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鍋爐變頻調速技術應用

時間:2007-05-24 09:33:00來源:hanjuan

導語:?傳統(tǒng)的鍋爐水位控制系統(tǒng)中,給水泵是連續(xù)恒速運行的。
一、鍋爐變頻調速供水控制系統(tǒng)   傳統(tǒng)的鍋爐水位控制系統(tǒng)中,給水泵是連續(xù)恒速運行的,并且流量的控制是通過調節(jié)水管道中調節(jié)閥和回流支路實現(xiàn)的。這兩種方法都存在明顯的缺陷。采用調節(jié)閥調節(jié)時,由于閥門的開度的減小,水泵出口的壓力會上升閥門兩邊的壓差將增大。當增大到很大時不但會造成水泵的能量的浪費,而且使該水泵的振動和磨損加大,進而壽命縮短。采用回流支路調整時,大量的水回流也同樣造成能量的消耗。   水泵的工作原理   由水泵的工作原理可知流量與轉速N成正比,揚程H與轉速N的平方成正比,軸功率P與轉速N三次方成正比,電機的轉速與電源頻率F成正比,因此改變電源頻率,可改變電動機即給水泵的轉速,從而達到調節(jié)給水流量的目的。   系統(tǒng)組成及原理   本系統(tǒng)主要由一單片機和一臺變頻器組成,這里汽包水位是被控變量,給水量與蒸發(fā)量是兩個輔助的沖量,這三個變量是由電動差壓變送器進行檢測,然后經過單電機的計算輸出4~20mA的電流信號控制變頻器以實現(xiàn)給水泵轉速的調節(jié)。   在設計系統(tǒng)時,首先應確定變頻器的輸出頻率,因為這一參數(shù)的選擇關系到整個系統(tǒng)的控制效果,應根據水泵流量,揚程等參數(shù)和最大用水量和最小用水量確定。   變頻器的工作狀態(tài)   變頻器通過與外部電路相連的輸入輸出端子設置。手動和自動兩種工作狀態(tài),手動工作狀態(tài)通過調節(jié)電位器來給定變頻器輸出頻率,這種工作狀態(tài)是在單電機因某種情況停用時進行操作的,自動工作狀態(tài)時由單片機的輸出信號進行控制。   在實際應用中,該系統(tǒng)較傳統(tǒng)調節(jié)閥控制方式最實出的優(yōu)點是同期節(jié)電率高達近20%并且水泵磨損嚴重的問題得到解決,維修率明顯降低,延長設備的使用壽命而且能更好地提高系統(tǒng)的自動化水平。   二、鍋爐變頻調速的鼓(引)風控制系統(tǒng)   另外,鍋爐的鼓(引)風機的風量也是經常變動的,由于汽量變化是經常變化的,所以風 量就需要經常調節(jié)如由閥門調節(jié),鍋爐的控制室到閥門的距離較遠,操作十分不便,也不可能調節(jié)得當,風量調節(jié)過大,空氣含氧量超標,浪費了熱能,風量調節(jié)過小,煤渣殘留碳份超標又浪費了煤,因此為了提高控制水平,保證空氣含氧量和煤渣殘留的碳份達標,必須對風量進行有效的調節(jié),調節(jié)的方式,必須方便、靈敏、可靠。   為了提高鍋爐風量的控制水平,又能達到節(jié)能的效果,采用變頻調速方式對風量進行調節(jié),是首選的方案。由于應用變頻調速技術可根據用汽量的變化,隨時調整鼓引風機的轉速,減少了噪音對環(huán)境的污染(電機均運行于額定轉速以下,風的噪音隨之下降)對提高工業(yè)衛(wèi)生水平起到一定的作用,由于鼓引風機長期低于額定轉速的狀態(tài)之下運行電機及風機的軸承不易損壞,延長了使用壽命,電機的發(fā)熱量也減少了,維修量下降。停機時間減少,節(jié)約了大量的維修費用。   應用變頻器的節(jié)能效果   一般使用的風機、水泵設備額定的風量、流量,通常都超過實際需要的風量流量,又因為工藝要求需要在運行中變更風量、流量,而目前,采用檔板或閥門來調節(jié)風量和流量的調節(jié)方式較為普遍,雖然方法簡單,但實際上是通過人為增加阻力的辦法達到調節(jié)的目的,這種節(jié)流調節(jié)方法浪費大量電能,回收這部分電能損耗會收到很大的節(jié)能效果。   從流體力學原理知道,風機風量與轉速及電機功率的關系,用下述關系式表示: 式中,Q-風量(流量)H-風壓(揚程)P-軸功率n-轉速當風量減少風機轉速下降時,其電動機輸入功率迅速降低,例如風量下降到80%,轉速(n)也下降到80%時其軸功率則下降到額定功率的51%;若風量下降到50%,軸功率將下降到額定功率的13%,其節(jié)電潛力非常大,下圖兩條曲線之間的陰影部分表示了采用變頻調速方式的節(jié)電效果。   上述的原理也基本適用于水泵,因此對風量流量調節(jié)范圍較大的風機水泵,采用調速控制來代替風門或閥門調節(jié),是實現(xiàn)節(jié)能的有效途徑。   驅動風機,水泵,大多數(shù)為交流異步電機,(大功率的多數(shù)為同步電機),異步電動機或同步電動機的轉速與電源的頻率f成正比,改變定子供電頻率就改變了電動機的轉速,變頻調速裝置,是將電網50Hz的交流電,變成頻率可調電壓可調的交流電去驅動交流電動機實現(xiàn)調速的。   變頻調速的特點是效率高,沒有因調速帶來的附加轉差損耗,調速的范圍大,精度高、無級調速。容易實現(xiàn)協(xié)調控制和閉環(huán)控制,由于可以利用原鼠籠式電動機,所以特別適合于對舊設備的技術改造,它既保持了原電動機結構簡單、可靠耐用、維護方便的優(yōu)點,又能達到節(jié)電的顯著效果,是風機水泵節(jié)能的較理想的方法。

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