變頻調(diào)速裝置在鍋爐引風(fēng)機(jī)節(jié)能改造中的應(yīng)用

完宏偉

摘 要：新安煤業(yè)有限責(zé)任公司針對(duì)10T鍋爐引風(fēng)機(jī)引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量受調(diào)節(jié)限制，研究應(yīng)用變頻調(diào)速裝置控制和對(duì)負(fù)載電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制，降低設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)費(fèi)用，滿足煤礦鍋爐各種工況運(yùn)行條件，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗。

關(guān)鍵詞：鍋爐；變頻改造；節(jié)能降耗

1 概 況

新安煤業(yè)公司兩臺(tái)鍋爐，引風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，通過入口的擋板開度來調(diào)節(jié)風(fēng)量，迎風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期在低效區(qū)運(yùn)行。根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方、軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，要提高引風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的工作效率，節(jié)約電能，可以在引風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)上裝上調(diào)速裝置，根據(jù)工作的情況調(diào)節(jié)調(diào)速器裝置的速度就可以滿足工況要求。因此，需要對(duì)礦井鍋爐引風(fēng)機(jī)實(shí)施變頻改造。

2 變頻改造方案

根據(jù)我礦實(shí)際條件，對(duì)我礦10T鍋爐引風(fēng)機(jī)上進(jìn)行了實(shí)踐。不必對(duì)原系統(tǒng)進(jìn)行大改動(dòng)，僅增加一變頻器柜，我們選用的變頻器為西門子MICROMMASTER 430通用型變頻器，額定功率7.5KW-250KW，該變頻器采用微電腦控制，并采用先進(jìn)技術(shù)水平的絕柵雙極型晶體管（IGBT）作為功率輸出器件，具有很高的運(yùn)行可靠性和功能的多樣性。在10T 鍋爐引風(fēng)機(jī)原電氣控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行電氣改造，拆除原進(jìn)線交流接觸器，增加中間繼電器，其它部分均不變。改造后，可根據(jù)工藝狀況需要而調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，以滿足使用風(fēng)量要求。當(dāng)風(fēng)量使用需要較多時(shí)，通過調(diào)節(jié)頻率，讓電動(dòng)機(jī)高速運(yùn)行以達(dá)到要求；當(dāng)風(fēng)量使用需要較少時(shí)，使電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，保證風(fēng)量節(jié)約電能。引風(fēng)機(jī)變頻器運(yùn)行控制變頻器的輸出頻率控制，以達(dá)到穩(wěn)定工況及提高鍋爐熱效率和節(jié)能之目的。

鍋爐引風(fēng)機(jī)電機(jī)在沒有實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速控制之前，一般采用“降壓起動(dòng)”，并且正常運(yùn)行后，電動(dòng)機(jī)全壓、全速運(yùn)行，而引風(fēng)機(jī)風(fēng)量的大小則通過風(fēng)門來調(diào)節(jié)。一般情況下，風(fēng)門的開度為只能達(dá)到50%- 80%，電機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)的工作效率很低，造成很大浪費(fèi)。變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系：

n=60f（1-s）/p；

（式中n、f、s、p 分別表示轉(zhuǎn)速、輸入頻率、電機(jī)轉(zhuǎn)差率、電機(jī)磁極對(duì)數(shù)）；

通過改變電動(dòng)機(jī)工作電源頻率達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。變頻器就是基于上述原理采用交-直-交電源變換技術(shù)、電力電子、微電腦控制等特點(diǎn)。利用變頻調(diào)速技術(shù)，變頻器很好地解決了引風(fēng)機(jī)根據(jù)實(shí)際情況直接控制風(fēng)量的大小而滿足礦井要求，具有以下特點(diǎn)：

1.起動(dòng)、停止平衡，無級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍大；

2.工作可靠，能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行；

3.操作簡(jiǎn)便，維護(hù)量小；

4.輸出特性可滿足風(fēng)機(jī)性能要求；

5.節(jié)能效果顯著。

根據(jù)風(fēng)機(jī)的流量變化與轉(zhuǎn)速成正比，而功率變化與轉(zhuǎn)速變化立方成正比。因此，當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，風(fēng)量減少，當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速增高時(shí)，風(fēng)量增加。

3 節(jié)能計(jì)算

10T鍋爐引風(fēng)機(jī)電機(jī)（YE2-250M-4，P =90 kW，U=380 V，I=165A，功率因數(shù)=0.88）改造前、后節(jié)能效果計(jì)算情況如下：

1.改造前實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)：U=380 V，I=150 A，功率因數(shù)=0.78

改造前每年耗電量為：90*0.78*24*30*10=505440Kw.h

（其中全年按照300天進(jìn)行計(jì)算）

2.改造后實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)：U=380 V，I=130 A，功率因數(shù)=0.78

P=UI=380*130=49.4KW

改造后每年耗電量為：49.4*0.78*24*30*10=277430Kw.h

（其中全年按照300天進(jìn)行計(jì)算）

3.每年節(jié)省的電量：505440-277430=228010 kW·h；

節(jié)電率：228010/505440 =45%；

每年節(jié)約電費(fèi)（按0.55 元/kW·h 計(jì)）：228010*0.55=12.5萬元。

4 結(jié) 論

10T鍋爐引風(fēng)機(jī)通過應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)后，改變了原有的操作方式，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制，能夠有效地適應(yīng)鍋爐生產(chǎn)過程，使系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，保持風(fēng)機(jī)高效運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng)，無沖擊電流，設(shè)備故障率大大降低，維修費(fèi)用大為減少。在大大節(jié)約電能的基礎(chǔ)上，使長(zhǎng)期輕載運(yùn)行的引風(fēng)機(jī)工作在低轉(zhuǎn)速、低電壓的狀態(tài)下，這樣就使電機(jī)發(fā)熱少、溫升低，延長(zhǎng)了使用壽命。變頻調(diào)速技術(shù)也提高了功率因數(shù)，使電網(wǎng)損耗減少，效率提高，同時(shí)降低了風(fēng)機(jī)噪音，改善了生產(chǎn)環(huán)境，保證我礦正常工業(yè)生產(chǎn)需求。

（作者單位：平?jīng)鲂掳裁簶I(yè)公司）