I. Einleitung In der thermischen Kraftwerksproduktion moderner Chemieunternehmen machen die Leistungsaufnahme wichtiger elektrischer Anlagen wie Gebläse, Saugzugventilatoren, Speisewasserpumpen und Umwälzpumpen sowie die Drosselverluste von Ventilen, Leitblechen und zugehöriger Ausrüstung und die Kosten für Wartung und Reparatur 18 % der Produktionskosten aus. Energieeinsparung und Verbrauchsreduzierung sind daher wichtige Mittel zur Senkung der Produktionskosten. Hebei Jiantao nutzt das Frequenzumrichter-Energiesparsystem unseres Unternehmens, das signifikante Auswirkungen auf die Energieeinsparung sowie die Wartung und Reparatur der zugehörigen Anlagen gezeigt hat. Es verändert die Betriebsweise herkömmlicher Motoren, die nur mit fester Drehzahl laufen können, und ermöglicht es Motoren und Ventilatoren, ihre Drehzahl ohne Modifikationen an die Anforderungen des Produktionsprozesses anzupassen. Dadurch wird der Leistungsverbrauch der Motoren reduziert und ein effizienter Systembetrieb erreicht. Die hervorragende Drehzahlregelung und die signifikante Energieeinsparung des Systems verbessern die Betriebsbedingungen der bestehenden Anlagen, erhöhen die Systemsicherheit und -zuverlässigkeit, steigern die Anlagenauslastung und verlängern die Anlagenlebensdauer. II. Die thermische Kraftwerksanlage der Hebei Jiantao Chemical Co., Ltd. verfügt über sechs Ventilatoren und drei Wasserpumpen mit Hochspannungsmotoren. Die Auslassklappenöffnung des Saugzugventilators beträgt 40–50 %, die des Sekundärluftventilators 30–40 %. Um den Prozessanforderungen und Betriebsbedingungen gerecht zu werden, werden Ofendruck, Windgeschwindigkeit, Luftvolumenstrom, Temperatur und weitere Parameter bedarfsgerecht geregelt. Die gängigste Regelungsmethode ist die Anpassung der Klappenöffnungen. Unabhängig vom Produktionsbedarf müssen die Ventilatoren daher mit voller Drehzahl laufen. Änderungen der Betriebsbedingungen führen zu Energieverlusten durch Drosselung an den Klappen und Leitblechen. Dies schränkt die Regelgenauigkeit während der Produktion ein und verursacht erhebliche Energieverschwendung und Verschleiß. Die Folge sind erhöhte Produktionskosten, eine verkürzte Anlagenlebensdauer sowie hohe Wartungs- und Reparaturkosten. Darüber hinaus werden die Lüfter direkt von Asynchronmotoren angetrieben, was Nachteile wie hohen Anlaufstrom, mechanische Stöße und unzureichende elektrische Schutzeigenschaften mit sich bringt. Dies beeinträchtigt nicht nur die Lebensdauer der Anlagen, sondern bietet auch keinen sofortigen Schutz bei mechanischen Ausfällen, was häufig sowohl zu Lüfterschäden als auch zum Durchbrennen des Motors führt. Angesichts des dringenden Bedarfs an Energieeinsparung und der stetig steigenden Anforderungen an die Produktqualität sowie der einfachen und wartungsfreien Bedienung, der hohen Regelgenauigkeit und der hohen Funktionalität von Hochspannungs-Frequenzumrichtern (FU) hat Hebei Jiantao eine FU-basierte Lösung eingeführt, um die Regelungsmethoden mit Dämpfern, Leitblechen und Ventilen zu ersetzen. Das Grundprinzip der FU-Technologie basiert auf dem proportionalen Verhältnis zwischen Motordrehzahl und Eingangsfrequenz der Stromversorgung: n = 60f(1-s)/p (wobei n, f, s und p die Drehzahl, die Eingangsfrequenz, den Schlupf des Motors bzw. die Polpaarzahl darstellen). Eine Änderung der Eingangsfrequenz des Motors verändert dessen Drehzahl. Das intelligente Hochspannungs-Frequenzumrichter-Drehzahlregelungssystem der neuen Generation der HLK-ZIN-Serie von Shenzhen Hailike Technology Development Co., Ltd. ist ein Hightech-Produkt, das Leistungselektronik, Mikroelektronik, optoelektronische Kommunikation, Computertechnologie und Automatisierungstechnik integriert. Es ist vielseitig einsetzbar und erfüllt die Anforderungen an die Drehzahlregelung und Energieeinsparung von Hochspannungsmotoren in komplexen Umgebungen. Das System treibt Hochspannungsmotoren direkt mittels Energietrennung und Hochspannungs-Rückgewinnung (Akkumulatortechnologie) an und zeichnet sich durch geringe Netzbelastung und niedrige Ausgangsoberwellen aus. Alle technischen Kennwerte erfüllen die strengsten Anforderungen der relevanten Normen. Das System ist ohne zusätzliche Filtervorrichtungen an verschiedene Motoren anpassbar, und Anwender müssen ihre vorhandenen Motoren beim Einsatz des Hochspannungs-Frequenzumrichters der HLK-ZIN-Serie nicht austauschen. III. Energiesparanalyse: Gemäß den Grundgesetzen der Strömungsmechanik stellt der Lüfter eine quadratische Drehmomentlast dar. Die Drehzahl n steht in folgendem Verhältnis zum Volumenstrom Q, zum Druck H und zur Wellenleistung P: Q ∝ n, H ∝ n², P ∝ n³; das heißt, der Volumenstrom ist direkt proportional zur Drehzahl, der Druck direkt proportional zum Quadrat der Drehzahl und die Wellenleistung direkt proportional zur dritten Potenz der Drehzahl. Basierend auf der Formel für das quadratische Drehmoment des Ventilators gilt: P / P₀ = (n / n₀)³, wobei P₀ die Leistung bei Nenndrehzahl n₀ und P die Leistung bei Drehzahl n ist. Am Beispiel eines 450-kW-Saugventilators, der mit einem 12-MW-Generator in einem Wärmekraftwerk ausgestattet ist: Die Last eines einzelnen Kessels beträgt 41 t/h, der Saugventilator läuft 24 Stunden lang kontinuierlich mit 50 % Last (entsprechend einer Betriebsfrequenz von 25 Hz und einer Motorleistungsaufnahme von 65 % bei eingestellter Drosselklappe). Basierend auf der Berechnung von 300 Betriebstagen pro Jahr ergibt sich folgende theoretische Energieeinsparung: Die jährliche Energieeinsparung bei Verwendung der Frequenzumrichterregelung beträgt: W1 = 450 × 24 × [1 − (29/50)³] × 300 = 2.607.876 kWh. Die Energieeinsparung bei Anpassung der Klappenöffnung beträgt: W2 = 450 × (1 − 65 %) × 24 × 300 = 1.134.000 kWh. Die relative Energieeinsparung beträgt: W = W1 − W2 = 2.607.876 − 1.134.000 = 1.473.876 kWh. Bei einem Strompreis von 0,54 Yuan pro Kilowattstunde kann die Frequenzumrichterregelung jährlich 795.600 Yuan an Stromkosten einsparen. Die Energiesparberechnungen unter den oben genannten Betriebsbedingungen zeigen, dass der Einsatz von Hochspannungs-Frequenzumrichtern eine signifikante Energieeinsparung und Verbrauchsreduzierung bewirkt. Aufgrund von Unterschieden in Last, Betriebsbedingungen und Regelungszielen an verschiedenen Industriestandorten ergeben sich jedoch erhebliche Unterschiede in den Berechnungsmethoden. Die folgenden statistischen Energiespareffekte sind nachfolgend aufgeführt: Die obigen Statistiken belegen, dass Hochspannungs-Frequenzumrichter nach eineinhalb Jahren Betrieb signifikante Energieeinsparungen beim Antrieb und der Steuerung von Lüfteranlagen erzielt haben. Dies führt zu einer Verbesserung der Anlageneffizienz, zur Erfüllung der Produktionsanforderungen, zu einer deutlichen Reduzierung der Wartungs- und Reparaturkosten und -zeiten sowie zu kürzeren Ausfallzeiten. Die direkten und indirekten wirtschaftlichen Vorteile sind erheblich. Die Technologie erfüllt die Anforderungen an die Drehzahlregelung, ermöglicht die Automatisierung der Generatorsteuerung und die hochpräzise, ​​stufenlose Drehzahlregelung über einen weiten Bereich erfüllt nicht nur die Anforderungen an die dynamische Spitzenlastregelung des Kraftwerks, sondern gewährleistet auch eine nahtlose Integration in das Prozessleitsystem (DCS) des Kraftwerks. Sie ermöglicht sanftes Anfahren, sanftes Bremsen und eine intelligente Drehzahlregelung des Motors. Es kann die Betriebsfrequenz des Regelmotors an die Verbrennungsanforderungen des Kessels anpassen, die Drehzahl des Regelmotors ändern, um die Saugzugluftmenge des Ofens zu regeln, eine Regelung der Luftmenge im geschlossenen Regelkreis realisieren, die Produktionseffizienz und den Automatisierungsgrad der Anlage verbessern und die Arbeits- und Produktionsbedingungen des Kraftwerks erheblich verbessern.