浅谈变频技术在热力生产中的应用

在热力生产中，对供水量、供水压力、炉膛所需风量、风压等的调节。由频率转换控制。与传统方法相比，具有明显的节能效果。

一、导言

在抚顺工业开发区的，供热机组安装了两台20t/h蒸汽锅炉。每台锅炉有一台90kW的引风机、一台55kW的送风机和一台45kW的锅炉水泵电机。用户以生产企业为主，常年运行，但负荷不稳定，锅炉启停频繁，多数情况下处于低负荷运行状态。因此，生产成本高，经济效益不好，特别是在低负荷状态下，电能浪费严重。为此，拟对锅炉引风系统和给水系统进行技术改造。通过采用变频调速，取得了良好的节能效果。

二、空气供应系统

在锅炉燃烧调节过程中，要求在不同的负荷工况下保持蒸汽压力恒定。为了保证锅炉蒸汽产量与供热之间的相对平衡，有必要调入炉煤量、空气量和风压，使炉膛热量达到一定值。空气量和炉内空气压力决定了煤层的燃烧率和效率，并影响锅炉蒸汽产量和恒定的主蒸汽压力。

传统的风量和风压调节是通过电动执行器调节节气门开度来实现的，其缺点如下:

1)负荷大时，必须开大风门，增加炉内风压和风量，加快煤层燃烧速度，以增加单位时间的蒸汽产量，满足供汽要求；当负载较小时，风门必须关小。在两种情况下，引风机都保持额定转速运行。当负荷较小时，引风机产生的巨大风量被风门挡住，只有一小部分进入风道，增加了压差损失，浪费了电能，增加了生产成本，降低了经济效益和社会效益。

2)引风机功率大，在工频供电的情况下，需要庞大的降压启动装置。为此主回路需要配备大功率接触器、电抗器等降压启动装置，这样会增加主回路中的电气设备数量。在频繁启动和制动的情况下，设备故障率会增加，维修量会增加，甚至会迫使锅炉停机处理故障，无法正常供汽，影响用户的正常生产，不仅造成巨大的经济损失，还会影响供热单位的声誉。

3)在频繁启动和制动的情况下，产生的启动浪涌电流会对电网和风机系统产生一定的影响，直接影响电网的供电质量和风机系统的安全运行。

4)通过电动执行器、伺服放大器、操作器等复杂的操作机构来调节风门。但同时由于辅助设备多，同时也增加了设备故障率。

但风量调节采用变频调速。由于变频启动是软启动，减少了启动过程对电网和风机系统的冲击，降低了启动过程中的功耗。因此具有效率高、调速范围宽、特性硬、调节精度高、制动方便灵活、能耗低、故障率低、操作简单等优点。另外，风压和风量的调节是通过操作面板的变频器电位器控制引风机电机转速直接实现的。取消了风门及其复杂的操作机构，使风道畅通无阻，减少了压差和风量的损失。同时，原来庞大的降压设备被取消了，也减少了

引风机调速装置通过变频技术改造后，具有以下特点:

1)自动能量优化，实现了电机定额的充分应用，方便了泵和风机的速度控制，可以更好的调节过程；

2)软启动功能避免了启动过程对电网和风机系统的冲击；

3)内置进线电抗器，允许电机进线电缆长度为150m；

4)完备的保护，如电机过载保护、过热保护、接地错误保护、短路保护等。

5)安装调试简单，操作简单，能耗低，运行维护费用低。

三、供水系统

在原锅炉给水系统中，一台45kW电机驱动水泵长期运行，水量和给水压力的调节是通过用执行机构调节给水阀门的开度来实现的。它的缺点是给水泵总是在额定转速下运行，浪费电能。另外，供水附属设备复杂，执行机构动作频繁，稳定性差。变频调速改造后，去掉了所有调节供水阀门的装置，阀门开度最大化，由水位自动控制表或压力控制器直接输出4 ~ 20mA电流信号，实现PID闭环控制，调节频率，改变供水电机转速，改变供水压力和流量，满足不同负荷下水量和水压的需要。

利用变频调速技术，以及锅炉上原有的压力传感器和压力控制器，液位自动控制仪形成了压力和液位双闭环控制系统。

四、技术改造效果

通过水泵变频器改造的送风系统和供水系统自实现以来，便取得了明显的节能节水效果。据测算，改造后节电约35%，节水约20%。此外，改造后设备故障率大大降低，热态停机时间减少，维护人员工作量减少，维护成本降低。总之，技术改造后，生产成本明显降低，经济效益和社会效益提高。据初步估算，设备投资将在一年半内收回。

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编辑：黄飞