丹佛斯變頻器在鍋爐引風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用

 

 2.1 風(fēng)機(jī)是一種平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，其基本參數(shù)有：

 

①風(fēng)量Q：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流過(guò)風(fēng)機(jī)的空氣量;

 

②風(fēng)壓H：當(dāng)空氣流過(guò)風(fēng)機(jī)時(shí)，風(fēng)機(jī)給予每立方米空氣的總能量稱(chēng)為風(fēng)機(jī)的全壓Ht(Pa),其由靜壓Hd和動(dòng)壓Hg組成，即Ht=Hd+Hg;

 

③功率P：風(fēng)機(jī)工作有效的總功率，Pt=Q•Ht;

 

④效率η：風(fēng)機(jī)空氣功率除以風(fēng)機(jī)軸功率。

 

2.2 風(fēng)機(jī)特性曲線(xiàn)

 

H-Q曲線(xiàn)：當(dāng)轉(zhuǎn)速恒定時(shí)，風(fēng)壓與風(fēng)量間的關(guān)系特性;

 

P-Q曲線(xiàn)：當(dāng)轉(zhuǎn)速恒定時(shí)，功率與風(fēng)量間的關(guān)系特性;

 

η-Q曲線(xiàn)：當(dāng)轉(zhuǎn)速恒定時(shí)，風(fēng)機(jī)的效率特性。

 

在不同轉(zhuǎn)速控制時(shí)的H-Q曲線(xiàn)如圖一所示：

 

由流體力學(xué)可知：P(功率)=Q(流量)×H(壓力)

 

而 Q/Qe=n/ne

 

H/He=(n/ne)2

 

P/Pe=(n/ne)3

 

Qe: 風(fēng)機(jī)的額定流量

 

He: 風(fēng)機(jī)的額定壓力

 

Pe：風(fēng)機(jī)的額定功率

 

ne：風(fēng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速

 

由上述公式可知：如果風(fēng)機(jī)的效率一定，當(dāng)要求調(diào)節(jié)流量Q下降時(shí)，轉(zhuǎn)速n可成比例下降，此時(shí)風(fēng)機(jī)的軸輸出功率P是成立方關(guān)系下降。即風(fēng)機(jī)電機(jī)的耗電功率P與其轉(zhuǎn)速n近似成立方關(guān)系。

 

2.3 管網(wǎng)的風(fēng)阻特性

 

當(dāng)管網(wǎng)的風(fēng)阻特性保持不變時(shí)，風(fēng)量與通風(fēng)阻力之間的關(guān)系為：

 

K=R·Q2

 

K：通風(fēng)阻力，單位(Pa)

 

R:風(fēng)阻，單位(kg/ m3)

 

Q:風(fēng)量，單位(m3/s)

 

由風(fēng)量與通風(fēng)阻力之間的關(guān)系式可知：風(fēng)阻特性曲線(xiàn)為拋物線(xiàn)(如圖一中的R曲線(xiàn)所示)。

 

2.4風(fēng)機(jī)的節(jié)能原理

 

三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)速與頻率的關(guān)系為

 

n=60f(1-s)/P

 

當(dāng)改變定子繞組的電源頻率時(shí)，就可以改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，即可調(diào)節(jié)風(fēng)量的大小，因此調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速就可相應(yīng)地調(diào)節(jié)輸入風(fēng)機(jī)的功率，這樣就避免了風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)風(fēng)量時(shí)消耗在風(fēng)門(mén)上的功率。

 

3、引風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

 

在此鍋爐引風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速控制中，利用變頻器的段速功能根據(jù)鍋爐的不同工作狀態(tài)自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)頻率，從而達(dá)到調(diào)節(jié)引風(fēng)量的目的。

 

此鍋爐為負(fù)壓燃燒的鍋爐，如爐膛壓力偏高，火焰就可能?chē)姵�，損壞設(shè)備或燒傷人員;而如果爐膛負(fù)壓過(guò)大，則會(huì)吸入過(guò)多的冷空氣，致使?fàn)t膛溫度降低，增加熱損失。

 

鍋爐的啟動(dòng)應(yīng)緩慢進(jìn)行，其啟動(dòng)過(guò)程為：

 

①水系統(tǒng)檢查

 

②啟動(dòng)引風(fēng)機(jī)

 

③啟動(dòng)鍋爐，此時(shí)鍋爐自控系統(tǒng)先啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)對(duì)爐膛和風(fēng)道進(jìn)行吹掃

 

④點(diǎn)燃過(guò)程，電極產(chǎn)生高壓電火花，燃油助燃器開(kāi)始點(diǎn)燃，燃燒器電磁閥開(kāi)通，點(diǎn)小火，火焰監(jiān)測(cè)器開(kāi)始工作，如燃燒正常，延遲一分鐘，啟動(dòng)大火電磁閥點(diǎn)大火，經(jīng)監(jiān)測(cè)大火正常后，轉(zhuǎn)為正常燃燒階段

 

⑤根據(jù)蒸氣用量情況鍋爐在大火、小火之間反復(fù)切換

 

在鍋爐的運(yùn)行過(guò)程中，鍋爐自控系統(tǒng)根據(jù)大、小火電動(dòng)閥的不同工作情況自動(dòng)調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)入口檔板的開(kāi)度調(diào)節(jié)鼓風(fēng)量大小，而引風(fēng)機(jī)則是通過(guò)人工調(diào)節(jié)其風(fēng)門(mén)的大小調(diào)節(jié)其引風(fēng)量，考慮到鍋爐實(shí)際運(yùn)行情況及投資成本，我們運(yùn)用變頻器的段速功能對(duì)鍋爐引風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速改造，其電氣原理如圖三所示：

 

該調(diào)速系統(tǒng)所用的變頻器為丹佛斯變頻器VLT2800系列7.5KW及15KW變頻器各一臺(tái)，以4噸鍋爐7.5KW引風(fēng)機(jī)為例說(shuō)明：

 

先按電機(jī)銘牌設(shè)變頻器相關(guān)電機(jī)參數(shù)，其它參數(shù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試設(shè)置如下：

 

214=2(外部/預(yù)置)

 

215=64(32Hz,50*64%)

 

216=72(36Hz,50*72%)

 

217=80(40Hz,50*80%)

 

302=7(18輸入端子啟動(dòng))

 

304=24(27輸入端子預(yù)參考值作用)

 

305=22(預(yù)置參考值，最低位)

 

307=23(預(yù)置參考值，最高位)

 

系統(tǒng)工作原理：

 

①當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，中間繼電器KA1吸合，變頻器啟動(dòng)，同時(shí)27輸入端子得電預(yù)置參考值起作用，變頻器輸出32Hz;

 

②當(dāng)鍋爐鼓風(fēng)完成后進(jìn)入大火燃燒階段，33輸入端子得電，變頻器輸出40Hz;

 

③當(dāng)需要小火時(shí)，29端子得電，33端子失電，變頻器輸出36Hz;

 

④鍋爐根據(jù)生產(chǎn)蒸汽用量在大火與小火之間切換。

 

6噸爐的工作原理與4噸爐的工作原理相同，只是各段速設(shè)置不同。

 

4、結(jié)束語(yǔ)

 

對(duì)4噸及6噸鍋爐的引風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速改造后，其節(jié)能效果相當(dāng)明顯：

 

①不需再由人工調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)檔板，提高了鍋爐自動(dòng)化運(yùn)行水平;

 

②提高了鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定性，降低了燃油損耗;

 

③引風(fēng)機(jī)速度平均下降30%左右，從而節(jié)省了大量電能(丹佛斯變頻器)。