变频器在工业锅炉中的应用

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1、变频器在工业锅炉中的应用引言在工业锅炉中由于锅炉系统中包含鼓风机，引风机，给水泵，等大功率电动机。由于锅炉本身特性和选型的因素，这些风机大部分时间里是不会满负荷输出的，原有方式采用阀门和挡板控制流量，能耗浪费非常严重。据统计风机、泵类电动机用电量占全国用电量的31%，占工业用电的50%。而风机和泵类负载的耗电功率又基本与转速的三次方成正比.因此当用户需要的流量较小时可以应用变频调速技术降低风机或泵的转速达到节能的目的，节电率可达20%--60%。工业锅炉的燃烧自控制由给煤量、送风量和炉膛负压三个部分组成.在正常情况下当锅炉主蒸汽压力偏离给定值时锅炉微控系统主机按照规定的控制算法调节给煤机转

2、速。改变给煤量时系统主机发出控制信号给鼓风机变频器模拟量输入通道改变电动机转速先按风/煤比的规律粗调送风量微控系统主机再按送风量的大小发出控制信号给引风机变频器模拟量输入通道改变电机转速粗调引风风量然后分别以烟气中的含氧量为指标细调鼓风机转速给定炉膛负压为指标细调引风机转速以满足静态控制精度的要求。变频器是利用电力半导体器件的通断作用把电压、频率固定不变的交流电变成电压、频率都可调的交流电源。现在使用的变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机，变频器的控制包括主回路控

3、制和控制回路控制两部分.主回路的控制由三极空气开关SA、接触器KM来完成。控制回路的控制可分为三个部分，即启动控制电路负荷反馈控制电路和报警、复位控制电路;启动控制电路由万能转换开关、磁力线圈及按纽等组成.负荷反馈电路由信号调理器构成。变频器输出的反映负荷变化的负荷反馈信号通过信号调理.输出为通用仪表和计算机所能接受的电流信号0—10mA或4—20mA.报警、复位控制电路主要完成变频器出现故障时发出信号和系统强制停机等功能。此外变频器还可以通过人工手动控制改变速度设定的模拟量信号输入值来改变变频器输出交流电压频率、进一步改变异步电动机的转速以达到控制生产过程的目的。变频器也能与DDZ—Ⅱ型

4、仪表和DDZ—Ⅲ型仪表构成闭环控制系统与微机控制共同完成生产过程最完善的自动化控制经济运行和节能效果十分显著。15变频器在工业锅炉中的应用第一章锅炉控制系统的设计1.1锅炉的基本构造 在各种工业企业的动力设备中，锅炉是重要的组成部分,所以锅炉的性能至关重要。要设计一套完整的、性能良好的工业燃烧锅炉，首先就必须了解一般燃烧锅炉的基本构造和燃烧过程。 锅炉是一种产生蒸汽或热水的热交换设备。它通过燃料的燃烧释放大量热能，并通过热传递把能量传递给水，把水变成蒸汽或热水，蒸汽或热水直接供给工业和生活中所需要的热能。所以锅炉的中心任务是把燃料中的化学能有效的转化为蒸汽的热能。下图为简单锅炉的大体组成部

5、分。 锅炉简图锅炉的主要设备包括气锅、炉子、炉膛、锅筒、水冷壁、过热器、省煤器、燃烧设备、引风设备、送风设备、给水设备、空气预热器、水处理设备、燃料供给设备以及除灰除尘设备等。 1)气锅：由上下锅筒和三簇沸水管组成。水在管内受管外烟气加热，因而管簇内发生自然的循环流动，并逐渐气化，产生的饱和蒸汽积聚在上锅筒里面。 2)炉子：是使燃烧从充分燃烧并释放出热量的设备。 3)炉膛：保证燃料的充分燃烧，并使水流受热面积达到规定的数值。 4)锅筒：使自然循环锅炉各受热面能适应负荷变化的设备。5)水冷壁：主要是辐射受热面，保护炉壁的作用。 6)过热器：是将气锅所产生的饱和蒸汽继续加热为过热蒸汽的换热器。

6、过热器一般都装在炉膛出口。7)省煤器：是利用余热加热锅炉给水，以降低排出烟气温度的换热器。采用省煤器后，降低了排烟温度，提高了锅炉效率，节省了燃料。同时，由于提高了进入气包的给水温度，减少了因温差而引起的汽包壁的热适应力，从而延长了汽包的使用寿命。15变频器在工业锅炉中的应用1)燃烧设备：将燃料和燃烧所需的空气送入炉膛并使燃料着火稳定，充分燃烧。 引风设备：包括引风机、烟道和烟囱等几部分。用它将锅炉中的烟气连续排出。 送风设备：包括有鼓风机和分道组成。用它来供应燃料所需的空气。 给水设备：由水泵和给水管组成。 2)空气预热器：是继续利用离开省煤器后的烟气余热，加热燃料燃烧所需要的空气，是一

7、个换热器。省煤器出口烟温度高，装上空气预热器后，可以进一步降低排烟温度，也可改善燃料着火和燃烧条件，降低不完全燃烧所造成的损失，提高锅炉机组的效率。 3)水处理设备：其作用是为清除水中的杂质和降低给水硬度，以防止在锅炉受热面上结水垢或腐蚀。 4)燃料供给设备：由运煤设备、原煤仓和储煤斗等设备组成，保证锅炉所需燃料供应。1.2锅炉总控制系统原理锅炉是一种生产蒸汽的换热设备。它通过煤、油或燃气等燃料的燃烧释放出化学能，并通过