普傳變頻器在鍋爐綜合節(jié)能上的應(yīng)用

一、前言
　　鍋爐節(jié)能降耗主要的控制指標(biāo)在於煤耗及用電效率，傳統(tǒng)方法多用風(fēng)門檔板、閥門和機(jī)械調(diào)速來控制鼓(引)風(fēng)機(jī)、給水泵、循環(huán)泵的流量及爐排的運(yùn)行速度，其設(shè)計(jì)上并未考慮節(jié)能目的，同時(shí)，工藝及生產(chǎn)任務(wù)的不同，蒸汽需求量變化時(shí)，需改變給煤(噴降)量，以達(dá)到率燃燒，傳統(tǒng)的控制方式采用人工操作、耗電高、控制精度低，且易因操作不當(dāng)而產(chǎn)生環(huán)境污染(煙囪冒黑煙)。

二、鍋爐供水控制系統(tǒng)的改造
　　水泵的工作原理
　　由水泵的工作原理可知流量Q與轉(zhuǎn)速N成正比，揚(yáng)程H與轉(zhuǎn)速N的平方成正比，軸功率P與轉(zhuǎn)速N三次方成正比，電機(jī)的轉(zhuǎn)速N與電源頻率F成正比，因此改變電源頻率，可改變電動(dòng)機(jī)即給水泵的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到調(diào)節(jié)給水流量的目的。

　　原設(shè)備工況

　　現(xiàn)鍋爐給水泵是連續(xù)恒速運(yùn)行的，且流量的控制是通過調(diào)節(jié)管路中調(diào)節(jié)閥和支路回流實(shí)現(xiàn)的，采用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)時(shí)，由于閥門的開度的減小，水泵出口的壓力上升，閥門兩邊的壓差將增大，造成能量的浪費(fèi)同時(shí)還易損害閥門和軸承的磨損；采用支路回流調(diào)節(jié)時(shí)，大量水的回流也同樣造成能量的消耗。

　　改造方案

　　給原系統(tǒng)加裝普傳PI7000水泵、風(fēng)機(jī)變頻器，并保留原系統(tǒng)工頻設(shè)備做備份，變頻器故障輸出繼電器常開觸點(diǎn)連延時(shí)繼電器再連原工頻主回路接觸器，確保變頻器故障情況下鍋爐給水系統(tǒng)正常運(yùn)行，同時(shí)控制室聲、光報(bào)警，提示操作人員及時(shí)排除問題；變頻器設(shè)下限頻率，保證鍋爐給水量在安全值以上運(yùn)行；

　　變頻器工作狀態(tài)

　　操作人員在控制室可根據(jù)汽包水位的變化實(shí)時(shí)對(duì)變頻器進(jìn)行頻率調(diào)整，滿足蒸發(fā)量和給水量的同時(shí)力求變頻器運(yùn)行在佳經(jīng)濟(jì)狀態(tài)。

　　現(xiàn)場實(shí)測：給水泵相對(duì)原調(diào)節(jié)筏控制節(jié)電率達(dá)24%，并且水泵磨損大大減少，延長設(shè)備使用壽命。

三、鍋爐鼓(引)風(fēng)控制系統(tǒng)的改造

　　原現(xiàn)場工況
　　鍋爐的鼓(引)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量隨汽量變化而經(jīng)常產(chǎn)生變化的，原現(xiàn)場采用閥門調(diào)節(jié)，鍋爐的控制室到閥門的距離較遠(yuǎn)，操作不便還不易控制準(zhǔn)確，風(fēng)量調(diào)節(jié)過大，空氣含氧量超標(biāo)，浪費(fèi)了熱能；風(fēng)量調(diào)節(jié)過小，煤渣殘留碳份超標(biāo)燃燒不盡又增加了煤耗；高速運(yùn)行的風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的噪音對(duì)環(huán)境也產(chǎn)生大的污染；由于長時(shí)間高速運(yùn)行，風(fēng)機(jī)軸承和電機(jī)溫升都很高，設(shè)備的使用壽命降低。

　　變頻器工作狀況
　　安裝普傳PI7000系列變頻器后，操作人員在控制室根據(jù)用汽量的變化，隨時(shí)調(diào)整鼓(引)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，減少了噪音對(duì)環(huán)境的污染(電機(jī)均運(yùn)行于額定轉(zhuǎn)速以下，風(fēng)的噪音隨之下降)，由于鼓引風(fēng)機(jī)長期低于額定轉(zhuǎn)速的狀態(tài)之下運(yùn)行電機(jī)及風(fēng)機(jī)的軸承不易損壞，延長了使用壽命，電機(jī)的發(fā)熱量也減少了，維修量下降。停機(jī)時(shí)間減少，節(jié)約了大量的維修費(fèi)用。

　　節(jié)能效果
　　一般設(shè)計(jì)中風(fēng)機(jī)、水泵設(shè)備額定的風(fēng)量、流量通常都超過實(shí)際需要的風(fēng)量、流量，且運(yùn)行中風(fēng)量、流量都是實(shí)時(shí)變化的，而目前，采用檔板或閥門來調(diào)節(jié)風(fēng)量和流量的調(diào)節(jié)方式較為普遍，雖然方法簡單，但實(shí)際上是通過人為增加阻力的辦法達(dá)到調(diào)節(jié)的目的，這種節(jié)流調(diào)節(jié)方法浪費(fèi)大量電能，回收這部分電能損耗會(huì)收到很大的節(jié)能效果。

　　從流體力學(xué)原理知道，風(fēng)機(jī)風(fēng)量與轉(zhuǎn)速及電機(jī)功率的關(guān)系，用下述關(guān)系式表示：

　　式中，Q－風(fēng)量(流量)Ｈ－風(fēng)壓(揚(yáng)程)P－軸功率n－轉(zhuǎn)速

　　當(dāng)風(fēng)量減少風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降時(shí)，其電動(dòng)機(jī)輸入功率迅速降低，例如風(fēng)量下降到80%，轉(zhuǎn)速(n)也下降到80%時(shí)其軸功率則下降到額定功率的51%；若風(fēng)量下降到50%，軸功率將下降到額定功率的13%，其節(jié)電潛力非常大，因此對(duì)風(fēng)量、流量調(diào)節(jié)范圍較大的風(fēng)機(jī)水泵，采用變頻調(diào)速控制來代替風(fēng)門或閥門調(diào)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)節(jié)能的有效途徑。
　　變頻調(diào)速的特點(diǎn)是效率高，沒有因調(diào)速帶來的附加轉(zhuǎn)差損耗，調(diào)速的范圍大，精度高、無級(jí)調(diào)速。容易實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)控制和閉環(huán)控制，由于可以利用原鼠籠式電動(dòng)機(jī)，所以特別適合于對(duì)舊設(shè)備的技術(shù)改造，它既保持了原電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、耐用、維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)，又能達(dá)到節(jié)電的顯著效果，是風(fēng)機(jī)水泵節(jié)能的理想的方法。

四、爐排電機(jī)的變頻改造

　　原現(xiàn)場工況

　　爐排電機(jī)因?yàn)楸容^小，許多廠家都忽略了對(duì)其的改造。爐排電機(jī)是控制煤在爐內(nèi)的停留時(shí)間，其速度的快慢和煤的燃燒率息息相關(guān)。傳統(tǒng)的調(diào)速方式是機(jī)械換檔，精度低，煤燃燒后留碳份超標(biāo)嚴(yán)重。

　　現(xiàn)場其爐排三級(jí)調(diào)速檔已銹死，只有高速檔可以運(yùn)行，煤渣出來呈黑灰色且腳踩有硬感，明顯沒有燃燒。

　　變頻改造效果

　　采用變頻調(diào)速后情況大為改觀，由于可實(shí)時(shí)調(diào)整，煤塊燃燒充分，熱效提高，煤渣出爐后呈灰白色，同時(shí)煙囪冒黑煙的現(xiàn)象也基本沒有，煤耗降低10%左右。

　　綜上：使用普傳變頻調(diào)速器取代風(fēng)門、檔板、閥門控制流量，并控制爐排后，其整體改造效果如下：
　　1、綜合節(jié)電約35%，約9個(gè)月回收投資。
　　2、提高燃燒效率，節(jié)省用煤10%左右。
3、降低排煙濃度，避免冒黑煙的環(huán)境污染。
4、提高設(shè)備自動(dòng)化程度，控制更、更方便、更及時(shí)。
5、實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟起動(dòng)，減小沖擊電流
6、降低設(shè)備運(yùn)行損耗，延長設(shè)備使用壽命。