在熱力生產(chǎn)中，對(duì)供水量、供水壓力、爐膛所需風(fēng)量、風(fēng)壓等的調(diào)節(jié)。由頻率轉(zhuǎn)換控制。與傳統(tǒng)方法相比，具有明顯的節(jié)能效果。
一、導(dǎo)言
在撫順工業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)的，供熱機(jī)組安裝了兩臺(tái)20t/h蒸汽鍋爐。每臺(tái)鍋爐有一臺(tái)90kW的引風(fēng)機(jī)、一臺(tái)55kW的送風(fēng)機(jī)和一臺(tái)45kW的鍋爐水泵電機(jī)。用戶(hù)以生產(chǎn)企業(yè)為主，常年運(yùn)行，但負(fù)荷不穩(wěn)定，鍋爐啟停頻繁，多數(shù)情況下處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。因此，生產(chǎn)成本高，經(jīng)濟(jì)效益不好，特別是在低負(fù)荷狀態(tài)下，電能浪費(fèi)嚴(yán)重。為此，擬對(duì)鍋爐引風(fēng)系統(tǒng)和給水系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造。通過(guò)采用變頻調(diào)速，取得了良好的節(jié)能效果。
二、空氣供應(yīng)系統(tǒng)
在鍋爐燃燒調(diào)節(jié)過(guò)程中，要求在不同的負(fù)荷工況下保持蒸汽壓力恒定。為了保證鍋爐蒸汽產(chǎn)量與供熱之間的相對(duì)平衡，有必要調(diào)入爐煤量、空氣量和風(fēng)壓，使?fàn)t膛熱量達(dá)到一定值。空氣量和爐內(nèi)空氣壓力決定了煤層的燃燒率和效率，并影響鍋爐蒸汽產(chǎn)量和恒定的主蒸汽壓力。
傳統(tǒng)的風(fēng)量和風(fēng)壓調(diào)節(jié)是通過(guò)電動(dòng)執(zhí)行器調(diào)節(jié)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其缺點(diǎn)如下:
1)負(fù)荷大時(shí)，必須開(kāi)大風(fēng)門(mén)，增加爐內(nèi)風(fēng)壓和風(fēng)量，加快煤層燃燒速度，以增加單位時(shí)間的蒸汽產(chǎn)量，滿足供汽要求；當(dāng)負(fù)載較小時(shí)，風(fēng)門(mén)必須關(guān)小。在兩種情況下，引風(fēng)機(jī)都保持額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行。當(dāng)負(fù)荷較小時(shí)，引風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的巨大風(fēng)量被風(fēng)門(mén)擋住，只有一小部分進(jìn)入風(fēng)道，增加了壓差損失，浪費(fèi)了電能，增加了生產(chǎn)成本，降低了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
2)引風(fēng)機(jī)功率大，在工頻供電的情況下，需要龐大的降壓?jiǎn)?dòng)裝置。為此主回路需要配備大功率接觸器、電抗器等降壓?jiǎn)?dòng)裝置，這樣會(huì)增加主回路中的電氣設(shè)備數(shù)量。在頻繁啟動(dòng)和制動(dòng)的情況下，設(shè)備故障率會(huì)增加，維修量會(huì)增加，甚至?xí)仁瑰仩t停機(jī)處理故障，無(wú)法正常供汽，影響用戶(hù)的正常生產(chǎn)，不僅造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)影響供熱單位的聲譽(yù)。
3)在頻繁啟動(dòng)和制動(dòng)的情況下，產(chǎn)生的啟動(dòng)浪涌電流會(huì)對(duì)電網(wǎng)和風(fēng)機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生一定的影響，直接影響電網(wǎng)的供電質(zhì)量和風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
4)通過(guò)電動(dòng)執(zhí)行器、伺服放大器、操作器等復(fù)雜的操作機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)。但同時(shí)由于輔助設(shè)備多，同時(shí)也增加了設(shè)備故障率。
但風(fēng)量調(diào)節(jié)采用變頻調(diào)速。由于變頻啟動(dòng)是軟啟動(dòng)，減少了啟動(dòng)過(guò)程對(duì)電網(wǎng)和風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的沖擊，降低了啟動(dòng)過(guò)程中的功耗。因此具有效率高、調(diào)速范圍寬、特性硬、調(diào)節(jié)精度高、制動(dòng)方便靈活、能耗低、故障率低、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。另外，風(fēng)壓和風(fēng)量的調(diào)節(jié)是通過(guò)操作面板的變頻器電位器控制引風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速直接實(shí)現(xiàn)的。取消了風(fēng)門(mén)及其復(fù)雜的操作機(jī)構(gòu)，使風(fēng)道暢通無(wú)阻，減少了壓差和風(fēng)量的損失。同時(shí)，原來(lái)龐大的降壓設(shè)備被取消了，也減少了
引風(fēng)機(jī)調(diào)速裝置通過(guò)變頻技術(shù)改造后，具有以下特點(diǎn):
1)自動(dòng)能量?jī)?yōu)化，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)定額的充分應(yīng)用，方便了泵和風(fēng)機(jī)的速度控制，可以更好的調(diào)節(jié)過(guò)程；
2)軟啟動(dòng)功能避免了啟動(dòng)過(guò)程對(duì)電網(wǎng)和風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的沖擊；
3)內(nèi)置進(jìn)線電抗器，允許電機(jī)進(jìn)線電纜長(zhǎng)度為150m；
4)完備的保護(hù)，如電機(jī)過(guò)載保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)、接地錯(cuò)誤保護(hù)、短路保護(hù)等。
5)安裝調(diào)試簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，能耗低，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低。
三、供水系統(tǒng)
在原鍋爐給水系統(tǒng)中，一臺(tái)45kW電機(jī)驅(qū)動(dòng)水泵長(zhǎng)期運(yùn)行，水量和給水壓力的調(diào)節(jié)是通過(guò)用執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)給水閥門(mén)的開(kāi)度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。它的缺點(diǎn)是給水泵總是在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，浪費(fèi)電能。另外，供水附屬設(shè)備復(fù)雜，執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作頻繁，穩(wěn)定性差。變頻調(diào)速改造后，去掉了所有調(diào)節(jié)供水閥門(mén)的裝置，閥門(mén)開(kāi)度最大化，由水位自動(dòng)控制表或壓力控制器直接輸出4 ~ 20mA電流信號(hào)，實(shí)現(xiàn)PID閉環(huán)控制，調(diào)節(jié)頻率，改變供水電機(jī)轉(zhuǎn)速，改變供水壓力和流量，滿足不同負(fù)荷下水量和水壓的需要。
利用變頻調(diào)速技術(shù)，以及鍋爐上原有的壓力傳感器和壓力控制器，液位自動(dòng)控制儀形成了壓力和液位雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。
四、技術(shù)改造效果
通過(guò)水泵變頻器改造的送風(fēng)系統(tǒng)和供水系統(tǒng)自實(shí)現(xiàn)以來(lái)，便取得了明顯的節(jié)能節(jié)水效果。據(jù)測(cè)算，改造后節(jié)電約35%，節(jié)水約20%。此外，改造后設(shè)備故障率大大降低，熱態(tài)停機(jī)時(shí)間減少，維護(hù)人員工作量減少，維護(hù)成本降低?？傊?，技術(shù)改造后，生產(chǎn)成本明顯降低，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益提高。據(jù)初步估算，設(shè)備投資將在一年半內(nèi)收回。
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