谈变频调速控制在工业锅炉房鼓、引风系统中的应用

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1、谈变频调速控制在工业锅炉房鼓、引风系统中的应用CPE东北分公司王淑萍[内容摘要]本文简要阐述了变频调速控制的原理，介绍了调速控制在工业锅炉房鼓、引风系统中的应用情况，并指出了变频调速在应用中应注意的问题。[关键词]变频调速鼓、引风系统应用1、前言工业锅炉是企业生产和生活中必要的动力设备，我国有工业锅炉几十万台，风机、水泵设备装机总功率达到1.6亿kw，年耗电量3200亿kW·h,约占全国电力消耗总量的1/3。在工业锅炉房中，鼓、引风耗电量较高，约占锅炉房总耗电量的40%-60%。所以，在鼓、引风系统中实施节能新技术、降低能耗，是锅炉房设计者研究的课题

2、。对风机采用变频调速控制是节能新技术之一。2、风机的基本特性(1)风机的基本参数风量（Q）：表示单位时间内所输送的空气量，m3/s或m3/h。风压(H)：表示空气流过风机时，每m3空气所获得的能量增量,Pa或MPa。转数(n)：叶轮每分钟的转数，r/min。轴功率（Ps）：原动机加在风机转轴上的功率，kW。有效功率（Pn）：单位时间内空气从风机中所获得的实际能量，kW。182效率（η）：风机轴上的功率因有部分损失而不能全部传递给空气，它是评价风机工作优劣的主要指标之一。（2）风机的工作特性风机的工作特性主要由Q-H曲线来表述，Q-H曲线是表示当转数恒

3、定时，风压H与风量Q之间关系的特性，如图1所示。图1中，A点为风机的运行工作点。HA和QA分别为在A点运行时风机的风压和风量。（3）管网风阻特性表示当管网的阻力R保持不变时,管网的阻力h与风量Q之间的关系特性，如图2所示。h=RQ21、调节转数的节电原理采用调节转数控制风量的方法和常用的调节风门的方法相比，有着明显的节电效果，其原理如图3所示。182图3中，曲线1为风机在恒速下的风压-风量（H-Q）特性曲线；曲线2为风机在恒速下的功率-风量（Ps-Q）特性曲线；曲线3为管网的阻力特性曲线（风门全开）。设风机设计工况点在A点，效率最高，此时，输出风量Q

4、为100%，轴功率为Ps1,与Q1、H1的乘积成正比，即Ps1与AH1OQ1所包围的面积成正比。当需要调节风量时，例如所需风量从100%减少到额定风量的50%，即从Q1减少到Q2时，如采用调节风门的方法来调节风量，使管网阻力曲线由曲线3变为曲线4。就是说，减小风门开度增加了管网阻力。此时，系统的工作点由原来的A点移至B点。可以看出，风量虽然降低了，但风压增加了，轴功率Ps2与BH2OQ2所包围的面积成正比,与Ps1相比，减少不多。如果采用调节转速来调节风量的方法，风机转速由原来的n1降到n2。根据风机参数的比例定律，可以画出在转速n2下的风压-风量（

5、H-Q）特性曲线5,风机工作在C点。可见，在满足同样风量Q2的情况下，风压将大幅度降到H3，轴功率Ps3（与面积CH3OQ2成正比）也明显降低。所节约的功率与面积AH1OQ1和CH3OQ2之差成正比。由此可见，用调速的方法来减少风量的经济效益是十分显著的。由流体力学可知，风量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，轴功率Ps与转速n的三次方成正比。即：Q∝n182H∝n2Ps∝n3当所需风量减少，风机转速降低时，其功率按转速的三次方下降。理想情况下有如下关系：额定流量%额定转速%额定功率%100100100909072.9808051.

6、2707034.3606021.6505012.5由此可见，当所需风量为额定风量的50%时，轴功率可以下降为额定功率的12.5%。所以，调速节电效果是非常可观的。4、变频调速应用实例吉林华润啤酒有限公司于2000年新扩建一台沸腾燃烧锅炉，蒸发量为35t/h，2001年2月投入试运行。由于冬、夏季生产用汽负荷变化较大，所以鼓、引风机电机采用ABB公司的1336PLUSⅡ系列变频调速器。鼓风机控制信号取至沸腾炉风室风压，其风压正常值为：7700Pa，风压值变化范围围：7000～12000Pa。引风机控制信号取至沸腾炉炉膛负压，其负压正常值为：-20Pa，

7、风压值变化范围围：-20～-40Pa。鼓、引风机要求连锁，变频控制器具有连锁及解除连锁的功能。从而实现了燃烧系统的自动调节。经过近半年的运行对比，节电率达34.3%，共节约资金20万余元，对比情况见下表。功率（kW）耗电量（kW·h）节电量182锅炉辅机名称数量（台）运行时间（h）（kW·h）节约资金（万元）单机合计无调速变频调速鼓风机12504503000135×10420.84引风机12004、变频调速优点（1）取代老式的依靠挡板改变流量的方式，达到节能的效果。（2）精确地调节速度和流量，保证工艺质量。（3）接受计算机的模拟或数字信号，进行实时控

8、制。（4）动性能好，可实现“软”启动。变频装置的特性保证了电机启动和加速时具有足够的转矩，且消除了启动对电机