313臺(tái)，裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)110,753．0MW。其中包括300MW機(jī)組191臺(tái)，裝機(jī)總?cè)萘?7,300．0MW；320MW機(jī)組7臺(tái)，裝機(jī)總?cè)萘?,240．0MW；350MW機(jī)組44臺(tái)，裝機(jī)總?cè)萘?5,600．0 MW；600MW機(jī)組26臺(tái)，裝機(jī)總?cè)萘?5，600．OMW。200MW～300MW火電機(jī)組總計(jì)205臺(tái)，裝機(jī)總?cè)萘?1,850．0MW。IOOMW一200MW火電機(jī)組總計(jì)343臺(tái)，裝機(jī)總?cè)萘?9,798．7MW。如果按照50％的變頻調(diào)速改造計(jì)算，需要高壓變頻器4000MW左右。而目前在我國(guó)火電廠已經(jīng)應(yīng)用的高壓變頻器數(shù)量為500～600多臺(tái)左右，因此高壓變頻器在電力行業(yè)有著廣闊的發(fā)展空間。 1．2冶金行業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀 在鋼鐵廠，一些重要的風(fēng)機(jī)、水泵如煉鋼除塵風(fēng)機(jī)、高爐除塵風(fēng)機(jī)、燒結(jié)余熱風(fēng)機(jī)、冷軋氫氣加壓機(jī)、鍋爐給水泵等設(shè)備，通常由交流異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)。這些設(shè)備調(diào)速范圍比較寬，對(duì)工藝、環(huán)保的影響比較大。早期大部分鋼鐵廠的風(fēng)機(jī)、水泵設(shè)備不調(diào)速，直接采用工頻供電，定速驅(qū)動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)與閥門(mén)來(lái)控制風(fēng)量與給水量，同樣把能量都白白地浪費(fèi)了。如果采用高壓變頻器進(jìn)行變頻調(diào)速，則可以節(jié)約大量的電能，給企業(yè)帶來(lái)效益。此外，鋼鐵廠的大型風(fēng)機(jī)如高爐鼓風(fēng)機(jī)、燒結(jié)主排風(fēng)機(jī)和制氧機(jī)的功率都比較大，一般采用同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)，也可以進(jìn)行變頻調(diào)速改造。 另外，在鋼鐵廠通常會(huì)使用一些起重設(shè)備，如裝船機(jī)、卸船機(jī)、堆取料機(jī)、煉鋼轉(zhuǎn)爐氧、副槍與傾動(dòng)設(shè)備以及大型行車等。這些起重設(shè)備的特點(diǎn)是它們屬于位能性負(fù)載，要求啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，過(guò)載能力強(qiáng)，早期的調(diào)速設(shè)備一般采用直流調(diào)速。這種方法雖然技術(shù)成熟，但是日常的維護(hù)工作量很大，因此隨著高壓變頻技術(shù)的不斷發(fā)展、日趨成熟，交流變頻調(diào)速已廣泛的應(yīng)用到了起重設(shè)備中。目前，鋼鐵廠的熱軋、冷軋的主軋機(jī)也紛紛采用了高壓變頻器。熱軋與冷軋用主軋機(jī)對(duì)調(diào)速的要求高，要求過(guò)載能力強(qiáng)，控制精度高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，應(yīng)用的高壓變頻器國(guó)外品牌居多。近些年來(lái)，高壓變頻器的節(jié)能效果和調(diào)速性能等都得到了企業(yè)的肯定，國(guó)內(nèi)多家鋼鐵廠都已經(jīng)進(jìn)行了高壓變頻調(diào)速改造。 而對(duì)于一個(gè)年產(chǎn)量30萬(wàn)噸的軋鋼廠，其車間的電器設(shè)備總?cè)萘吭?8500kW左右，其中高壓主傳動(dòng)設(shè)備電機(jī)容量為10200kW左右。其中包括：粗扎機(jī)1臺(tái)，容量lx2000kW～一中扎機(jī)組4臺(tái)，容量4～550kW～二中軋機(jī)組4臺(tái)，容量4～500kW～精軋機(jī)組8臺(tái)，容量8～500kW。在早期建設(shè)的軋鋼廠中，這些主傳動(dòng)電機(jī)大部分采用直流電機(jī)，隨著高壓變頻技術(shù)的成熟，這些電機(jī)逐步被交流調(diào)速所代替。簡(jiǎn)單計(jì)算一下，這些高壓電機(jī)的用電率占到軋鋼廠總用電的55％左右。 對(duì)于鋼鐵廠，高爐的主要外圍設(shè)備有熱風(fēng)爐、除塵設(shè)備和水渣處理設(shè)備。一般每座高爐有3—4座熱風(fēng)爐，其中一座為向高爐送熱風(fēng)狀態(tài)，一座為蓄熱狀態(tài)，一座為燃燒加熱狀態(tài)，某些鋼鐵廠會(huì)有一座備用熱風(fēng)爐，每臺(tái)熱風(fēng)爐需配備1臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)。部分鋼鐵廠的熱風(fēng)爐鼓風(fēng)機(jī)采用直接由汽輪機(jī)帶動(dòng)大型鼓風(fēng)機(jī)的方式，更多的鋼鐵廠已經(jīng)改造為高壓電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)了。除塵設(shè)備中包括裝料除塵風(fēng)機(jī)和出鐵除塵風(fēng)機(jī)，由于出鐵除塵風(fēng)機(jī)的調(diào)速范圍特別大，目前出鐵除塵風(fēng)機(jī)大量采用了變頻調(diào)速。一般每臺(tái)高爐至少配備2臺(tái)除塵風(fēng)機(jī)，配備3—4臺(tái)沖渣給水泵。據(jù)中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)網(wǎng)2006年1月公布的數(shù)據(jù)：2005年全國(guó)粗鋼產(chǎn)量34936．15萬(wàn)噸，生鐵產(chǎn)量33040．47萬(wàn)噸，鋼材產(chǎn)量（含重復(fù)材）37117．02萬(wàn)噸。2005年，我國(guó)鋼鐵企業(yè)的規(guī)模迅速擴(kuò)大。其中年產(chǎn)1000萬(wàn)噸粗鋼以上的企業(yè)有達(dá)到8家，包括寶鋼、鞍鋼、武鋼、首鋼、沙鋼、萊鋼、濟(jì)鋼、唐鋼；年產(chǎn)500萬(wàn)一970萬(wàn)噸粗鋼的企業(yè)有10家，包括馬鋼、華菱鋼鐵、包鋼、邯鋼、本鋼、攀鋼、安陽(yáng)鋼鐵、太鋼、酒鋼、建龍鋼鐵等；年產(chǎn)300萬(wàn)一500萬(wàn)噸粗鋼的企業(yè)有16家。年產(chǎn)500萬(wàn)噸以上粗鋼的18家鋼鐵企業(yè)，他們的粗鋼產(chǎn)量合計(jì)達(dá)16197．16萬(wàn)噸，占全國(guó)粗鋼產(chǎn)量的46．36％t81。目前冶金行業(yè)的高壓變頻器主要應(yīng)用在風(fēng)機(jī)、水泵上，在軋機(jī)上應(yīng)用的很少，因此高壓變頻器在冶金行業(yè)有著廣闊的前景。 2 高壓變頻器在電力、冶金行業(yè)應(yīng)用特點(diǎn) 2．1 電力行業(yè)應(yīng)用特點(diǎn) 電力行業(yè)高壓變頻器的應(yīng)用主要集中在風(fēng)機(jī)與泵類負(fù)載，并且呈現(xiàn)為單機(jī)容量較大的特點(diǎn)。電力行業(yè)應(yīng)用新技術(shù)向來(lái)保守，原因是電力部門(mén)對(duì)供電安全的要求非常高，因此大型的高壓風(fēng)機(jī)改造目前還很不普遍?；痣姀S應(yīng)用高壓變頻器的主要目的是調(diào)速節(jié)能，經(jīng)過(guò)幾年時(shí)間的運(yùn)行實(shí)踐，現(xiàn)在高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的可靠性基本可以滿足發(fā)電企業(yè)的要求，火電廠已經(jīng)逐漸接受了高壓變頻調(diào)速這一新技術(shù)。 對(duì)電廠而言，設(shè)備的可靠運(yùn)行是最為重要的因素之一。任何一種輔機(jī)調(diào)速設(shè)備，不管性能多么好，節(jié)能多么顯著，如果可靠性沒(méi)有保證，一切就都無(wú)從談起。因?yàn)橐坏┻@些關(guān)鍵的輔機(jī)設(shè)備因調(diào)速裝置故障而非正常停機(jī)，往往會(huì)導(dǎo)致主機(jī)負(fù)荷大幅度下降，嚴(yán)重時(shí)甚至將引起主機(jī)停機(jī)、鍋爐熄火停運(yùn)，從而造成發(fā)電事故，其引起的損失將遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是節(jié)能效益可以比擬的。所以高壓變頻器在電廠應(yīng)用，對(duì)其可靠性就有相當(dāng)高的要求。例如，火電廠中的送風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)。由于機(jī)組的負(fù)荷會(huì)經(jīng)常變化，要保證鍋爐爐膛負(fù)壓、煙氣氧量及相應(yīng)的汽溫、汽壓穩(wěn)定，因此就需要及時(shí)地調(diào)整送、吸風(fēng)量及煤粉量。送風(fēng)機(jī)一般采用調(diào)整入口導(dǎo)向葉片的方式實(shí)現(xiàn)風(fēng)量調(diào)節(jié)，葉片開(kāi)度經(jīng)常在60％一80％之間變化，而引風(fēng)機(jī)風(fēng)門(mén)采用擋板調(diào)節(jié)，日常運(yùn)行開(kāi)度一般只有50％左右。利用高壓變頻器對(duì)其進(jìn)行調(diào)速時(shí)，一般調(diào)速范圍大約為40Hz一50Hz。 2．2冶金行業(yè)應(yīng)用特點(diǎn) 冶金行業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所處的地位非常重要，且都是規(guī)模較大，效益顯著，連續(xù)、高效式地生產(chǎn)流程性企業(yè)。具備一定規(guī)模的鋼鐵企業(yè)基本上都已實(shí)現(xiàn)車間內(nèi)的過(guò)程自動(dòng)化控制，生產(chǎn)過(guò)程已經(jīng)高度的自動(dòng)化，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)有大量的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備需要進(jìn)行控制。由于現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境非常惡劣，灰塵大、振動(dòng)強(qiáng)、溫度變化大，且需要24小時(shí)連續(xù)不斷地運(yùn)行，因此對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備較其它行業(yè)有了更高的要求。例如，鋼鐵廠的除塵風(fēng)機(jī)是除塵凈化系統(tǒng)的動(dòng)力中樞，一旦它不能正常運(yùn)行，不但會(huì)影響生產(chǎn)，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)還有可能威脅到現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)人員的人身安全。因此，與除塵風(fēng)機(jī)配套的高壓調(diào)速系統(tǒng)要求具有極高的可靠性。 以煉鐵高爐的除塵風(fēng)機(jī)為例，在高爐煉鐵的生產(chǎn)過(guò)程中，出鐵過(guò)程并不是連續(xù)不斷的，而是周期性間斷的。利用高壓變頻器適時(shí)對(duì)除塵風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速控制，則可實(shí)現(xiàn)顯著的節(jié)能效果。在出鐵時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的棕紅色煙塵，此時(shí)要求除塵風(fēng)機(jī)高速運(yùn)行，變頻器設(shè)定值則定為45Hz左右；而在不出鐵時(shí)，風(fēng)機(jī)只需要很低的轉(zhuǎn)速，變頻器設(shè)定值則定為20Hz左右。同樣，在煉鋼電爐中，除塵風(fēng)機(jī)也要根據(jù)電爐產(chǎn)生的煙氣量的不同，適時(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)量，滿足生產(chǎn)工藝的要求。一般電爐的生產(chǎn)周期分為：加料、加鐵、供電、供電供氧、采樣、出鋼及堵眼七個(gè)步驟。各個(gè)過(guò)程中電爐不但產(chǎn)生的煙氣量不同，電爐的溫度要求也不同。若風(fēng)機(jī)風(fēng)量過(guò)大，則會(huì)損失爐內(nèi)熱量，延長(zhǎng)生產(chǎn)周期，浪費(fèi)能源；若風(fēng)量過(guò)小，則會(huì)導(dǎo)致?tīng)t內(nèi)溫度過(guò)高，可能燒毀設(shè)備。 另外，在冶金行業(yè)中，一些大功率設(shè)備要求傳動(dòng)系統(tǒng)具有很好的低速啟動(dòng)性能，同時(shí)要求電機(jī)和變頻器具備較強(qiáng)的過(guò)載能力，如起重機(jī)、大功率的傾動(dòng)設(shè)備等。還有一些大功率設(shè)備如軋機(jī)，要求傳動(dòng)系統(tǒng)具有很高的控制精度，快速的動(dòng)態(tài)反應(yīng)，同時(shí)也要具備一定的過(guò)載能力。加之現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行環(huán)境惡劣，因此除了對(duì)變頻器的調(diào)速精度和調(diào)速性能有較高要求外，對(duì)高壓變頻器系統(tǒng)及其控制網(wǎng)絡(luò)的可靠性也有很高的要求。 3 高壓變頻器的市場(chǎng)前景 據(jù)調(diào)查預(yù)測(cè)，中國(guó)變頻器應(yīng)用總的潛在市場(chǎng)應(yīng)為1200—1800億元，低壓變頻器將占市場(chǎng)份額的60％左右，中高壓變頻器則將占市場(chǎng)份額的40％。中國(guó)變頻器市場(chǎng)目前正處于一個(gè)高速增長(zhǎng)的時(shí)期，在過(guò)去幾年內(nèi)保持著12％～20％的高速增長(zhǎng)，在2003年，市場(chǎng)規(guī)模甚至超過(guò)了55億元人民幣。有關(guān)人士認(rèn)為，至少需要10年以后，中國(guó)的變頻器市場(chǎng)才能飽和并趨于成熟。高壓變頻器受高壓電力電子器件的制約，在各行業(yè)中的應(yīng)用才剛剛起步，有待進(jìn)一步推廣。目前高壓變頻器應(yīng)用較多的行業(yè)是冶金、石化、電廠、城市供水和建材等。根據(jù)使用環(huán)境的不同，變頻器的使用壽命從4年到15年不等，每年都會(huì)出現(xiàn)大量的產(chǎn)品更換市場(chǎng)。目前，國(guó)外高壓變頻器品牌主要有西門(mén)子、ABB、Rockwell、三菱、羅賓康等，國(guó)內(nèi)主要有東方日立、利得華福等廠家，目前我國(guó)擁有高壓變頻器的總數(shù)已經(jīng)超過(guò)了6000臺(tái)。我國(guó)高壓變頻器市場(chǎng)的發(fā)展歷程如圖2所示，從圖中很容易看出高壓變頻器市場(chǎng)的強(qiáng)勁上升勢(shì)頭。 3．1電力行業(yè)市場(chǎng)前景 據(jù)粗略估算，我國(guó)電力行業(yè)目前約有風(fēng)機(jī)、水泵35萬(wàn)臺(tái)，總?cè)萘拷?50萬(wàn)kW，年耗電400多億度。其中6kV以上的高壓電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的風(fēng)機(jī)、水泵約3萬(wàn)臺(tái)，容量達(dá)650萬(wàn)kW?；痣姀S需要進(jìn)行調(diào)速的設(shè)備總?cè)萘空紡S用電的50％～70％，這些設(shè)備是否經(jīng)濟(jì)運(yùn)行將直接影響廠用電率的高低。采用高壓變頻器對(duì)火電廠進(jìn)行改造后，將大大降低廠用電率，給企業(yè)帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)效益。另外，變頻器又可以同機(jī)組自控系統(tǒng)相配合，提高自動(dòng)回路投入率，組成完整的機(jī)組優(yōu)化控制系統(tǒng)，達(dá)到省人、省力、省設(shè)備，提高機(jī)組整體自動(dòng)化水平和電廠整體管理水平的目的。 隨著大功率電力電子器件技術(shù)的發(fā)展，高電壓大容量變頻器的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都得到了提高，功能越來(lái)越強(qiáng)，價(jià)格也越來(lái)越低，并且投資回收期也縮短了。這些都表明，高壓變頻器在火電廠的應(yīng)用將會(huì)得到迅速推廣。 3．2冶金行業(yè)市場(chǎng)前景 在冶金鋼鐵行業(yè)，如軋機(jī)、大型風(fēng)機(jī)、水泵等這些大型用電設(shè)備數(shù)量雖然不多，只占20％左右，但其用電量卻占到80％。通常風(fēng)機(jī)、泵類等平方根轉(zhuǎn)矩設(shè)備使用變頻調(diào)速技術(shù)以后，效率可提高30％左右。而軋機(jī)等恒轉(zhuǎn)矩設(shè)備效率可提高15—30％，平均20％左右。此外，應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)還可以提高電機(jī)的功率因數(shù)（一般可達(dá)0．98），減少設(shè)備的維修量，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，減少事故停車給生產(chǎn)帶來(lái)的重大損失。這些對(duì)降低運(yùn)行成本都會(huì)帶來(lái)很大的好處。例如，軋鋼加熱爐上使用變頻調(diào)速技術(shù)實(shí)現(xiàn)煤氣／空氣的比值自動(dòng)控制調(diào)節(jié)，不但減少了空氣風(fēng)機(jī)的耗電量，還確保了煤氣和空氣燃燒配比，保證了煤氣的充分燃燒，減少了煤氣的消耗量。煤氣消耗量的減少帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)在節(jié)電效益之上，同時(shí)還減少了工人的生產(chǎn)操作強(qiáng)度。 4 高壓變頻器的市場(chǎng)容量 據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)目前在用的交流電動(dòng)機(jī)容量約4億kW，用于風(fēng)機(jī)水泵的電動(dòng)機(jī)占40％左右，總?cè)萘窟_(dá)1．6億kW。其中大型風(fēng)機(jī)、水泵的高壓電動(dòng)機(jī)容量又占全部風(fēng)機(jī)水泵的40％（即6400萬(wàn)kW）。保守估算，如果實(shí)現(xiàn)20％變頻改造，將達(dá)1280萬(wàn)kW，不難算出節(jié)電效益也將十分顯著。如按平均節(jié)電率20％一30％計(jì)算，則可節(jié)電功率256～384萬(wàn)kW。除新建的大型風(fēng)機(jī)、水泵配套的高壓變頻器之外，僅對(duì)已建成的大型風(fēng)機(jī)水泵進(jìn)行高壓變頻調(diào)速改造來(lái)計(jì)算分析：若1280萬(wàn)kW分5年改造完畢，則每年改造250萬(wàn)kW左右，按目前市價(jià)1500～2000元／kW計(jì)算，則每年將有37．5～50億元的市場(chǎng)營(yíng)銷額。目前，高壓變頻器市場(chǎng)尚處于發(fā)展探索階段，2004年高壓變頻器的市場(chǎng)規(guī)模為8．5億元，占總的變頻器市場(chǎng)規(guī)模（66．3億元）的13％左右，高壓變頻器在各行業(yè)的市場(chǎng)份額如圖3所示。 [align=center] 圖3 2004年高壓變頻器行業(yè)運(yùn)行比例（單位：億元）[/align] 4．1電力行業(yè)市場(chǎng)容量 在高壓變頻器的市場(chǎng)中，電力行業(yè)的需求和市場(chǎng)容量最大，占到50％以上。在已運(yùn)行的火電廠中，需要進(jìn)行變頻調(diào)速改造的高壓大容量電機(jī)達(dá)5000余臺(tái)，僅該領(lǐng)域的市場(chǎng)潛力就達(dá)65億元之多。根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃，21世紀(jì)開(kāi)始的十年電力建設(shè)發(fā)展速度約為7％～8％，平均每年新增裝機(jī)2400～2500萬(wàn)kW，與機(jī)組配套的每年新增風(fēng)機(jī)、水泵等高壓大容量旋轉(zhuǎn)設(shè)備需要500～600臺(tái)。僅對(duì)這些新增設(shè)備的配套高壓變頻器作估算，每年市場(chǎng)潛力就可達(dá)6．5～7．8億元。 4．2冶金行業(yè)市場(chǎng)容量 冶金行業(yè)的用電量占全國(guó)工業(yè)總用電的14．18％。在我國(guó)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的能源利用率比國(guó)外平均水平低20％左右，電機(jī)只相當(dāng)于國(guó)外20世紀(jì)50～60年代的技術(shù)水平，有很大的節(jié)能潛力。冶金行業(yè)目前用的開(kāi)采電鉆、電鏟大多數(shù)采用直流調(diào)速，電機(jī)容量在100～500kW之間，只有少量引進(jìn)的設(shè)備采用了交流變頻調(diào)速；礦井提升機(jī)的傳動(dòng)電機(jī)容量在500—4000kW之間，采用直流傳動(dòng)，也有部分改為交流調(diào)速傳動(dòng)；礦井通風(fēng)機(jī)、排水泵等礦井安全生產(chǎn)保障的主力設(shè)備，電機(jī)容量在200～800kW之間，而且數(shù)量很多，節(jié)能潛力巨大。 僅在鋼鐵行業(yè)應(yīng)用的風(fēng)機(jī)、水泵總裝機(jī)容量就在200萬(wàn)kW以上，隨著冶金工業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整和冶金生產(chǎn)的環(huán)保要求，冶金工業(yè)將大量新建軋鋼生產(chǎn)線，并大量應(yīng)用除塵風(fēng)機(jī)和冷卻水泵，這樣每年的新增容量也將非?？捎^。其中有。50％的風(fēng)機(jī)、水泵需要進(jìn)行交流變頻調(diào)速改造或新裝機(jī)組自身配套高壓變頻器，其市場(chǎng)容量也將超過(guò)百萬(wàn)kW。 高壓變頻器的發(fā)展正方興未艾。隨著電力電子技術(shù)本身的發(fā)展以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需要，高壓變頻器在我國(guó)電力、冶金及其它行業(yè)的應(yīng)用也必將有一個(gè)更大的發(fā)展。高壓變頻器的可靠應(yīng)用將成為我國(guó)電力節(jié)能的主要措施之一。 參考文獻(xiàn) 【1】 徐甫榮．發(fā)電廠風(fēng)機(jī)水泵變頻調(diào)速節(jié)能改造路在何方變頻器世界．2004，10：12～16 【2】劉愛(ài)忠．燃煤鍋爐機(jī)組．北京；中國(guó)電力出版社，2001 【3】鐘史明．火電廠設(shè)計(jì)基礎(chǔ)．北京：中國(guó)電力出版社， 1998 【4】國(guó)家電力信息網(wǎng)．2002年年底單機(jī)6000kW及以上發(fā)電機(jī)組分類情況． http：//www．sp．com．cn/zgdl/dyxx/fdjz_fl_1．htm 【5】 王松，吳小洪等?；痣姀S高壓電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)應(yīng)用情況分析．變頻器世界．2005，9：52～55 【6】陳延鏢等．鋼鐵企業(yè)電力設(shè)計(jì)手冊(cè)（上、下冊(cè)）．北京：冶金工業(yè)出版社，1996．1 【7】天津電氣傳動(dòng)設(shè)計(jì)研究所．電氣傳動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)手冊(cè)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992 【8】 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