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变频器在工业锅炉风机上的应用

2010年8月10日  

    1 概述
    工业蒸汽锅炉的控制系统包括气泡水位控制和燃烧控制系统,是一个多变量输入.多变量输出控制系统,并且系统变量在锅炉运行中相互耦合,因此整个锅炉系统要达到理想的工作状态是不容易的.目前工厂有四台燃煤气蒸汽锅炉,工作时分别由四套控制系统,各自的电动阀门调节各自的气包给水量,燃烧系统风量调节,由工人根据负荷调节风门来调节风量.这样不但浪费了大量的电能和热能,而且迫使阀门调节频繁,易于损害.鉴于此,对锅炉燃烧系统风机电机有改造的必要.
    2 改造方案
    风机泵类等采用变频调速技术实现节能运行是我国节能的一项重点推广技术,受到国家政府的普遍重视.本着既节能降耗,又控制简单的原则,基于原有的系统,设计每台风机由一台变频器拖动的方案.方案中充分运用了锅炉原有的DCS控制系统来控制气泡水位,只增加了变频器.通过对各种变频器的技术指标进行比较,本公司ALPHA6000变频器有较好的性价比.它是用于拖动鼠笼式感应电机的三相供电变频器,采用成熟的微处理控制技术来检测电机的电信号. ALPHA6000的控制和保护系统可以通过参数设定,操作有本地和远程两种方式,提供了一个开放式的通讯系统来系统连接, ALPHA6000提供了多种可编程的故障保护功能和几种非用户可调整的已编程的保护功 ;此外,还提供了故障诊断记录、监视功能、自动复位、自动节能、参数锁定、内置PID调节器、可编程数字、模拟输出、输入信号源的选择和信号处理、启动方式(可以先制动后启动,避免如风机反转启动时跳保护)等功能。具有内置PID控制器是选择变频器的一个因素。ALPHA6000 PID控制器给定值可以是键盘上的电位器或上下键,调试方便给定稳定。
    3、控制原理
    根据燃烧原理控制风量就能控制煤的燃烧,也就能控制蒸汽的压力。如图一所示,变频器接受到启动信号后(来自系统),按照预设定的给定频率(给定频率的设定是以要求的输出蒸汽压力为依据的)启动。输气管道蒸汽压力反馈回变频器输入端与给定信号相比较,差值经变频器内置的PID调节器调整,控制变频器的输出频率,直至达到要求的压力,实现了蒸汽压力恒定闭环控制。在本控制系统中,关键的问题是过程参数PID的整定。由于工业锅炉运行过程中,用气量的多少和蒸汽的大小决定了给风量的大小。为了保证系统的相对稳定运行,不出现大的波动,对生产造成影响,在调试过程中,应先根据经验值确定PID参数,然后根据生产多次反复调整,直至出现相对最佳控制过程。
    4、结束语
    工业锅炉风机,采用变频器调速实现风量控制,稳定性和可靠性高,调节特性好。投入变频器后风机风道挡板在全开位置,风机挡板压流损失减少到近似于零;由于变频器可非常平滑稳定的调整风量,操作人员可灵活的调控燃烧,提高了锅炉的效率。用变频调速后,变频启动转速可从零开始逐渐升高,故带负荷直接启动不会有较大的启动电流,避免了通常风机首先关闭挡板后再启动的要求(无载启动是为了降低启动电流,保护电机)。变频调速使电机运行状况明显改善,维护量大大减少,同时减少机械系统的变速机构和控制机构,使系统更加方便操作,备工作效率更高。系统采用过流、过压、瞬时短电、短路、欠压等多种保护,避免了因此造成电机烧损而影响生产所带来的直接和间接经济损失。更为重要的是它的节能效果,取得了可观的经济效益。
    循环导热油泵泵变频改造
    控制原理:
    在导热油循环系统安装一套普传6000系列的变频调速装置,通过检测供油回油的差压来控制循环油泵的转速,在锅炉的鼓、引风系统安装两套普传6000变频调速装置,通过检测供油温度来通过变频器调节鼓风量及引风量从而控制锅炉的最佳燃烧。
   

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