偉創變頻器在鍋爐綜合節能上的應用

一、前言

鍋爐節能降耗主要的控制指標在於煤耗及用電效率，傳統方法多用風門檔板、閥門和機械調速來控制鼓（引）風機、給水泵、循環泵的流量及爐排的運行速度，其設計上并未考慮節能目的，同時，工藝及生產任務的不同，蒸汽需求量變化時，需改變給煤（噴降）量，以達到高效率燃燒，傳統的控制方式采用人工操作、耗電高、控制精度低，且易因操作不當而產生環境污染（煙囪冒黑煙）。

二、鍋爐供水控制系統的改造

水泵的工作原理
由水泵的工作原理可知流量Q與轉速N成正比，揚程H與轉速N的平方成正比，軸功率P與轉速N三次方成正比，電機的轉速N與電源頻率F成正比，因此改變電源頻率，可改變電動機即給水泵的轉速，從而達到調節給水流量的目的。

原設備工況
現鍋爐給水泵是連續恒速運行的，且流量的控制是通過調節管路中調節閥和支路回流實現的，采用調節閥調節時，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，造成能量的浪費同時還易損害閥門和軸承的磨損；采用支路回流調節時，大量水的回流也同樣造成能量的消耗。

改造方案
給原系統加裝偉創AC32水泵、風機專用變頻器，并保留原系統工頻設備做備份，變頻器故障輸出繼電器常開觸點連延時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正常運行，同時控制室聲、光報警，提示操作人員及時排除問題；變頻器設下限頻率，保證鍋爐給水量在安全值以上運行；

變頻器工作狀態
操作人員在控制室可根據汽包水位的變化實時對變頻器進行頻率調整，滿足蒸發量和給水量的同時力求變頻器運行在最佳經濟狀態。

現場實測：給水泵相對原調節筏控制節電率達24%，并且水泵磨損大大減少，延長設備使用壽命。

三、鍋爐鼓（引）風控制系統的改造

原現場工況
鍋爐的鼓（引）風機的風量隨汽量變化而經常產生變化的，原現場采用閥門調節，鍋爐的控制室到閥門的距離較遠，操作不便還不易控制準確，風量調節過大，空氣含氧量超標，浪費了熱能；風量調節過小，煤渣殘留碳份超標燃燒不盡又增加了煤耗；高速運行的風機產生的噪音對環境也產生極大的污染；由于長時間高速運行，風機軸承和電機溫升都很高，設備的使用壽命降低。

變頻器工作狀況
安裝偉創AC32系列變頻器后，操作人員在控制室根據用汽量的變化，隨時調整鼓（引）風機的轉速，減少了噪音對環境的污染（電機均運行于額定轉速以下，風的噪音隨之下降），由于鼓引風機長期低于額定轉速的狀態之下運行電機及風機的軸承不易損壞，延長了使用壽命，電機的發熱量也減少了，維修量下降。停機時間減少，節約了大量的維修費用。

節能效果
一般設計中風機、水泵設備額定的風量、流量通常都超過實際需要的風量、流量，且運行中風量、流量都是實時變化的，而目前，采用檔板或閥門來調節風量和流量的調節方式較為普遍，雖然方法簡單，但實際上是通過人為增加阻力的辦法達到調節的目的，這種節流調節方法浪費大量電能，回收這部分電能損耗會收到很大的節能效果。

從流體力學原理知道，風機風量與轉速及電機功率的關系，用下述關系式表示：
式中，Q－風量（流量）Ｈ－風壓（揚程）P－軸功率n－轉速。當風量減少風機轉速下降時，其電動機輸入功率迅速降低，例如風量下降到80%，轉速（n）也下降到80%時其軸功率則下降到額定功率的51%；若風量下降到50%，軸功率將下降到額定功率的13%，其節電潛力非常大，因此對風量、流量調節范圍較大的風機水泵，采用變頻調速控制來代替風門或閥門調節，是實現節能的有效途徑。

變頻調速的特點是效率高，沒有因調速帶來的附加轉差損耗，調速的范圍大，精度高、無級調速。容易實現協調控制和閉環控制，由于可以利用原鼠籠式電動機，所以特別適合于對舊設備的技術改造，它既保持了原電動機結構簡單、可靠耐用、維護方便的優點，又能達到節電的顯著效果，是風機水泵節能的最理想的方法。

四、爐排電機的變頻改造

原現場工況
爐排電機因為比較小，許多廠家都忽略了對其的改造。爐排電機是控制煤在爐內的停留時間，其速度的快慢和煤的燃燒率息息相關。傳統的調速方式是機械換檔，精度低，煤燃燒后留碳份超標嚴重。

現場其爐排三級調速檔已銹死，只有高速檔可以運行，煤渣出來呈黑灰色且腳踩有硬感，明顯沒有燃燒完全。

變頻改造效果
采用變頻調速后情況大為改觀，由于可實時調整，煤塊燃燒充分，熱效提高，煤渣出爐后呈灰白色，同時煙囪冒黑煙的現象也基本沒有，煤耗降低10%左右。

綜上：使用偉創變頻調速器取代風門、檔板、閥門控制流量，并控制爐排后，其整體改造效果如下：

1、綜合節電約35%，約9個月回收投資。
2、提高燃燒效率，節省用煤10%左右。
3、降低排煙濃度，避免冒黑煙的環境污染。
4、提高設備自動化程度，控制更精確、更方便、更及時。
5、實現電機軟起動，減小沖擊電流
6、降低設備運行損耗，延長設備使用壽命。