变频调速装置在锅炉引风机节能改造中的应用

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　　摘 要：新安煤业有限责任公司针对10T锅炉引风机引风机、鼓风机的风量受调节限制，研究应用变频调速装置控制和对负载电动机的转速控制，降低设备运行与维护费用，满足煤矿锅炉各种工况运行条件，实现了节能降耗。
　　关键词：锅炉；变频改造；节能降耗
　　1 概 况
　　新安煤业公司两台锅炉，引风机运行时，通过入口的挡板开度来调节风量，迎风机长期在低效区运行。根据负载转矩与转速的平方、轴功率与转速的立方成正比，要提高引风机电动机的工作效率，节约电能，可以在引风机电动机上装上调速装置，根据工作的情况调节调速器装置的速度就可以满足工况要求。因此，需要对矿井锅炉引风机实施变频改造。
　　2 变频改造方案
　　根据我矿实际条件，对我矿10T锅炉引风机上进行了实践。不必对原系统进行大改动，仅增加一变频器柜，我们选用的变频器为西门子MICROMMASTER 430通用型变频器，额定功率7.5KW-250KW，該变频器采用微电脑控制，并采用先进技术水平的绝栅双极型晶体管（IGBT）作为功率输出器件，具有很高的运行可靠性和功能的多样性。在10T 锅炉引风机原电气控制系统基础上进行电气改造，拆除原进线交流接触器，增加中间继电器，其它部分均不变。改造后，可根据工艺状况需要而调节变频器的输出频率，以满足使用风量要求。当风量使用需要较多时，通过调节频率，让电动机高速运行以达到要求；当风量使用需要较少时，使电动机低速运转，保证风量节约电能。引风机变频器运行控制变频器的输出频率控制，以达到稳定工况及提高锅炉热效率和节能之目的。
　　锅炉引风机电机在没有实现变频调速控制之前，一般采用“降压起动”，并且正常运行后，电动机全压、全速运行，而引风机风量的大小则通过风门来调节。一般情况下，风门的开度为只能达到50%- 80%，电机满负荷运行，电动机的工作效率很低，造成很大浪费。变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系：
　　n=60f（1-s）/p；
　　（式中n、f、s、p 分别表示转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数）；
　　通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。变频器就是基于上述原理采用交-直-交电源变换技术、电力电子、微电脑控制等特点。利用变频调速技术，变频器很好地解决了引风机根据实际情况直接控制风量的大小而满足矿井要求，具有以下特点：
　　1.起动、停止平衡，无级调速，调速范围大；
　　2.工作可靠，能长期稳定运行；
　　3.操作简便，维护量小；
　　4.输出特性可满足风机性能要求；
　　5.节能效果显著。
　　根据风机的流量变化与转速成正比，而功率变化与转速变化立方成正比。因此，当风机转速降低时，风量减少，当风机转速增高时，风量增加。
　　3 节能计算
　　10T锅炉引风机电机（YE2-250M-4，P =90 kW，U=380 V，I=165A，功率因数=0.88）改造前、后节能效果计算情况如下：
　　1.改造前实测数据：U=380 V，I=150 A，功率因数=0.78
　　改造前每年耗电量为：90*0.78*24*30*10=505440Kw.h
　　（其中全年按照300天进行计算）
　　2.改造后实测数据：U=380 V，I=130 A，功率因数=0.78
　　P=UI=380*130=49.4KW
　　改造后每年耗电量为：49.4*0.78*24*30*10=277430Kw.h
　　（其中全年按照300天进行计算）
　　3.每年节省的电量：505440-277430=228010 kW·h；
　　节电率：228010/505440 =45%；
　　每年节约电费（按0.55 元/kW·h 计）：228010*0.55=12.5万元。
　　4 结 论
　　10T锅炉引风机通过应用变频调速技术后，改变了原有的操作方式，实现了远程控制，能够有效地适应锅炉生产过程，使系统运行稳定，保持风机高效运转，电机实现了软启动，无冲击电流，设备故障率大大降低，维修费用大为减少。在大大节约电能的基础上，使长期轻载运行的引风机工作在低转速、低电压的状态下，这样就使电机发热少、温升低，延长了使用寿命。变频调速技术也提高了功率因数，使电网损耗减少，效率提高，同时降低了风机噪音，改善了生产环境，保证我矿正常工业生产需求。
　　（作者单位：平凉新安煤业公司）
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