变频器在鼓引风机中的应用

【摘要】随着电子技术的发展，国内变频器已经应用很广泛，涉及到一些电力拖动场合，包括各类纺织、印染、化工等行业中，使无极调速交流电动机得以实现，而且满足了各类工艺调速要求，节能效果非常好。基于此，本文主要结合实例针对变频器在鼓引风机中的应用情况进行了分析。

【关键词】变频器；鼓引风机；应用情况

燃煤蒸汽锅炉在应用过程中，其中的鼓引风机是主要动力设备，设备主要是为了能够充分燃烧锅炉炉膛内的保障燃料，同时要使炉膛内的负压微小。根据相关数据的统计，风机水泵这种类型的电机，每年耗电量占国家总电量比重很大，是国家总电量的30%，如果按工业用电的比例能占到50%左右。

节约能源和降低企业能耗与我国经济高效发展有着密切的关联，对经济效益的提高至关重要。在电子技术发展的今天，很多电力系统都广泛的应用变频技术，它能够拖动调速设备，能够实现电机的软启动和运行速度的调整，增强了设备的使用性能，同时也能够让设备的使用寿命延长，实现了经济效益的提高，且能够节能环保。

1.厂区概况

青海盐湖海虹化工股份有限公司厂区设35t/h燃气蒸汽锅炉2台，设计压力1.25MPa。提供0.85MPa，165℃中压蒸汽，供水合肼制备用；0.55MPa，150℃低压蒸汽，供烧碱、联二脲（有酸、无酸）、次氯酸钠、ADC（1#和2#无酸，有酸）、办公生产采暖用汽。以往引风机是用自耦降压启动方式来运行设备，调节风门挡风板来控制风量的大小。这会造成耗电量大，不能实时的去调节运行，整个设备运行过程的弊端也很明显。因此针对这一情况特进行改造，主要采用变频器进行调速，与此同时跟后台相连，实现无人工操作，以此来实现节约能源和人力的目的。

2.变频器的作用及工作原理

（1）变频设备的作用：引风机和鼓风机在锅炉设备里有自身运行特点，轴功率和转速三次方是成正比关系，因此，应用变频技术进行对电动机调速时，风机的转速如果是稍微降低，轴功率的降低幅度就特别大，这就能够降低风机的转速，可以使设备的磨损降低，例如叶轮、轴承等设备部件，可以大大延长设备的使用周期，使检修的周期也能够延长，降低运行过程中的维修费用。此外，锅炉系统在运行过程中，负荷条件不同的环境下，要稳定其蒸气压力，就要通过空气和燃料的量调节来实现，让锅炉炉膛内能够达到一定值温度，使锅炉内的用气量和蒸气产量的平衡得到保证。应用变频技术能够改变风机电动机转速，进而能够使风量的大小得到控制，使锅炉炉膛内的氧量充足，使燃料能够保证燃烧，同时让负压值保持一定，发挥锅炉的最大效率。

（2）变频运行过程中的控制原理：它的工作系统是由热电偶、压力变送器共同组成，是用来监测锅炉炉膛内的温度和负压，而鼓风机和引风机的转速用变频来控制，调节鼓引风量大小是根据锅炉燃烧的需要来完成的。这个系统控制原理是设定好控制值，然后通过控制信号来驱动变频器，变频器用三相交流电的调频率控制方式来改变电动机转速，实现控制锅炉配风，达到节能环保。

3.变频器的改造安装及应注意的问题

3.1 改造安装

（1）设备的选取。控制系统所涉及的设备有控制柜、变频器等。这些设备在保证用途的基础上，然后要把节能环保功能放在首位。

（2）设备的安装。用原控制柜的电源输入控制柜，而且输出用于电动机的电源线是原风机电机的线。

（3）主要配置的供暖系统进行设备改造。如变频器、交流接触器、指示灯、按钮等。

3.2 安装、使用变频器时应注意的问题

（1）变频器环境的温度。变频器设备本身含有好多电子元件，这些电子元件一般都会受到环境温度的影响，所以对使用的环境都有相应要求，一般环境温度范围是0～55o，为了能使设备安全使用，环境温度保持在40o以下最佳。

（2）避免受到电磁波的干扰。选择变频器的元件时，要选择带有金属外壳的元件，为了避免屏蔽变频器在使用过程中受到干扰。

（3）在变频器周围不能有任何不利于设备的物品，例如易燃易爆、腐蚀和油污等。这些物品都会导致变频器不能安全运行，对变频器所得数据也有很大影响。

（4）输入段电压要防止过压。变频设备输入端电压如果长时间作用，会损坏变频器。因此要稳定输入电压，有时可以安装稳压设备来控制电压。

（5）防止变频器受到冲击和震动。对变频器的控制柜的机械强度要加强，安装时避开震源，控制柜内给设备元件使用抗震垫，并对元件进行定期加固维护。

（6）防止雷雨等自然灾害。对于多发雷雨地区，变频器不能够完全适应这样的环境，变频器应该配置避雷针来保护元件。

（7）变频器应该接地。设备接地过程中，禁止动力设备和变频器一起接地，要使设备分开接地。

4.变频改造后经济效益分析

原有燃气蒸汽锅炉2台，都分别装有鼓风机和引风机，功率分别为110kW和132kW。锅炉在改造以前，风量的调节是通过鼓风机和引风机的入口挡板来完成，整个运行过程是额定转速。锅炉机组运行达到满负荷，入口的挡板达到60%～70%的开度，在通常运行情况下，挡板达到30%～40%的开度。这个过程耗电量大，而且风机的工作效率也低，风机也会产生很大的噪声。为了实现环保节约型运行方式，让设备的摹屏等在运行过程中减少转动，应用本文所提出的方案进行变频调速，然后运行鼓引风。

原有设备系统中的鼓引风机的总功率情况是：鼓风机和引风机的总功率为484kW，供暖过程中用时是每天24小时，6个月的供暖总共耗时4320小时。运行鼓引风机进行挡风板调节时都是满负荷运行，2台引风机和2台鼓风机的总共耗电量为484kwh，6个月供暖期产生的电量是2090880kW，如果每度电价格是0.39元，最后消耗的电费合计为815443.2元。在原有设备系统里配置变频器进行调速运行，经过配置后的鼓引风机转速按照40%额定运行，这样2台风机的耗电量就是193.6kWh，6个月的供暖时间内，总共耗费836352kW电量，电费合计为326177.28元，和原有的系统进行对比，能够节约1254528kWh电量，合计为489265.92元，能够实现60%左右的节能环保效果。另外，由于我公司变频器调速过程中与后台自动控制直接相连，无需人力操作，进一步节约了人力资源成本，降低了锅炉房的实际运行成本。

5.结束语

综上所述，锅炉设备系统用变频设备对鼓引风机进行调速，其节能效果是显而易见的，具有很多优良性能，如节能、运行稳定、调节性能等，为锅炉生产提供了更好的条件。而且不需要改造原有的工作系统，用较小的工作量，实现节能效果，利用较小的投资实现价值最大化，投资回报周期短，是值得推广和应用的方法。

参考文献

[1]石龙章.ABB变频器在锅炉煤气增压装置控制系统中的应用[J].有色设备，2008（02）：22-25.

[2]张维，杨春.锅炉鼓引风机的变频节能改造[J].工业安全与环保，2009（03）：47-52.

[3]实用锅炉工手册[M].南昌：江西科学技术出版社，2009： 11-12.

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