变频器在工业锅炉控制系统中的应用.doc

广州三晶电气有限公司 三晶变频器在工业锅炉控制系统中的应用 本文介绍了 变频器在工业锅炉控制系统应用中的节能原理、应用方法及 变频器选型,与 变频器相关的保护装置及接至电动机导线的选择。 1、引言 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。它的主电路都采用交-直-交电路。 从理论上我们可知，电机的转速 N 与供电频率 f 有以下关系： n = 60f（1 - s）/p （1） 其中： p--电机极对数 S--转差率 由式(1)可知，转速 n 与频率 f 成正比，如果不改变电动机的极对数，只要改变频率 f 即可改变电动机的转速，当频率 f 在 0～50Hz 的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。 变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。在工业领域里的应用日益广泛。随着变频器的造价日趋降低，利用变频器驱动异步电动机所构成的调速控制系统，越来越发挥出巨大的作用。 2、 变频器在锅炉控制系统中的主要目的 的关系。这些关系是： 变频器在工业锅炉自动控制系统中，主要用于鼓风机、引风机、供水系统及除渣系统、转矩之间 流量∝转速，压力∝转矩∝转速的平方，功率∝转速的三次方。 次方成正比。因而，理想情况下有如下关系： 流量（%） 即：风机或水泵流量与转速的一次方成正比，压力与转速的二次方成正比，而轴功率与转速的三 .sa转速（%） jb 第 1 页，共 4 页p.压力（扬程）（%）100 100 100 100 90 90 81 72.9 80 80 64 51.2 70 70 49 34.3 60 60 36 21.6 w由上述关系可见，当需求流量下降时，通过调节转速可以节约大量能源。例如：当流量需求减半时，如通过变频调速，则理论上讲，仅需额度功率的12.5%，即可节约87.5%的能源。如采用传统的挡板方式调节风量，虽然也可相应降低能源消耗，但节约效果与变频相比，则是天壤之别。 3、 变频器在锅炉调速控制系统各个环节上的应用 3.1、炉排电机选用的 变频器与鼓、引风机选用的 变频器型号不同。 炉排变频选用恒转矩变频器，鼓、引风机变频选用恒功率变频器。 3.2、鼓、引风机控制 鼓、引风机采用变频控制，这是锅炉系统中变频应用的重头戏。即是节电最显著的部分，同时也w50 50 25 12.5 wcom功率（%） 广州三晶电气有限公司 是变频投资最大的部分。这主要是由于鼓、引风机调节的幅度相对也较大。 变频器在工业锅炉调速控制系统中，主要应用于鼓风机、引风机、供水系统及除渣系统。其最主要的目的在于节约能源。采用变频调速方法节能的原理，是基于流量、压力、转速、转矩之间的关系。这些关系如公式：P2（n2/n1)3P1=0.512P1即可降低能耗近50%。在鼓、引风机的风量裕度问题，以使 变频器可以适当提高频率（大于50Hz）即提高转速运行，以保证锅炉系统有足够的风量，否则，极易造成原系统大负荷时风量够用（但裕度小），变频改造后，大负荷时风量不够的尴尬局面。其原因在于变频本身也消耗一部分功率，其输出功率比标称功率略小的缘故。 3.3、炉排变频控制 值占的比重很小。炉排变频控制的特殊性在于： 电动机。 炉排电动机很小，因而采用 变频器控制。其主要目的是稳定运行。当然节电也很大只是绝对数3.3.1、炉排由于经常处于低速运行，所以电动机散热会出现问题，解决的方法是选用变频专用 3.3.2、由于低速运行时 变频器输入电流很小，但输出电流很大，远大于电机额定电流。此时 变频器是采用低压大电流保证电动机恒转矩运行。因此， 变频器必须提高一档选型。否则，无法保证炉排电动机的低速运行。 3.4、恒压供水 在锅炉供水系统中，采用变频控制，既能大量节约能源，又能稳定供水系统的压力，保障锅炉系统的安全运行，是非常有实际意义的，并且供水系统的电动机相对鼓、引风机而言容量较小，投供水系统变频应用的特殊性：锅炉供水系统一般采用多台电动机，并联母管式供水，没有必要每台电动机都采用变频。既经济又可靠的方法是：只有两台电动机由变频自动控制且这两台电动机两点： 为一用一备方式工作。主要是利于电动机检修。其他供水电动机仍采用常规控制方法，其原因有 3.5、在并联母管式供水方案下，全自动控制供水方案不实用，无实际意义。主要原因是每台水泵的单向止回阀泄露问题和更换问题。全自动控制供水时，单向止回阀前后的截止阀必须始终保电动机不会全部运行。这样，不运行的水泵电动机，由于单向止回阀在水压的作用下，极易发生泄露，造成水的回流及电动机的反转。而当需要停止的水泵运行时，电动机由反转变为正传的过控制，设定供水压力上、下限报警。上限报警时，通知操作人员关掉一台水泵。下线报警时。通知操作人员启动一台水泵。而变频控制