变频器在锅炉引风机上的应用.doc

变频器在锅炉引风机上的应用 2008在 第4期 譬 Pipeline 技芹= Technique 设台 Equipment 2008 No.4 变频器在锅炉引风机上的应用 张志军,赵树平,刘丹,周杰 (1.中钢集团吉林机电设备有限公司,吉林吉林132021;2.吉林市艾斯克电子测控技术有限责任公司,吉林吉林132013; 3.吉林奥克新材料有限公司,吉林吉林132101) 摘要:交流变频调速技术是现代电力传动技术的重要发展方向.文中主要阐述和分析了热电厂引风机控制系统的现 状及存在的一些问题,介绍了变频器的优点.分析了采用变频器控制引风机的方案,从而实现对引风机的优化控制,进而 达到了节能及减少设备故障的目标. 关键词:变频器;节能;锅炉 中图分类号:TP21文献标识码:B文章编号:1004—9614(2008)04—0031—02 0引言 引风机是热电厂重要的辅助设备之一,锅炉引风机是锅炉 助燃的主要部分,它是将锅炉燃烧产生的高温烟气经水磨除 尘,静电除尘器,再经烟囱排出的动力设备.锅炉燃烧时,负荷 发生变化,为保证炉堂负压,烟气含氧量及相应气温,气压的相 对稳定,需要及时的调整引风机的吸风量,并靠挡板的开度来 调节风量的大小. 1锅炉引风机现状分析 早期热电厂在选择锅炉配套风机时,通常要考虑短期的超 负荷能力,并加以适当裕量来确定机型.而在选定锅炉时,又 要根据工艺最大负荷和适当裕量来确定锅炉容量.因此,在选 定引风机时又受到产品规格分档的限制,最后采用引风机容量 往往偏大,加之对锅炉引风机的调节是靠调节挡板来完成的, 所以当风量变化时,引风机系统会浪费大量的电能.而采用挡 板进行风量控制存在许多问题: 采用挡板控制风的流量时,大量的能量损耗在挡板的节流 过程中,浪费了大量的能源. 烟气中的灰尘等对挡板的冲击比较大,易出现故障.由于 烟气中的灰尘经常在挡板上结垢,造成挡板卡死,增加了对挡 板的检修维护最,故障率较高. 困挡板动作迟缓,执行机构长时间运行会出现越来越大的 空行程.挡板阀门的执行机构力矩大,易出现问题,而且不能 长期频繁调节,其线性度不好,动态性也不好,构成闭环自动控 制较难.锅炉调节挡板开度的执行机构由于挡板卡死经常将 其拐臂或底座拉断,以及开关不能到位等一系列问题,加大了 对执行器的维护量. 2变频器的优点 国内现行的火电设计规程SDJ一79规定:燃煤锅炉引风机 的风量裕度为5%～10%,风压裕度为10%～15%.根据《泵 与风机》中的理论,在理想的状况下:风量转数;动力转数. 由转速公式可知: n=60f(1一S)/t,(1) 式中:S为转差率;n为转子实际转数,r/min为电源频率;p为 电机的磁极对数. 收稿日期:2008—03—25收修改稿日期:2008—05—12 由式(1)可见,只要改变电机的电流频率I厂,就可以改变电 机的转速n,从而也就实现对风量的调节. 采用调节转速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1所示. H H O 图1采用变频器调节风机转速的节电原理图 图1中,曲线1为风机在恒速下的风压一风量(H—Q)特 性曲线;曲线2为恒速下的功率一风量(P一Q)特性曲线;曲线 3为管网风阻特性(风门全开). 设风机在设计时工作在』4点,效率最高,此时输出风量p 为100%,轴功率为PP与Q.,H的乘积成正比,即P与 』4Hoq.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Q,减少到时,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』4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 P与面积BH2oq:成正比,它与P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 n降到n:.根据风机参数的比例定律,可以画出在转速n:下 的风压一风量(H—p)特性曲线5,风机工作在C点.可见,在 满足同样风量Q的情况下,风压将大幅度降低到,轴功率 P(与面积CH3oq:成正比)也明显降低.所节约的功率与面 积AH.oq.和CH3oq: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着的. 对于风机和泵类负载,如采用变频调速的方法改变其流 量,节电率达20%一60%,不仅节电效果显着,而且易于满足生 32PipelineTechniqueandEquipment 产工艺的要求,经济效益十分可观.仅1995年～1997年间,国 内风机,水泵变频调速技术改造投入资金就达到35亿元,改造 总容量达100万kW,平均回收期为2年. 随着锅炉负荷的调整,引风机风量也因锅炉负荷变化而经 常处于一种低效