變頻器在供暖鍋爐循環(huán)水泵和風(fēng)機(jī)上應(yīng)用

在北方，鍋爐供暖關(guān)系到千家萬戶的日常工作和生活，尤其大片集中供熱系統(tǒng)中，有恒壓，溫度控制及可靠性要求高的特點(diǎn)。

對(duì)于供暖鍋爐來講，主要的能源消耗就是煤的消耗和電能的消耗，因此怎樣提高煤的燃燒效率和電能的利用效率成為企業(yè)節(jié)能降耗的重要方式和途徑。

在鍋爐供暖系統(tǒng)中，主要有風(fēng)量調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)，循環(huán)水泵，給煤電機(jī)等用電設(shè)備。其中風(fēng)機(jī)主要調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)量的大小，風(fēng)量調(diào)節(jié)過大，空氣含氧量超標(biāo)，那就浪費(fèi)了熱能，風(fēng)量調(diào)節(jié)過少，煤渣殘留碳粉過多，又浪費(fèi)了煤。因此為提高控制水平，保證空氣含氧量和煤渣殘留碳粉達(dá)標(biāo)，必須對(duì)風(fēng)量進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)方式必須方便，靈敏，可靠。以往調(diào)節(jié)風(fēng)量的大小都是通過調(diào)節(jié)風(fēng)門的開度來實(shí)現(xiàn)的，這種方式不論是人工調(diào)節(jié)還是機(jī)械自動(dòng)化儀表調(diào)節(jié)都有相當(dāng)一部分的電能轉(zhuǎn)換機(jī)械能消耗在風(fēng)門的阻力上，無法達(dá)到節(jié)能的目的。

變頻調(diào)速在風(fēng)機(jī)水泵上應(yīng)用節(jié)能原理

理論上風(fēng)機(jī)風(fēng)量（Q），風(fēng)壓（H）與電機(jī)轉(zhuǎn)速（N），電機(jī)的功率（P）成以下關(guān)系：

Q1/Q2=N1/N2;H1/H2=（N1/N2）2，P1/P2=（N1/N2）3

當(dāng)風(fēng)量減少電機(jī)轉(zhuǎn)速下降時(shí)，其電機(jī)輸入功率迅速降低。如風(fēng)量下降到80%，電機(jī)轉(zhuǎn)速也下降到80%，其電機(jī)的軸功率則下降到額定功率的51%;若風(fēng)量下降到50%，則電機(jī)軸功率則為實(shí)際功率的14%左右。因此節(jié)電潛力是很大的。這個(gè)道理同樣適合于供水的循環(huán)水泵。因此對(duì)風(fēng)量流量調(diào)節(jié)范圍很大的風(fēng)機(jī)水泵，采用調(diào)速控制取代風(fēng)門，閥門調(diào)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)節(jié)能的有效途徑。

速度控制的方法很多，其中變頻調(diào)速近些年來越來越廣泛的在該領(lǐng)域得到應(yīng)用：

1 效率高，沒有因調(diào)速帶來的附加轉(zhuǎn)差損耗;

2 調(diào)速范圍大，精度高，無級(jí)調(diào)速;

3 帶多種模擬量輸入輸出控制接口，容易實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)控制和閉環(huán)控制

4 由于采用V/F模式，特別適合于普通的鼠籠式電機(jī)配套使用，因此用此方法對(duì)舊設(shè)備改造，既保持了原電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠耐用，維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)，又能達(dá)到節(jié)能顯著的效果，是風(fēng)機(jī)水泵交流調(diào)速節(jié)電的較理想方法。

惠豐變頻器改造鍋爐及其效果

煙臺(tái)熱電廠熱力總公司1999年在對(duì)供熱管路循環(huán)水泵（160KW）和自備的一臺(tái)鍋爐進(jìn)行了變頻改造（鍋爐鼓風(fēng)機(jī)22KW，引風(fēng)機(jī)15KW，爐排電機(jī)3.7KW），為提高鍋爐風(fēng)量的控制水平，又能達(dá)到節(jié)能的效果，決定用變頻調(diào)速方式對(duì)此進(jìn)行改造。針對(duì)160KW循環(huán)水泵，原來因水泵一直高速運(yùn)轉(zhuǎn)，時(shí)間一長(zhǎng)，因平時(shí)軸承磨損較大，故障率較高，同時(shí)白天和晚上因溫度差異較大，供熱量也不同，需要通過人工調(diào)節(jié)閥門的開度來調(diào)節(jié)熱水的供應(yīng)量，很麻煩，同時(shí)造成了電能的浪費(fèi)。公司決定對(duì)此也進(jìn)行改造。

1 節(jié)電效果：



由表可以看出，改用變頻調(diào)速后，每噸蒸汽接電5度，噸蒸汽耗電下降38.5%（綜合節(jié)電率）全月共節(jié)電=13.14＊1651.5-13480=8220度，全年蒸汽總耗量18720噸，全年可節(jié)電93604度。

2 節(jié)煤效果



由上表可以看出。每噸蒸汽減少用煤29公斤，噸蒸汽耗煤減少12.5%，每月節(jié)煤47.9噸。經(jīng)濟(jì)效益顯著。

對(duì)工作環(huán)境的影響

由于采用了變頻調(diào)速，可以根據(jù)用氣量的變化可以隨時(shí)調(diào)整引風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，公司環(huán)保部和計(jì)量部對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了測(cè)試，噪聲由原來的94分貝下降到84分貝，受到操作人員的好評(píng)

對(duì)維修的影響

由于采用了變頻軟起技術(shù)，減輕了機(jī)械沖擊和對(duì)電網(wǎng)的沖擊，維修量明顯下降，停機(jī)時(shí)間減少，維修費(fèi)用比改造使用前下降57%，。

對(duì)循環(huán)水泵的改造

在改造循環(huán)水泵時(shí)，采用了壓力傳感器檢測(cè)管網(wǎng)的壓力，通過PID調(diào)節(jié)給出模擬信號(hào)控制變頻器，變頻器給出一定的電壓和頻率給160KW的水泵，來調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速和輸出功率，形成一個(gè)閉環(huán)反饋系統(tǒng)來維持管網(wǎng)的壓力穩(wěn)定。

改造后電機(jī)和泵的轉(zhuǎn)速可以根據(jù)所需壓力自動(dòng)降下來，軸承和其他機(jī)械部件維修量也大大降低，故障停機(jī)率下降64%。 最關(guān)鍵的是通過這種方式能耗下降到了原來的57%，節(jié)能率達(dá)到43%， 供熱穩(wěn)定受到社區(qū)居民的好評(píng)。

總之，變頻調(diào)速以其高效率，低能耗，穩(wěn)定性好在鍋爐供暖，水泵調(diào)速方面得到越來越多的應(yīng)用，值得在社會(huì)各行各業(yè)推廣。