變頻調(diào)速器在鍋爐引風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、電氣傳動(dòng)2001年第1期變頻調(diào)速器在鍋爐引風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用天津石化公司石油化工廠劉廣彬劉萍李勇天津電氣傳動(dòng)設(shè)計(jì)研究所李愛英摘要:文章介紹了鍋爐引風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)爐膛負(fù)壓自動(dòng)調(diào)節(jié)的方法以及在工業(yè)運(yùn)行中的效果。關(guān)鍵詞:變頻調(diào)速器爐膛負(fù)壓控制鍋爐引風(fēng)機(jī)ApplicationofFrequencyConverterinBoilerFanControlSystemLiuGuangbinLiAiyingLiuPingLiYongAbstract:Thepaperintroducesthemethodandeffectofboilerfanadoptfrequencycontroltorealize

2、firepotkatallobarautomaticregulationinindustrialrun.Keywords:frequencyconverterfirepotkatallobarcontrolboilerfan1引言對(duì)風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速達(dá)到對(duì)風(fēng)量的調(diào)節(jié)比通常采用調(diào)節(jié)風(fēng)門擋板控制風(fēng)量的方法有顯著的節(jié)電效果。表達(dá)風(fēng)機(jī)基本特性的參數(shù)是風(fēng)量Q、風(fēng)壓功率P和效率G。H、風(fēng)機(jī)總功率tPt=102式中Pt總功率,kWQ風(fēng)量,m3/sHt全風(fēng)壓,Ht=Hs+Hd,kgm/mHs靜壓Hd動(dòng)壓全壓效率tGt=102Pt關(guān)系為Q2=Q1(n2/n1)H2=H1(n2/n1)2P2=P1(n2/n1)33

3、動(dòng)執(zhí)行器控制風(fēng)機(jī)引風(fēng)擋板開口度,即改變風(fēng)阻調(diào)節(jié)引風(fēng)量達(dá)到調(diào)整燃燒的效果。在實(shí)際應(yīng)用中,引風(fēng)擋板的開口度一般在70%80%,相當(dāng)一部分電能消耗在引風(fēng)擋板的阻力降上,造成電能的浪費(fèi)。另外擋板的機(jī)械聯(lián)接機(jī)構(gòu)在擋板的調(diào)節(jié)過程中存在滯后,線性度差,調(diào)節(jié)性能不太好。在負(fù)壓閉環(huán)控制中,若負(fù)壓過大,還會(huì)造成爐內(nèi)燃料的浪費(fèi),負(fù)壓過小,又會(huì)影響燃料的充分燃燒,進(jìn)而影響到鍋爐蒸汽的質(zhì)量。但其優(yōu)點(diǎn)是控制方法簡單,設(shè)備量小,可靠性高,維修方便。采用變頻調(diào)速技術(shù),將原有的風(fēng)門擋板開至最大,應(yīng)用負(fù)壓閉環(huán)控制,通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速即直接調(diào)節(jié)風(fēng)量來實(shí)現(xiàn)鍋爐負(fù)壓自動(dòng)調(diào)節(jié)控制,能夠更好地滿足生產(chǎn)要求,又達(dá)到了節(jié)電和節(jié)省燃料的目的

4、。(2)(1)2引風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速負(fù)壓閉環(huán)控制系統(tǒng)天津石化公司石油化工廠新建的35t/h燃煤蒸汽鍋爐引風(fēng)機(jī),采用了變頻調(diào)速負(fù)壓自動(dòng)控制。為了保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性,還采取了電機(jī)軟起動(dòng)切換措施,保證一旦變頻器出現(xiàn)一時(shí)無法修當(dāng)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速從n1變?yōu)閚2時(shí),Q、H、P大致變化(3)復(fù)的故障,使風(fēng)機(jī)電機(jī)軟起動(dòng)后恒速運(yùn)行,這時(shí)調(diào)節(jié)引風(fēng)擋板,以保證生產(chǎn)正常運(yùn)行。鍋爐爐膛負(fù)壓自動(dòng)控制系統(tǒng)如圖1。圖1中,爐膛負(fù)壓給定由儀表調(diào)節(jié)器面板設(shè)定,同爐內(nèi)負(fù)壓檢測(cè)和變送器檢測(cè)到的負(fù)壓實(shí)際值比較,經(jīng)儀表調(diào)節(jié)器PI運(yùn)算后輸出420mA電信號(hào),作為變頻器頻率給定信號(hào),用于變頻器控制電機(jī)轉(zhuǎn)速,達(dá)到自動(dòng)控制風(fēng)量的目的。如果變頻器出現(xiàn)故障,

5、可切換到軟起動(dòng)運(yùn)行方式,這時(shí)的頻率給定信號(hào)就作為電動(dòng)執(zhí)行器的控制信號(hào),通過由式(3)可知,風(fēng)機(jī)功率同風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的立方成正比,所以當(dāng)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化時(shí),風(fēng)機(jī)的功率會(huì)有較大的變化。工業(yè)鍋爐燃燒的穩(wěn)定性和可靠性是實(shí)現(xiàn)鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵,鍋爐爐膛的負(fù)壓是一個(gè)重要的控制參數(shù)。傳統(tǒng)的爐膛負(fù)壓控制方式是當(dāng)電機(jī)以恒速運(yùn)行時(shí)通過一次儀表檢測(cè)爐膛的負(fù)壓,再同負(fù)壓給定值比較,經(jīng)PI運(yùn)算后,由電動(dòng)或氣電氣傳動(dòng)2001年第1期速運(yùn)行,變頻器頻率給定信號(hào)作為電動(dòng)執(zhí)行器開度給定控制信號(hào),爐膛負(fù)壓的控制通過調(diào)整引風(fēng)機(jī)入口擋板調(diào)節(jié)供風(fēng)量來實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)的控制操作回路流程圖如圖3所示。3工業(yè)運(yùn)行圖1鍋爐爐膛負(fù)壓自動(dòng)控制系統(tǒng)引風(fēng)機(jī)參

6、數(shù):Y4-68-12.50、流量9405m/h、全壓3177Pa、轉(zhuǎn)速1450r/min、電機(jī)容量132kW;電動(dòng)機(jī)參數(shù):Y315M-4、容量132kW、電壓380V、頻率50Hz、電流239.7A、轉(zhuǎn)速1486r/min;配用變頻器:6SE7032-6EG60,容量132kW、額定輸出電流260A;儀表:STD智能調(diào)節(jié)器,輸出信號(hào)420mA。系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí),風(fēng)機(jī)風(fēng)門完全打開,調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速,實(shí)現(xiàn)了風(fēng)量、風(fēng)壓自動(dòng)調(diào)節(jié)。根據(jù)對(duì)用汽量的要求和季節(jié)變化不同,正常達(dá)到3334t/h蒸汽量時(shí),變頻器輸出頻率在4046Hz范圍內(nèi)調(diào)節(jié)變化,在最少用汽量1617t/h時(shí),變頻器輸出頻率為2530Hz,完全能

7、夠滿足生產(chǎn)過程對(duì)風(fēng)量的調(diào)節(jié)變化要求。圖4是變頻調(diào)速運(yùn)行風(fēng)門全開和電機(jī)軟起動(dòng)后旁路運(yùn)行調(diào)節(jié)風(fēng)門時(shí)對(duì)電機(jī)功率測(cè)試的對(duì)比,變頻運(yùn)行時(shí),有顯著的節(jié)電效果。3控制引風(fēng)擋板的開度,達(dá)到對(duì)引風(fēng)量的控制。這種設(shè)計(jì)方案既保證了風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速運(yùn)行,滿足負(fù)壓自動(dòng)調(diào)節(jié)的穩(wěn)定性和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性,又能保證一旦變頻器出現(xiàn)故障仍能保證運(yùn)行的可靠性。引風(fēng)機(jī)電機(jī)控制主回路單線圖如圖2所示。圖2引風(fēng)機(jī)電機(jī)控制主回路單線圖通常情況下采用變頻運(yùn)行方式,在變頻運(yùn)行時(shí),K1、K2觸點(diǎn)吸合,軟起動(dòng)主回路觸點(diǎn)K3、K4和旁路主回路觸點(diǎn)K5斷開。在變頻運(yùn)行時(shí),引風(fēng)機(jī)入口擋板全開,負(fù)壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)自動(dòng)控制變頻器的輸出頻率來調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速,達(dá)到對(duì)負(fù)壓的控制。如果變頻器出現(xiàn)暫時(shí)無法恢復(fù)的故障時(shí),可通過“變頻-軟起”選擇開關(guān),選“軟起”運(yùn)行方式,在電機(jī)軟起動(dòng)過程中,K3、K4吸合,K1、K2、K5斷開,電機(jī)降壓起動(dòng),以減少對(duì)電網(wǎng)和機(jī)械設(shè)備的沖擊,電機(jī)軟起動(dòng)完成后,K5吸合,K1K4斷開,電機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)投接電網(wǎng)保持恒圖4兩種運(yùn)行方式功率對(duì)比4結(jié)束語對(duì)鍋爐引風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)爐膛負(fù)壓閉環(huán)控制,具有節(jié)能降耗,調(diào)節(jié)特性好,能更好地滿足生產(chǎn)要求。對(duì)原有系統(tǒng)改造工作量小。鍋爐運(yùn)行中,還能根據(jù)用汽量的大小,可以對(duì)鍋爐送風(fēng)