變頻器在鍋爐風(fēng)機(jī)上的節(jié)能改造

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1、一．概述風(fēng)機(jī)水泵類負(fù)載多是根據(jù)滿負(fù)荷工作需要用量來選型，實(shí)際應(yīng)用中大部分時間并非工作于滿負(fù)荷狀態(tài)，由于交流調(diào)速電機(jī)很困難。通常工業(yè)鍋爐上的鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、給水泵都是電機(jī)以定速運(yùn)行，再通過改變風(fēng)機(jī)入口的檔板開度來調(diào)節(jié)風(fēng)量；通過改變水泵出口管路上的調(diào)節(jié)閥開度來調(diào)節(jié)給水泵。而風(fēng)機(jī)和水泵的最大特點(diǎn)是負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比，而軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，因此如將電機(jī)的定速運(yùn)轉(zhuǎn)改為根據(jù)需要的流量來調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速就可以節(jié)約大量的電能，同時也可以容易實(shí)現(xiàn)閉環(huán)恒壓控制，節(jié)能效果將進(jìn)一步提高。現(xiàn)將株洲某化工廠設(shè)計(jì)和實(shí)施的一臺35t/h工業(yè)鍋爐的變頻調(diào)速系統(tǒng)改造項(xiàng)目作一介紹。二．鍋爐系統(tǒng)構(gòu)成控制系統(tǒng)總體構(gòu)成如圖一

2、所示，圖中傳感變送儀表將鍋爐的特種工藝參數(shù)變換成4—20MA/DC電流信號，送至變頻器、控制器能完成數(shù)據(jù)采集，回路控制等功能。其中鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、爐排機(jī)變頻器受燃燒控制系統(tǒng)的控制，給水泵變頻器受汽包水位的控制?？刂破鞯妮敵鲂盘枌⒖刂葡嚓P(guān)的變頻器輸出頻率，以達(dá)到穩(wěn)定工況及提高鍋爐熱效率和節(jié)能目的。變頻器頻率設(shè)定信號采用4—20MA/DC電流信號，在控制器與每臺變頻器之間裝有一臺小型自動切換操作器，該操作器輸入輸出均為4—20MA/DC，具有手動、自動、強(qiáng)制手動三種工作方式。變頻器的正轉(zhuǎn)信號由一開關(guān)控制、并裝在操作臺上，因此控制變頻器的啟動、停止及調(diào)節(jié)其輸出頻率是很方便的。此處還用變頻器來調(diào)整兩臺

3、皮帶輸渣機(jī)的速度。壹臺鍋爐共使用了六臺傳動之星Y系列一體化智能變頻器和二臺G系列高性能通用型變頻器。其中Y系列一體化智能變頻器如下圖二所示，它的功能特點(diǎn)是：A。結(jié)構(gòu)緊湊，外形美見；B。具有節(jié)電、市電和停止三位鎖控開關(guān)，便于轉(zhuǎn)換及管理；C。變頻器發(fā)生故障時，可自動切斷電源，轉(zhuǎn)換到工頻運(yùn)行；D。具有鍵盤鎖定功能，防止誤操作；E。高可靠性。市電/節(jié)能運(yùn)行雙回路安全設(shè)計(jì)，具有自動復(fù)位、掉電復(fù)位功能。G系列高性能通用型變頻器功能特點(diǎn)如下所示：A．采用獨(dú)特的空間電壓矢量調(diào)制方式；B．獨(dú)有的載頻和死區(qū)補(bǔ)償技術(shù)，實(shí)現(xiàn)完美的電流波形；C．超靜音優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低電機(jī)噪音；D．內(nèi)置簡易PLC；E．內(nèi)置RS485/RS

4、232通訊接口，可聯(lián)機(jī)控制。三．系統(tǒng)各部分變頻改造介紹1．鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)機(jī)為45KW兩臺，選用45KWY系列一體化變頻器2臺。通過爐膛中煙氣氧量變送器傳輸?shù)碾娏餍盘?，控制鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，保障煙氣氧量穩(wěn)定在燃料燃燒要求的最佳范圍，達(dá)到節(jié)電和節(jié)煤雙重效果。引風(fēng)機(jī)為93KW兩臺，選用93KWY系列一體化變頻器2臺。使鍋爐處于負(fù)壓狀態(tài)，不僅為爐膛內(nèi)的燃料燃燒達(dá)到最佳的風(fēng)煤比提供了基礎(chǔ)條件，而且不使?fàn)t膛吸入過多的冷空氣和煙道排出過多熱量，同時還避免了由于人工操作不當(dāng)和維護(hù)不及時引起的人身和設(shè)備事故。為了保證鍋爐的安全運(yùn)行，工業(yè)鍋爐都設(shè)置有聯(lián)鎖保護(hù)電路，即電氣聯(lián)鎖保護(hù)、工藝參數(shù)鎖保護(hù)。前者在鍋爐啟、停時，

5、保證引風(fēng)機(jī)先于鼓風(fēng)機(jī)啟動而晚于鼓風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行，以防誤操作時爐膛正壓噴火，危及人身安全，及粉尖外噴影響環(huán)境衛(wèi)生；后者在汽包水位或汽包壓力超標(biāo)時，自動停止鼓、引風(fēng)機(jī)，迅速減弱燃燒，以確保鍋爐的安全。鼓、引風(fēng)機(jī)啟動的相互聯(lián)鎖保護(hù)電路，是利用變頻器的頻率水平檢測來實(shí)現(xiàn)的，即先啟動引風(fēng)機(jī)，當(dāng)引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于某一設(shè)定值頻率時，輸出有效信號起作用，使Y1端子輸出為ON，（并對F0-44號參數(shù)設(shè)為7）才允許鼓風(fēng)機(jī)啟動，如圖三所示：為避免爐膛正壓噴火，可將鼓風(fēng)機(jī)變頻加速時間設(shè)定比引風(fēng)機(jī)加速時間長一些；停機(jī)時，將鼓風(fēng)機(jī)變頻的X1與COM短接，（并對F0-046號參數(shù)設(shè)為1）輸入了空轉(zhuǎn)命令，鼓風(fēng)機(jī)輸出馬上為OHZ，鼓

6、風(fēng)機(jī)馬上停機(jī)，而引風(fēng)機(jī)則按原設(shè)定的減速時間慢慢停下來，工藝參數(shù)超標(biāo)時與儀表相聯(lián)的繼電器動作，在報警的同時，還斷開鼓、引風(fēng)機(jī)的正轉(zhuǎn)運(yùn)行信號，使鼓、引風(fēng)機(jī)停機(jī)，停機(jī)過程同上，不再詳述。2．給水泵給水泵兩臺30KW，選用30KWY系列一體化變頻器2臺。采用一拖一帶工頻旁路，一臺運(yùn)行一臺備用的方式，如圖四所示：給水泵是向鍋爐提供足夠的軟化水，使鍋爐液面保持一定的高度，多采用恒壓控制或恒液位控制，使液面不隨蒸發(fā)量的變化而改變。頻率設(shè)定信號為4—20MA/DC并聯(lián)接至變頻器，這比串聯(lián)接線的可靠性要高，并且取消了常規(guī)啟動柜和電動調(diào)節(jié)閥。當(dāng)工業(yè)鍋爐的給水泵采用變頻調(diào)速時，存在一個事故隱患，但往往被忽視。自動給

7、水系統(tǒng)輸出的電流信號，作為給定頻率信號，通過變頻器對水泵轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，以達(dá)到調(diào)整給水流量來穩(wěn)定汽包水位之目的。在生產(chǎn)過程中，如果自控系統(tǒng)斷電或控制無輸出信號及變頻器出故障，將使變頻器輸出頻率為0HZ，使給水泵停轉(zhuǎn)中斷給水，這對鍋爐安全是極不利的，因此應(yīng)采用取一定措施，以避免斷水事故的發(fā)生。監(jiān)測自控系統(tǒng)供電及控制器和操作器是否正常呢？最直觀的方法是監(jiān)測輸入至變頻器的4—20MA/DC電流信號的有無，