0概述目前,小型热电厂锅炉风机风量的调节一般是由操作人员根据仪表指示来控制风机风门挡板,或是风机的风量通过一次仪表检测后,经aD转换将信号送入锅炉微机控制系统,输出则是经dA转换及电动操作器控制风机风门档板开度,从而达到控制风机风量的目的。如果因为工艺要求要在运行中经常改变风机流量,只好通过调节风门档板的开度大小来控制风机风量,方法虽然简单,但风机长期工作在额定转速下,其电能有相当部分损失在档板上。这种通过人为加阻力来凋节风量的方法浪费大量电能。因此,在大庆新华电厂2锅炉技术改造中,我们选择了交流变02―10修订稿日期:2⑴6―03―02:葛鑫(1971),男,黑龙江省电力开发公司工程1994-201师,(从事电力设计(、项目投资和信册(工作6nic频调速器作为调节风机风量的控制设备安装投运后,使用正常,性能稳定,与没装交流变频调速器的风机相比,风机效率有所提高,节能效益十分显著。
近代变频调速技术是80年代兴起的,它解决了交流调速问题,输出频率可以在2.4~400Hz的范围内按需要选择而且变频是平滑过渡的,使其调速性能和直流电机一样好。同时,它具有强大的软启动功能,在启动过程中,使电机慢慢转动,避免电机在启动过程中遭受大的冲击。这种优点在供电电源容量相对较小时表现得尤为突出,因此在我国得到了迅速推广应用。为变频凋速器结构框图。图中:frh为频率设定器;accDec为加减速控制电路;aD为模数变换;v/f为压频变换;BD为基极驱动电路;CPU为单片微处理器;为显示电路rights 1风机采用交流变频调速的节能原理表示一台风机档板的开启角度(a与风量(Q)、风压(H)及电机转速n之间关系的曲线。
当电机以额定速度no运行,档板角度以a(全开)aa变化时,压力与流量只能是沿ABC点变化。即若想减小风量到Qi,则必须减小档板开度到a,这使得档板前压力由原来H.提高到Hh.实现调速控制后,让档板全开(开度为a),使风机转速降至ni,且风量等于Qi,压力等于Hi;那么在工艺上则与档板调节一样,达到控制燃烧的要求,而在电机的功耗上则大不一样。风机电机消耗的功率N(kW)所以,采用变频调速比档板调节节省的电能为:N=Nd*Nt=咏。Qi(2)节能率为:Nt、Ncl*分别为调速调节与档板调节时的电机功率;△H为档板调节与调速涧的风机风压差;从另外角度分析,由于QntHn,Nn3,当风量由Q降到Qi时,与额定工况电机功率N比较,采用调速调节时电机的功率为:由于风机功率与其转速的三次方成比例,如风量由i00%下降到50%,则风机转速也相应降到50%,风压降到25%,而电机消耗的功率则下降到i2.5%,也就是说节电87. 5%,这只是理论上与额定功率比较的计算值,实际上Nd可能低于N.而且由于转速的下降可能会引起电机和风机效率的降低,即使扣除这一因素,节电效果也是十分明显的,特别是用在负载变化频繁、变化范围大的风机上,节能效果更为突出。
2系统组成风机的风量。该变频器的特点是:a)调速范围广,机械特性硬。可调频率为2.4―400Hz具有恒转矩调速特性。
(2)可由用户设定加减速,实现软启动。电机的加/减速可以任意设定,从0到fmx和从fmx到0的时间可以在0.2~3600秒之间设定。
0~5V电压,变频器的输出频率随控制信号成比例变化。
电动机启动平稳,无冲击电流。变频器的功率因数高。
变频调速器输出频率与输出电压成比例增减。输出频率上限和下限可任意设定。
有很好的保护功能,当出现过电流、过电压、欠电压、缺相、失速等多种异常现象时,均有保护措施,并且有报警及由LED显示器指出故障类型的功能。
节能效果显著。变频凋速器柜安装在动力配电间内,控制调节开关安装在锅炉热控台上,中间通过屏蔽电缆联接,屏蔽层应可靠接地。
系统接线如所示。工频电源取自动力配电箱,考虑到变频调速故障后退出运行的情况,配电箱中鼓风机回路仍配置一套常规电磁操作保护装置。图中ZK为动力配电箱上自动空气开关,HK为双投刀开关。变频器正常工作时,电机电源由变频器提供,变频器出现故障时手动切换HK到工频电源,保证系统可靠生产。
3风机测试数据及经济效益交流变频调速器投入运行以来,鼓风机运行正常。为了取得风机运行的有关技术数据,在运行单位配合下分别对变频调速器投入和变频调速器退出后的鼓风机进行了测试计算,表1列出了变频调速投入前后鼓风机运研的测试数据。由于FRN030G7h型交流变频调速器具有自动节能运行功能,由表1可见,投入变频调速器后,电机的电压、电流明显下降,电机输入功明显减少,节电效果十分显著。
表1项目变频器投入前变频器投入后电压(V)电流(A)频率(Hz)风门开度(%)电机输入功率(kW)则设备投资回收期为5.03年。
综上所述,在风机上采用交流变频凋速,节电效果明显,同时,还降低了电机转速,减少了噪音对环境的污染。也可以得出这样的结论,在引风机、二次风机等风机类需要经常调节风量的设备上,采用交流变频调速器同样有效。
变频调速器一次性设备投资略高一些,目前大多数应用的企业都是利用其卓越的、其它调速方式无法比拟的调速性能来提高产品的质量和产量。据资料统计,我国现有风机、栗类产品6000余万台(套),年用电量约占工业总耗电量的40%左右。如果改用交流变频器改变电机转速方法调节流量,节能效果和经济效益是十分显著的。
随着人们能源忧患意识的提高,建设节约型、环境友好型社会观念的不断加强,交流变频调速技术会显示出强大的优势,变频器也会得到更广泛应用。