变频器应用于锅炉的综合节能优势方案

一、前言         

锅炉节能消耗的主要控制指标是煤耗和耗电效率，传统的控制方法是通过风阀板、阀门和机械调速来控制汽包、供水泵、循环泵的流量和炉排的运行速度。同时，在技术和生产任务的差异、蒸汽需求量变化的情况下，为了实现高效燃烧，需要变更煤供给量，传统的控制方式是人工操作的，功耗高，控制精度低，容易因操作错误而发生环境污染(烟囱冒出黑烟)。

二、改造锅炉供水系统

水泵运行原理 

根据泵的工作原理，流量q与速度n成正比，头部h与速度n的平方成正比，轴功率p与速度n立方成正比，电机的速度n与功率f成正比，因此改变功率频率可以改变电机的速度，即进给泵的速度，从而调节水流量。

原设备的运行状态

通过调节管道调节阀的阀门和分支回流，实现锅炉给水泵的连续恒速。当调整阀门时，泵出口压力由于阀门开出口压力增加，阀门两侧压差增大，造成了能量的浪费，并且容易损坏阀门和轴承的磨损；在使用分支回流调节时，大量的水回流也会引起能量消耗。

改造方案 

在保留原系统的工频设备备用的前提下，在原系统中增加水泵和风机专用变频器。变频器故障输出继电器常开触点接延时继电器，再接原工频主电路接触器，以保证变频器故障时锅炉给水系统的正常运行。同时，控制室的声光报警提示操作人员及时排除故障；变频器设定下限频率，确保锅炉供水高于安全值；

变频器工作状态

操作人员可以根据控制室汽包水位的变化，实时调整变频器的频率，以满足蒸发和供水，努力使变频器在较好的运行状态下运行。现场测量：给水泵与原调节筏节电率相比达到24%，泵磨损明显减小，设备寿命延长。  

三、锅炉鼓(引)风控制系统的改造

原现场工况

如果锅炉送风机的风量总是随蒸汽量的变化而变化，就用阀门调整原来的位置。 锅炉控制室到阀门的距离很远，操作不方便，难以正确控制。 风量调节过大，空气中的氧含量超过标准，浪费热能的风量调节太小，炉渣的残留碳含量超过标准，煤炭消耗量增加的高速风扇产生的噪音也给环境带来了很大污染，是长期的高速运转，导致鼓风机轴承和马达的温度上升高，设备  

变频器工作状况 

安装变频器后，操作人员随时根据蒸汽消耗量的变化调整风机的转速，减少了噪声对环境的污染（风机噪声低于额定转速），因为电机和风机轴承不易损坏，延长了使用寿命，降低了电机的加热量，降低了维修量。

节能效果 

在一般的设计中，鼓风机、泵设备的额定风量、流量通常超过了实际所需的风量、流量，运转中的风量、流量是实时变化的，但现在使用挡板和阀调节风量和流量的方式一般，方法很简单，但实际上通过人为增加阻力来达到调节目的  

根据流体力学原理，用以下公式表达了风机风量、风速与电机功率的关系：

公式中式中，Q-风量(流量) H-风压(扬程) P-轴力n-转速

当风扇转速降低且风量减小时，其电机输入功率会迅速降低。例如，当空气量降低到80%且速度(n)也降低到80%时，其轴功率降低到额定功率的51%。如果轴功率低至额定功率的13%且风量降低到50%时，具有很大的节能潜力。因此，对于风量和流量调节范围大的风机泵，用变频调速代替调节风门或阀门是实现节能的有效途径。

变频调速的特点是效率高，无调速引起的附加旋转损失，调速范围宽，精度高，无级调速。 由于容易实现协调控制和闭环控制，可以利用原来的笼形电动机，特别适用于旧设备的技术改造，在保持原电动机结构简单、可靠性高、耐久性高、维护方便的优点的同时，还能实现节电的显着效果，是鼓风机泵的节能的较好的选择。

四、排炉电机的变频改造

原现场工况

因为炉排电机相对性较小，很多生产商忽视了它的更新改造。炉排电机控制系统煤在炉膛内的等待时间，其速度煤的点燃速率息息相关。传统式的变速方式是机械设备换档，精密度低，原煤后碳含量比较严重超标准。

在现场，我们发现炉排的三级变速传动齿轮早已锈死，仅有快速传动齿轮才可以运行。炉渣呈灰黑色和深灰色，脚摸上去有点硬，显而易见沒有彻底点燃。

变频改造效果

采用变频器后，情况发生了很大变化。 由于可以实时调整，煤块燃烧充分，提高了热效率，在煤渣出来后变成灰白色的同时，几乎没有烟囱冒出黑烟的现象，煤的消耗量减少了10%左右。

总结：

用变频调速器代替挡板、挡板、阀来控制流量，控制速率，总体改造效果如下：

1、提升燃烧效率，节省10%的煤。

2、可避免冒黑烟的环境污染。 有效降低排烟浓度，

3、提升机器设备的自动化程度，使操纵更为精确、便捷、立即。

4、完成电动机软起动，减少冲击性电流量6、降低设备运作耗损，增加使用寿命

5、综合性环保节能约35%，项目投资约9个月成本回收。