变频调速技术在锅炉风机上的应用

变频调速技术在锅炉风机上的应用

李瑞华 闪恒杰 周伟 王小猛 王红磊 郭晓宇

华能沁北发电有限责任公司 河南济源 459012

摘要：在对工业燃煤锅炉的风机进行调节时，可以根据相应的调节特性，使用变频调速技术，这样能够保证调节工作的顺利进行，并且能够对电能进行节省。在此背景下，文章针对锅炉风机的运行状况进行了分析，并且提出了相应的问题，与此同时，对变频调速节能原理进行了相应的探讨。

关键词：工业生产；电机风机；正常运行；变频调速技术；分析

引言

在锅炉燃烧以及通风等系统中往往会应用到风机设备，该设备在工业生产过程中能够起到非常重要的作用和效果，在此背景下，能够对风速以及温度等指标进行相应的调控，确保整个生产符合工艺和运行方面的要求。

1选择变频器调速的原因

在具体生产过程中，要重视对鼓风机和引风机的转速进行相应的调整，在此过程中变频器能够起到重要的作用，能够确定转速的精确，在此基础上操作人员的工作强度能够得到降低。风机在对风量进行调节时，会使用到挡板，这会影响到压降和功率，要想更好的实现节能，可以应用变频调速。鼓风机和引风机在具体运行过程中需要使用变频器实现变速运行，这主要是因为其运行的环境是比较恶劣的，在对变频器进行安装时，可以考虑到安装在室内，这样能够很好的对输入端和输出端进行连接，便于调速工作的开展，在对速度进行调节时，可以实现自动控制，在此过程中需要把炉膛压力以及给水流量等指标参数输入到外部接口，在此过程中，也可以连接编程控制器，这样就能够实现自动调速，操作人员在操作过程中也很方便。国产调速设备在具体应用过程中具有比较简单的结构，但是在运行过程中很有可能会出现故障，如果使用变频器调速，那么能够对故障情况的发生率减小。目前在对风量进行调节时，主要依靠的是风门调节，需要人工进行操作，在此过程中电机的功率不会降低，风机的转速也不会降低，会一直按照不变的速度运行，如果应用变频器进行调速，那么电机的转速能够根据具体的实际情况进行相应的调节，噪音情况也能够得到很好的降低。
2锅炉风机调速节能原理

某炼油厂有两台完整的燃烧设备，属于 WGZ65/39－6型锅炉，在回收催化裂化装置中，会产生相应的一氧化碳烟气能量，而燃烧设备的设置能够很好的对这些燃烧燃料器等进行适应。在对一氧化碳烟气进行燃烧时，可以进行单勺也可以设计混合燃烧，在此过程中需要科学合理的设置蒸汽压力。生产工作在进行过程中，随着季节的不断变化，燃料的构成和热负荷也会出现相应的改变，此时，锅炉在燃烧过程中也会需要不同的空气量。锅炉在燃烧过程中，风机的最大风量要进行科学合理的设计。起初在设计过程中，额定风量确定为78200m3/h，如果是纯烧燃料油，那么需要64000m3/h的风量，如果在燃烧过程中采用主燃料气加燃料油为辅的方式，那么所需要的风量为31000m3/h，由此可以看出，如果燃料不同，那么所需要的风量也不同，变化分量有着一倍的差距。锅炉在燃烧过程中，如果需要根据季节的变化对风机进行调整，那么风机在全年的状态下进行运行，几乎都是处于较低负荷状态下运行的。机组的转速在一定程度上影响着风机的能耗，在对锅炉风机进行选择时，一般情况下会考虑最大风量，通常情况下设计的最大风量比实际使用的风量大。在对电机转速进行调节时，可以通过阀门的开度调节来对风量进行控制，但是此时会造成比较大的能量损耗，由此可以看出，通过阀门对转速进行调节，如果风量减少，那么电机的转速以及消耗的能量都会有一定程度的降低。

3改造方案的确定

在进行变频调速时，往往具有比较宽的调速范围，在此过程中还具有比较高的效率，炼油厂在具体运行过程中主要依靠的动力是锅炉，要想确保锅炉的运行具有安全可靠性，可以使用变频调速装置，该装置能够起到很好的保护作用。在具体改造时，选择的变频器是FRENIC110P7－4型。在此过程中科学合理的分析了过无的运行状态，并且制定了可行的技术方案。

3.1该厂在具体运行过程中，锅炉是基本的一种动力保障。在此过程中，如果使用变频调速装置，那么能够很好的起到保护作用，但是如果出现问题，需要保证锅炉有安全的供气。由此要设置相应的快速顺序切换功能，这样能够很好的实现工频到变频的双向切换。在此基础上研发出了有函数发生器以及可编程控制器共同组成的自动保护装置，各种装置在具体应用过程中，能够在变频器发生故障时起到相应的作用，能够实现分机的自动切换，与此同时能够很好的对信号进行转换，确保风机的风量得到科学合理的调整，保证电机的运行合理。变频调速过程中，如果应用自动保护措施，那么能够避免风机入口挡板处于全开的情况。锅炉在运行过程中，该装置的自动切换能够防止锅炉的进风量过大，确保相关技术起到相应的作用，保证锅炉在运行过程中具有安全性。

3.2锅炉风机在具体运行过程中，电机的容量是非常大的，因此可能会发生扭曲共振，该种情况一旦发生风机和拖动电机都会受到影响。在此过程中需要建立相应的力学模型，开展计算工作，对该系统的扭振固有频率进行计算，最终得到的第一阶扭振固有频率以及第2阶扭振固有频率分别为1222．4Hz、3867．4Hz，在调速过程中，把范围控制在0～50Hz，就能够避免扭曲共振情况的发生。

3.3原控制风机入口挡板在具体应用过程中存在相应的弊端，具有控制不良以及反映滞后等问题。在此过程中对其中的气动长程执行机构进行了拆除和更换，取而代之的是快速电动执行机构，该机构在具体应用过程中，具有比较灵敏的反应，调整速度也比较快。

3.4在对三台风机进行控制时，要设置两台变频调速装置，这样能够实现节能的目的，并且能够达到单炉或者是双炉联运。在此过程中，风机的运行始终是变频调速。

4控制系统设计

锅炉在具体应用过程中要想保证安全经济，就要考虑到炉膛内的氧量以及负压等参数。在对风机电动机的转速进行调节时，可以应用变频调速技术，此时原有的风门挡板要开到最大，这样才能够保证风量得到有效的调节，然后确保炉膛内的可燃物充分的燃烧。在对氧量进行控制时，采用的是闭环模式，此时反馈信号的设定主要是通过仪表调节器，颅内能够进行相应的检测，从而确保炉膛氧量的正常供给。在此基础上开展相应的运算，最终确定给定信号的变频器频率为4～20mA，这样能够很好的对风量进行自动控制。
5改造后的设备状况及运行状态
通过对设备进行科学合理的改造，相应的运行状态得到了明显的改善和提升。操作人员在具体操作过程中能够节省工作量，并且观察和比较工作比较简便，风机在运行过程中不具有较高的故障率，仪表也不会出现较高的检修率。

6评价

变频调速电机在经过变频调速之后，能够保证平稳的运行，设备也不会出现磨损或者是频繁维修等情况。保证了系统运行的安全可靠。改造之后的变频器在运行过程中，所产生的效益得到了提高。

结束语
由以上可知，通过对锅炉设备进行相应的改造，提升了整个设备的运行状况，能够很好的促进现代电器行业的发展，从而促进我国社会经济的进步。

参考文献：

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