變頻器在供暖鍋爐循環(huán)水泵和風(fēng)機上應用

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

對于供暖鍋爐來(lái)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)節能降耗的重要方式和途徑。

在鍋爐供暖系統中，主要有風(fēng)量調節風(fēng)機，循環(huán)水泵，給煤電機等用電設備。其中風(fēng)機主要調節進(jìn)風(fēng)量的大小，風(fēng)量調節過(guò)大，空氣含氧量超標，那就浪費了熱能，風(fēng)量調節過(guò)少，煤渣殘留碳粉過(guò)多，又浪費了煤。因此為提高控制水平，保證空氣含氧量和煤渣殘留碳粉達標，必須對風(fēng)量進(jìn)行有效調節，調節方式必須方便，靈敏，可靠。以往調節風(fēng)量的大小都是通過(guò)調節風(fēng)門(mén)的開(kāi)度來(lái)實(shí)現的，這種方式不論是人工調節還是機械自動(dòng)化儀表調節都有相當一部分的電能轉換機械能消耗在風(fēng)門(mén)的阻力上，無(wú)法達到節能的目的。

變頻調速在風(fēng)機水泵上應用節能原理

理論上風(fēng)機風(fēng)量（Q），風(fēng)壓（H）與電機轉速（N），電機的功率（P）成以下關(guān)系：

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

當風(fēng)量減少電機轉速下降時(shí)，其電機輸入功率迅速降低。如風(fēng)量下降到80%，電機轉速也下降到80%，其電機的軸功率則下降到額定功率的51%;若風(fēng)量下降到50%，則電機軸功率則為實(shí)際功率的14%左右。因此節電潛力是很大的。這個(gè)道理同樣適合于供水的循環(huán)水泵。因此對風(fēng)量流量調節范圍很大的風(fēng)機水泵，采用調速控制取代風(fēng)門(mén)，閥門(mén)調節，是實(shí)現節能的有效途徑。

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

1 效率高，沒(méi)有因調速帶來(lái)的附加轉差損耗;

2 調速范圍大，精度高，無(wú)級調速;

3 帶多種模擬量輸入輸出控制接口，容易實(shí)現協(xié)調控制和閉環(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配套使用，因此用此方法對舊設備改造，既保持了原電機的結構簡(jiǎn)單，可靠耐用，維護方便的優(yōu)點(diǎn)，又能達到節能顯著(zhù)的效果，是風(fēng)機水泵交流調速節電的較理想方法。

惠豐變頻器改造鍋爐及其效果

煙臺熱電廠(chǎng)熱力總公司1999年在對供熱管路循環(huán)水泵（160KW）和自備的一臺鍋爐進(jìn)行了變頻改造（鍋爐鼓風(fēng)機22KW，引風(fēng)機15KW，爐排電機3.7KW），為提高鍋爐風(fēng)量的控制水平，又能達到節能的效果，決定用變頻調速方式對此進(jìn)行改造。針對160KW循環(huán)水泵，原來(lái)因水泵一直高速運轉，時(shí)間一長(cháng)，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(guò)人工調節閥門(mén)的開(kāi)度來(lái)調節熱水的供應量，很麻煩，同時(shí)造成了電能的浪費。公司決定對此也進(jìn)行改造。

1 節電效果：



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

2 節煤效果



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%，每月節煤47.9噸。經(jīng)濟效益顯著(zhù)。

對工作環(huán)境的影響

由于采用了變頻調速，可以根據用氣量的變化可以隨時(shí)調整引風(fēng)機，鼓風(fēng)機的風(fēng)量，公司環(huán)保部和計量部對現場(chǎng)進(jìn)行了測試，噪聲由原來(lái)的94分貝下降到84分貝，受到操作人員的好評

對維修的影響

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

對循環(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管網(wǎng)的壓力，通過(guò)PID調節給出模擬信號控制變頻器，變頻器給出一定的電壓和頻率給160KW的水泵，來(lái)調節泵的轉速和輸出功率，形成一個(gè)閉環(huán)反饋系統來(lái)維持管網(wǎng)的壓力穩定。

改造后電機和泵的轉速可以根據所需壓力自動(dòng)降下來(lái)，軸承和其他機械部件維修量也大大降低，故障停機率下降64%。 最關(guān)鍵的是通過(guò)這種方式能耗下降到了原來(lái)的57%，節能率達到43%， 供熱穩定受到社區居民的好評。

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