采用變頻調(diào)速技術(shù)控制鍋爐引風(fēng)機(jī)電機(jī)，極大地改善了工藝操作人員工作條件，改善了風(fēng)機(jī)設(shè)備的起動性能，實(shí)現(xiàn)了無級調(diào)速，可以節(jié)約35%左右的電能，從而達(dá)到了節(jié)能降耗、減少設(shè)備噪聲污染的目的。

1 概述

鍋爐作為能源轉(zhuǎn)換的重要設(shè)備，在電力、機(jī)械、冶金、化工、紡織、造紙、食品等行業(yè)，以及民用采暖中都占據(jù)著重要的角色。根據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷需求，鍋爐要隨時調(diào)整生產(chǎn)狀態(tài)，改變供熱量的多少。用戶在選配風(fēng)機(jī)時，都是根據(jù)工藝要求中出現(xiàn)的最大負(fù)荷來確定容量，所以存在著“大馬拉小車”的現(xiàn)象。鍋爐的引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)和二次風(fēng)機(jī)的風(fēng)量是通過調(diào)節(jié)風(fēng)門大小來實(shí)現(xiàn)的，而用來帶動風(fēng)機(jī)的電動機(jī)的轉(zhuǎn)速是不可調(diào)節(jié)的，因此造成大量的調(diào)節(jié)損失和電能的浪費(fèi)?；谶@種情況，本文提出采用變頻調(diào)速技術(shù)控制鍋爐引風(fēng)機(jī)電機(jī)，極大地改善了工藝操作人員工作條件，改善了風(fēng)機(jī)設(shè)備的起動性能，實(shí)現(xiàn)了無級調(diào)速，可以節(jié)約35%左右的電能，從而達(dá)到了節(jié)能降耗、減少設(shè)備噪聲污染的目的。

2 問題的提出

通常在工業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)品加工制造業(yè)中風(fēng)機(jī)設(shè)備主要用于鍋爐燃燒系統(tǒng)、烘干系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)等場合，根據(jù)生產(chǎn)需要對爐膛壓力、風(fēng)速、風(fēng)量、溫度等指標(biāo)進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)以適應(yīng)工藝要求和運(yùn)行工況。而最常用的控制手段則是調(diào)節(jié)風(fēng)門、擋板開度的大小來調(diào)整受控對象。這樣，不論生產(chǎn)的需求大小，風(fēng)機(jī)都要全速運(yùn)轉(zhuǎn)，而運(yùn)行工況的變化則使得能量以風(fēng)門、擋板的節(jié)流損失消耗掉了。在生產(chǎn)過程中，不僅控制精度受到限制，而且還造成大量的能源浪費(fèi)和設(shè)備損耗，從而導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加，設(shè)備使用壽命縮短，設(shè)備維護(hù)、維修費(fèi)用高居不下。風(fēng)機(jī)類設(shè)備多數(shù)采用異步電動機(jī)直接驅(qū)動的方式運(yùn)行，存在啟動電流大、機(jī)械沖擊、電氣保護(hù)特性差等缺點(diǎn)。不僅影響設(shè)備使用壽命，而且當(dāng)負(fù)載出現(xiàn)機(jī)械故障時不能瞬間動作保護(hù)設(shè)備，時常出現(xiàn)泵損壞同時電機(jī)也被燒毀的現(xiàn)象。近年來，出于節(jié)能的迫切需要和對產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高的要求，利用變頻器易操作、免維護(hù)、控制精度高，并可以實(shí)現(xiàn)高功能化等特點(diǎn)，因而采用變頻器驅(qū)動的方案開始逐步取代風(fēng)門、擋板、閥門的控制方案。

3 改造方案

通常工業(yè)鍋爐上的引風(fēng)機(jī)都是電機(jī)以定速運(yùn)轉(zhuǎn)，再通過改變引風(fēng)機(jī)入口的擋板開度來調(diào)節(jié)風(fēng)量。而風(fēng)機(jī)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)速就可節(jié)約大量的電能。要提高引風(fēng)機(jī)電動機(jī)的工作效率，節(jié)約電能，可以在引風(fēng)機(jī)電動機(jī)上裝上調(diào)速裝置，根據(jù)工作的情況調(diào)節(jié)調(diào)速器裝置的速度可以滿足工作狀況的要求。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的最佳調(diào)速裝置就是變頻器。為此，我們在我廠2#鍋爐引風(fēng)機(jī)上進(jìn)行了實(shí)踐。不必對原系統(tǒng)進(jìn)行大改動，僅增加一變頻器柜，我們選用的變頻器為富士FRN280P11-4CX，額定容量396 kVA，額定輸出電流520 A，配用電抗器型號為CR4-280B。

在鍋爐引風(fēng)機(jī)原電氣控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行電氣改造，拆除原進(jìn)線交流接觸器，增加中間繼電器，其它部分均不變。

因?yàn)樽冾l器在風(fēng)機(jī)改造方面得到廣泛的應(yīng)用，改造后，可根據(jù)工藝狀況需要而調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，以滿足工藝要求。當(dāng)工藝狀況需要時，讓電動機(jī)高速運(yùn)行以達(dá)到工藝要求；當(dāng)工藝狀況允許時，使電動機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)節(jié)約電能。引風(fēng)機(jī)變頻器運(yùn)行受鍋爐燃燒控制系統(tǒng)DCS 的控制。調(diào)節(jié)DCS 4耀20 mA電流輸入信號，控制變頻器的輸出頻率，以達(dá)到穩(wěn)定工況及提高鍋爐熱效率和節(jié)能之目的。2006 年4 月一次性投資30 萬元對鍋爐引風(fēng)機(jī)設(shè)備進(jìn)行變頻調(diào)速節(jié)能改造，鍋爐引風(fēng)機(jī)改造電氣原理圖如圖1 所示。