采用變頻調速技術控制鍋爐引風機電機，極大地改善了工藝操作人員工作條件，改善了風機設備的起動性能，實現(xiàn)了無級調速，可以節(jié)約35%左右的電能，從而達到了節(jié)能降耗、減少設備噪聲污染的目的。

1 概述

鍋爐作為能源轉換的重要設備，在電力、機械、冶金、化工、紡織、造紙、食品等行業(yè)，以及民用采暖中都占據(jù)著重要的角色。根據(jù)生產負荷需求，鍋爐要隨時調整生產狀態(tài)，改變供熱量的多少。用戶在選配風機時，都是根據(jù)工藝要求中出現(xiàn)的最大負荷來確定容量，所以存在著“大馬拉小車”的現(xiàn)象。鍋爐的引風機、鼓風機和二次風機的風量是通過調節(jié)風門大小來實現(xiàn)的，而用來帶動風機的電動機的轉速是不可調節(jié)的，因此造成大量的調節(jié)損失和電能的浪費。基于這種情況，本文提出采用變頻調速技術控制鍋爐引風機電機，極大地改善了工藝操作人員工作條件，改善了風機設備的起動性能，實現(xiàn)了無級調速，可以節(jié)約35%左右的電能，從而達到了節(jié)能降耗、減少設備噪聲污染的目的。

2 問題的提出

通常在工業(yè)生產、產品加工制造業(yè)中風機設備主要用于鍋爐燃燒系統(tǒng)、烘干系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、通風系統(tǒng)等場合，根據(jù)生產需要對爐膛壓力、風速、風量、溫度等指標進行控制和調節(jié)以適應工藝要求和運行工況。而最常用的控制手段則是調節(jié)風門、擋板開度的大小來調整受控對象。這樣，不論生產的需求大小，風機都要全速運轉，而運行工況的變化則使得能量以風門、擋板的節(jié)流損失消耗掉了。在生產過程中，不僅控制精度受到限制，而且還造成大量的能源浪費和設備損耗，從而導致生產成本增加，設備使用壽命縮短，設備維護、維修費用高居不下。風機類設備多數(shù)采用異步電動機直接驅動的方式運行，存在啟動電流大、機械沖擊、電氣保護特性差等缺點。不僅影響設備使用壽命，而且當負載出現(xiàn)機械故障時不能瞬間動作保護設備，時常出現(xiàn)泵損壞同時電機也被燒毀的現(xiàn)象。近年來，出于節(jié)能的迫切需要和對產品質量不斷提高的要求，利用變頻器易操作、免維護、控制精度高，并可以實現(xiàn)高功能化等特點，因而采用變頻器驅動的方案開始逐步取代風門、擋板、閥門的控制方案。

3 改造方案

通常工業(yè)鍋爐上的引風機都是電機以定速運轉，再通過改變引風機入口的擋板開度來調節(jié)風量。而風機的最大特點是負載轉矩與轉速的平方成正比，而軸功率與轉速的立方成正比，因此如將電機的定速運轉改為根據(jù)需要的流量來調節(jié)電機的轉速就可節(jié)約大量的電能。要提高引風機電動機的工作效率，節(jié)約電能，可以在引風機電動機上裝上調速裝置，根據(jù)工作的情況調節(jié)調速器裝置的速度可以滿足工作狀況的要求。實現(xiàn)這一目標的最佳調速裝置就是變頻器。為此，我們在我廠2#鍋爐引風機上進行了實踐。不必對原系統(tǒng)進行大改動，僅增加一變頻器柜，我們選用的變頻器為富士FRN280P11-4CX，額定容量396 kVA，額定輸出電流520 A，配用電抗器型號為CR4-280B。

在鍋爐引風機原電氣控制系統(tǒng)基礎上進行電氣改造，拆除原進線交流接觸器，增加中間繼電器，其它部分均不變。

因為變頻器在風機改造方面得到廣泛的應用，改造后，可根據(jù)工藝狀況需要而調節(jié)變頻器的輸出頻率，以滿足工藝要求。當工藝狀況需要時，讓電動機高速運行以達到工藝要求；當工藝狀況允許時，使電動機低速運轉節(jié)約電能。引風機變頻器運行受鍋爐燃燒控制系統(tǒng)DCS 的控制。調節(jié)DCS 4耀20 mA電流輸入信號，控制變頻器的輸出頻率，以達到穩(wěn)定工況及提高鍋爐熱效率和節(jié)能之目的。2006 年4 月一次性投資30 萬元對鍋爐引風機設備進行變頻調速節(jié)能改造，鍋爐引風機改造電氣原理圖如圖1 所示。