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變頻調(diào)速器在鍋爐上的應(yīng)用
返回列表鍋爐在我國使用非常普遍，一般以燃煤或燃?xì)鉃橹?。系統(tǒng)中耗電部分由：給水泵、鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)三部分電機(jī)組成。在加熱過程中需要根據(jù)鍋爐中水壓和爐膛風(fēng)壓，來不停調(diào)整補(bǔ)水量和爐膛風(fēng)量。原來主要靠人根據(jù)壓力表或經(jīng)驗(yàn)來調(diào)節(jié)閥門，以達(dá)到相應(yīng)要求。因此必然存在以下問題：
1、電能浪費(fèi)嚴(yán)重――水泵或風(fēng)機(jī)打出的大量水或風(fēng)浪費(fèi)在閥門或擋板上；
2、全部調(diào)節(jié)均靠人為調(diào)節(jié)閥門實(shí)現(xiàn)，受操作工經(jīng)驗(yàn)影響誤差大，導(dǎo)致爐膛燃料燃燒不充分；
3、電機(jī)一直全速運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)械磨損加劇，而且在現(xiàn)場不需要那么大流量時(shí)，系統(tǒng)能量浪費(fèi)在閥門和擋板上，導(dǎo)致管道內(nèi)壓力增大，密封件壽命亦相應(yīng)降低。
有鑒于此，特對(duì)鍋爐系統(tǒng)提出變頻改造方案，具體如下：
一、鍋爐變頻調(diào)速供水控制系統(tǒng)
傳統(tǒng)的鍋爐水位控制系統(tǒng)中，給水泵是連續(xù)恒速運(yùn)行的，并且流量的控制是通過調(diào)節(jié)水管道中調(diào)節(jié)閥和回流支路實(shí)現(xiàn)的。這兩種方法都存在明顯的缺陷：采用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)時(shí)，由于閥門的開度的減小，水泵出口的壓力會(huì)上升閥門兩邊的壓差將增大，當(dāng)增大到很大時(shí)不但會(huì)造成水泵能量的浪費(fèi)，而且使該水泵的振動(dòng)和磨損加大，進(jìn)而壽命縮短；采用回流支路調(diào)整時(shí)，大量的水回流也同樣造成能量的消耗。
1.系統(tǒng)組成及原理
本系統(tǒng)主要由一單片機(jī)和一臺(tái)變頻器組成，這里汽包水位是被控變量，給水量與蒸發(fā)量是兩個(gè)輔助的沖量，這三個(gè)變量是由電動(dòng)差壓變送器進(jìn)行檢測，然后經(jīng)過單電機(jī)的計(jì)算輸出4～20mA的電流信號(hào)控制變頻器以實(shí)現(xiàn)給水泵轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，首先應(yīng)確定變頻器的輸出頻率，因?yàn)檫@一參數(shù)的選擇關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的控制效果，應(yīng)根據(jù)水泵流量，揚(yáng)程等參數(shù)和******用水量和最小用水量確定。
2.變頻器的工作狀態(tài)
變頻器通過與外部電路相連的輸入輸出端子設(shè)置。手動(dòng)和自動(dòng)兩種工作狀態(tài)，手動(dòng)工作狀態(tài)通過調(diào)節(jié)電位器來給定變頻器輸出頻率，這種工作狀態(tài)是在單電機(jī)因某種情況停用時(shí)進(jìn)行操作的，自動(dòng)工作狀態(tài)時(shí)由單片機(jī)的輸出信號(hào)進(jìn)行控制。在實(shí)際應(yīng)用中，該系統(tǒng)較傳統(tǒng)調(diào)節(jié)閥控制方式最實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)是：節(jié)電率高達(dá) 30%以上；水泵磨損嚴(yán)重的問題得到解決，維修率明顯降低，延長設(shè)備的使用壽命。
二、鍋爐變頻調(diào)速的鼓(引)風(fēng)控制系統(tǒng)
另外，鍋爐的鼓（引）風(fēng)機(jī)的風(fēng)量也是經(jīng)常變動(dòng)的，由于氣量是經(jīng)常變化的，所以風(fēng)量就需要經(jīng)常調(diào)節(jié)。原來用閥門調(diào)節(jié)，鍋爐的控制室到閥門的距離較遠(yuǎn)，操作十分不便，也不可能調(diào)節(jié)得當(dāng)。風(fēng)量調(diào)節(jié)過大，空氣含氧量超標(biāo)，浪費(fèi)了熱能；風(fēng)量調(diào)節(jié)過小，煤渣殘留碳份超標(biāo)又浪費(fèi)了煤。因此為了提高控制水平，保證空氣含氧量和煤渣殘留的碳份達(dá)標(biāo)，必須對(duì)風(fēng)量進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)的方式必須方便、靈敏、可靠。
為了提高鍋爐風(fēng)量的控制水平，又能達(dá)到節(jié)能的效果，采用變頻調(diào)速方式對(duì)風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，是******的方案。由于應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)可根據(jù)用汽量的變化，隨時(shí)調(diào)整鼓引風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，減少了噪音對(duì)環(huán)境的污染（電機(jī)均運(yùn)行于額定轉(zhuǎn)速以下，風(fēng)噪隨之下降）。由于鼓引風(fēng)機(jī)長期低于額定轉(zhuǎn)速的狀態(tài)之下運(yùn)行，電機(jī)及風(fēng)機(jī)的軸承不易損壞，延長了使用壽命，電機(jī)的發(fā)熱量也減少了，維修量下降。停機(jī)時(shí)間減少，節(jié)約了大量的維修費(fèi)用。
鍋爐的鼓（引）風(fēng)機(jī)的節(jié)能改造一般均能達(dá)到 30％以上，節(jié)能效果十分明顯。
三、系統(tǒng)改造基本原理
該系統(tǒng)以 PID調(diào)節(jié)為主軸，通過智能控制器對(duì)多臺(tái)水泵（電機(jī)）進(jìn)行智能分配以達(dá)到理想的控制狀態(tài)。首先，設(shè)置一個(gè)給定壓力值之后通過反饋壓力的變化值 PID將對(duì)差壓的積分，與微分運(yùn)算后給變頻器輸出一個(gè) 4 —20mA（或 0－10V）的信號(hào)，以調(diào)整變頻器改變輸出速度，使壓力反饋值趨近于壓力給定值。當(dāng)變頻水泵不能滿足壓力設(shè)定值時(shí)，將逐一投入工頻水泵，以達(dá)到設(shè)定要求。相反，則為了使壓力反饋值降至給定值水平時(shí)，會(huì)向下調(diào)整變頻水泵的速度，直到平衡為止，如不能平衡壓力差，將逐一減除水泵的工作狀態(tài)，直到平衡為止。
四、改造后的優(yōu)點(diǎn)
1、按需生產(chǎn),全面節(jié)能
變頻器進(jìn)行工作時(shí)，根據(jù)壓力要求來調(diào)整流量，省去水閘的調(diào)整，大幅節(jié)能。
2、壓力響應(yīng)快，換泵安全
系統(tǒng)采用 PID調(diào)節(jié)原理，可以快速響應(yīng)壓力變化，在壓力變化和輪換時(shí)對(duì)泵可以設(shè)置出接觸器緩沖時(shí)間、變頻升降速時(shí)間、壓力變化判斷時(shí)間等多種社定，可確保反應(yīng)安全無誤。
3、降低噪音，延長設(shè)備壽命。
使用后，電機(jī)和風(fēng)機(jī)的噪音明顯下降，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無極變速控制，延長設(shè)備使用壽命。
4、軟啟、軟停減少對(duì)電網(wǎng)沖擊
變頻器在啟動(dòng)和停止水泵時(shí)，可對(duì)啟、停時(shí)間設(shè)為 0-6000S任一時(shí)間，可保證水泵從零速平滑加速無沖擊，這樣可避對(duì)電網(wǎng)的沖擊，減輕了對(duì)變壓器容量的要求。
5、定時(shí)輪換，使電機(jī)壽命均衡。
可以對(duì)電機(jī)的工作效率和使用頻率進(jìn)行設(shè)定，可以智能分配各泵的使用時(shí)間，確保電機(jī)壽命均等，不會(huì)生銹壞死。
6、無需降壓啟動(dòng)柜，減少維修費(fèi)用。
使用變頻器后，可完全放棄降壓啟動(dòng)柜的投資，從而節(jié)省大量度的啟動(dòng)柜維護(hù)費(fèi)用。
7、保護(hù)功能豐富，及時(shí)報(bào)警
變頻器有著豐富的保護(hù)功能，對(duì)電機(jī)和自身進(jìn)行周到保護(hù)，其中有過壓、欠壓、過流、過載、缺相等保護(hù)，同時(shí)還可對(duì)壓力的超、欠壓進(jìn)行報(bào)警，可檢測水位上、下限。