蒸汽鍋爐給水泵變頻器改造

1 概述

蒸汽鍋爐是化工企業(yè)一期生產(chǎn)裝置中的主要動(dòng)力源。其生產(chǎn)的高溫高壓蒸汽被送入工藝管網(wǎng)供各系統使用，而給水泵是蒸汽鍋爐系統的關(guān)鍵設備。兗礦魯南化肥廠(chǎng)現有6 臺蒸汽鍋爐，共有20臺給水泵分套供水，給水泵電機功率45 kW，連續運轉，給水壓力1 Mpa，由于供水量波動(dòng)大，不能選用小容量水泵，所以大多數時(shí)間50%以上的水由閥門(mén)控制返回儲水器，造成大量電能浪費。

考慮到大多數給水泵電機雖然額定功率選的較大，但實(shí)際負載小、節流多、效率低，運行中電機的實(shí)際功率也較小，近年來(lái)，我廠(chǎng)的給水泵電機等主要設備大量使用變頻器，取得了良好的節能效果。下面就我廠(chǎng)3#鍋爐采用富士電機株式會(huì )社的G11變頻器傳動(dòng)取得的節能效果做一介紹，便于同行交流。

2 變頻技術(shù)改造

我們將3# 鍋爐4 臺給水泵全部選用G11 變頻器對水泵做調速控制，實(shí)現了按需恒壓給水。大多數時(shí)間運行時(shí)，頻率在30~40 Hz 之間自動(dòng)調整，由于轉速下降，噪聲、發(fā)熱顯著(zhù)降低，機械磨損減少，近幾年的運行結果證明水泵的機械壽命延長(cháng)，維護工作量減少了，水壓穩定，6 臺蒸汽鍋爐給水泵電機年節電量十萬(wàn)kW·h，節能效果顯著(zhù)。

變頻器接法如圖1 所示。這種接線(xiàn)可以滿(mǎn)足變頻器面板控制及外部手動(dòng)/自動(dòng)控制的需要。手動(dòng)控制即機旁控制，自動(dòng)控制即現場(chǎng)總線(xiàn)系統控制，變頻器面板也可以在變頻器室進(jìn)行控制。在本設計中，現場(chǎng)總線(xiàn)系統控制為主要控制方式，手動(dòng)控制只作為試車(chē)及檢修設備或其他特殊情況下使用。所以機旁只設啟、停按鈕，而不設調速旋鈕?，F場(chǎng)總線(xiàn)系統可進(jìn)行啟、停、調速控制并接入轉速、電流反饋。在圖1 中HR 為刀熔開(kāi)關(guān)，QF 為斷路器，M 為電動(dòng)機，VR 為電位器，ZJ 為加減速時(shí)間選擇，BU為變頻器故障輸出，QA3為復位按鈕，C1為COM壓力節點(diǎn)。由于變頻器在運行中容易產(chǎn)生高次諧波，而高次諧波電流使電源與負載之間不間斷地進(jìn)行能量交換，并不真正做功，所以變頻器輸入電路的無(wú)功功率主要是由高次諧波電流產(chǎn)生的，高次諧波電流的成分越大，功率因數就越低。

改善功率因數的方法就是在電路中串入交流電抗器。交流電抗器除改善功率因數外，還能抑制輸入電路中的浪涌電流，并能削弱電流電壓不平衡的現象。電流、轉速反饋信號連接到摸擬量輸入端(11、12、13、C1)，啟、停信號根據相應的參數設置為通、斷式信號，外部給定為4耀20 mA，模擬量輸出為0耀20 mA?，F場(chǎng)總線(xiàn)系統得到變頻器準備信號后，發(fā)出啟動(dòng)命令，變頻器運行后給一個(gè)運行反饋信號到現場(chǎng)總線(xiàn)系統，然后根據生產(chǎn)現場(chǎng)和實(shí)際需要由現場(chǎng)總線(xiàn)系統準確調速。壓力信號取自磁阻式電接點(diǎn)壓力表的動(dòng)點(diǎn)，接在變頻器C1 與COM 端，啟動(dòng)后，變頻器按設定的升速曲線(xiàn)運行，泵輸出的水壓逐漸上升。達到控制壓力，C1 與COM 導通，變頻器按設定的降速曲線(xiàn)，使泵的轉速下降，壓力下降，壓力降低使電接點(diǎn)壓力表觸頭斷開(kāi)，C1 與COM 開(kāi)路，轉速重新按升速曲線(xiàn)運行，這樣供水壓力就在小范圍內波動(dòng)，實(shí)現調速功能。

根據生產(chǎn)需要，還可以在變頻器的電源端加接觸器控制，而變頻器的輸出端則不允許，建議電接點(diǎn)壓力表裝于靠近泵出口受水量影響小的主管路上。

3 結語(yǔ)

變頻調速在生產(chǎn)系統應用中愈來(lái)愈廣泛，采用變頻調速，可實(shí)現軟啟動(dòng)，電動(dòng)機的啟動(dòng)電流不超過(guò)額定電流，對電網(wǎng)和負載的機械沖擊都大大減小，同時(shí)延長(cháng)電機檢修周期和壽命。

我們將在下一步生產(chǎn)中根據運行情況對其它風(fēng)機和泵類(lèi)負載逐步進(jìn)行變頻技術(shù)改造。