变频技术在锅炉控制中的应用.docx

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1、变频技术在锅炉控制中的应用yangliu导语：给出了变频调速技术的节能原理，介绍了变频调速技术在锅炉控制系统中的成功应用，并对节能效果做了分析评价摘要：给出了变频调速技术的节能原理，介绍了变频调速技术在锅炉控制系统中的成功应用，并对节能效果做了分析评价。关键词：变频技术；锅炉控制；节能align=centerTheapplicationoffrequencyconversiontechnologyonboilercontrolWangCui-zhu,GaoHong-weiFacultyofInformationScience&Engineering,ShenyangLigongUniversi

2、ty,Shenyang110168,Liaoning/alignAbstract：Givetheenergysavingtheoryoffrequencyconversiontechnology,introducethesuccessfulapplicationontheboilercontrol,analysetheeffectofenergysaving.Keywords：frequencyconversiontechnology;boilercontrol;energysaving锅炉作为能源转换的重要设备，在电力、机械、冶金、化工、纺织、造纸、食品等行业，以及民用采暖中都占据着重要的角

3、色，根据消费负荷需求，锅炉要随时调整消费状态，改变供热量的多少。用户在选配风机和水泵时，都是根据工艺要求中出现的最大负荷来确定容量，所以存在“大马拉小车现象，而且锅炉的引风机和鼓风机的风量是通过调节风门大小来实现的，而用来带动风机和泵的电动机的转速是不可调节的，因此造成大量的调节损失和电量的浪费。基于这种情况，本文提出一种锅炉控制系统，采用变频调速技术控制锅炉消费设备，极大地改善了操纵员消费条件，改善了风机设备的起动性能，实现了无级调速，而且节约了35%左右的电能，进而到达节能降耗、减少设备噪声污染的目的。1风机类负荷变频调速节能原理风机是将电动机的轴功率转变为流体的设备。过去很少采用转速控制

4、的方法，多是由鼠笼式异步电机拖动进展恒速运转，当需要改变流量时，调节节流阀和挡板，这种方法固然控制简单，但节能较差，不经济，动态跟踪性能也很差。变频调速节能是相对于阀门调节而言，采用变频调速器后，将阀门全开，通过改变电机电源频率的方法来改变电机转速。由流体力学可知，流量Q与转速n的一次方成正比，风压H与转速n的平方成正比，功率P与转速n的立方成正比，即：Q=Qsube/subn/nsube/sub,H=Hsube/subn/nsube/subsup2/sup,P=Psube/subn/nesup3/sup式中，Qsube/sub为风机的额定流量，Hsube/sub为风机的额定压力，Psube/

5、sub为风机的额定功率，nsube/sub为风机的额定转速。由上面的公式可知，调节风机流量时，可通过转速进展调节，此时风机轴输出功率与转速的立方成正比。根据风机系统特性曲线如图1加以分析。假定风机最正确效率工作点是A点，当需减少风机的供风量时，采用传统的风门调节方式，增加系统阻力来知足要求，使风机工作点由A点转移到B点。这种方法不但不能节能，反而会加快风机的效率损耗，同时低效运行会引起较高的空气和构造振动，产生噪声及有损设备。采用变频调速技术后，通过变频调速，降低异步电机的转速，使系统重新到达平衡，工作点由A点转移到C点。从C点可看出，电机转速固然降低了，但对风机效率影响不大。根据上述原理，当

6、风机流量在较大范围内发生变化时，采用变频调速对风机转速加以控制，将会获得非常显著的节能效果。风机流量、转速、轴功率及电源频率关系如表1所示。2系统方案实现锅炉控制系统构成如图2所示。测控组件完成锅炉消费参数的检测及控制，根据设定锅炉出水温度来改变炉排变频频率，同时改变鼓风变频频率，通过改变引风变频频率来保证炉膛内微负压状态。align=center图2系统组成/align此锅炉控制系统在抚顺某供热工程工程中得到了成功应用，整个供热系统由一台40t/h和两台20t/h热水锅炉组成，系统采用罗克韦尔PowerFlex系列产品，共用15台总装机容量为1166KW的变频器，分别控制3台锅炉引风、鼓风、

7、炉排、循环泵、补水泵和除渣电机，PLC与各台变频设备的组合应用如图3。其中，引风、鼓风、炉排变频有两种操纵方式本地控制和中央控制。正常情况下，操纵员在主控室操纵，根据锅炉运行参数调节变频频率，实现远程控制，在上位机可观测到各台变频器的工作状态和运行参数。出现紧急情况时，为更好地理解现场情况，操纵员可以在变频间操纵。当采用自动控制时，PID回路能根据设定值自动进展调节控制，使系统的出水温度、出水压力及炉膛压力等保持在预定值。3节能效果评估以抚顺某供热工程为例，从系统报表可以得出系统平均轴功率输出在50%以下，保守计算，我们按35%的节电比率来计算，那么，系统在一个采暖期内按五个月计算节电量为：1

8、166kW35%24305=1,469,160kWh按电价0.50元来计算，一个采暖期节约电费为：14691600.50=734,580元。align=center图3PLC与变频器的组合应用/align风机通过应用变频调速技术后，改变了原有的操纵方式，实现了远程控制，可以有效地调节锅炉消费经过，使系统运行稳定，保持风机高效运转，电机实现了软启动，无冲击电流，设备故障率大大降低，维修费用大为减少。系统应用变频调速技术，在大大节约电能的根底上，使长期轻载运行的风机、泵工作在低转速、低电压的状态下，这样就使电机发热少、温升低，延长了使用寿命。变频调速技术也进步了功率因数，使电网损耗减少，效率进步，

9、同时降低了风机噪音，改善了消费环境。另外变频器自己检测、故障诊断、保护功能齐全，可有效地防止事故扩大化。本文所提出的锅炉控制系统，利用变频技术实现了锅炉消费设备及系统的自动控制，由于其节能、降耗、技术先进、控制方便，是产品更新换代、企业设备改造的重要途径。1车运慧.变频调速技术在聚氯乙烯枯燥系统上的应用.装置与设备.200262许艳.鼓风机变频节能系统改造.佛山陶瓷.20059王翠竹1984年1月，男，内蒙古赤峰人，硕士研究生，研究方向为锅炉燃烧优化控制。作者联络方式地址：辽宁省沈阳市浑南新区南屏中路6号沈阳理工大学研063班王翠竹收邮政编码：110168电话：15998856235E-mail：mingzhu0108yahoo0