變頻調速裝置在鍋爐引風機節能改造中的應用

完宏偉

摘 要：新安煤業有限責任公司針對10T鍋爐引風機引風機、鼓風機的風量受調節限制，研究應用變頻調速裝置控制和對負載電動機的轉速控制，降低設備運行與維護費用，滿足煤礦鍋爐各種工況運行條件，實現了節能降耗。

關鍵詞：鍋爐；變頻改造；節能降耗

1 概 況

新安煤業公司兩臺鍋爐，引風機運行時，通過入口的擋板開度來調節風量，迎風機長期在低效區運行。根據負載轉矩與轉速的平方、軸功率與轉速的立方成正比，要提高引風機電動機的工作效率，節約電能，可以在引風機電動機上裝上調速裝置，根據工作的情況調節調速器裝置的速度就可以滿足工況要求。因此，需要對礦井鍋爐引風機實施變頻改造。

2 變頻改造方案

根據我礦實際條件，對我礦10T鍋爐引風機上進行了實踐。不必對原系統進行大改動，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，并采用先進技術水平的絕柵雙極型晶體管（IGBT）作為功率輸出器件，具有很高的運行可靠性和功能的多樣性。在10T 鍋爐引風機原電氣控制系統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。改造后，可根據工藝狀況需要而調節變頻器的輸出頻率，以滿足使用風量要求。當風量使用需要較多時，通過調節頻率，讓電動機高速運行以達到要求；當風量使用需要較少時，使電動機低速運轉，保證風量節約電能。引風機變頻器運行控制變頻器的輸出頻率控制，以達到穩定工況及提高鍋爐熱效率和節能之目的。

鍋爐引風機電機在沒有實現變頻調速控制之前，一般采用“降壓起動”，并且正常運行后，電動機全壓、全速運行，而引風機風量的大小則通過風門來調節。一般情況下，風門的開度為只能達到50%- 80%，電機滿負荷運行，電動機的工作效率很低，造成很大浪費。變頻調速技術的基本原理是根據電機轉速與工作電源輸入頻率成正比的關系：

n=60f（1-s）/p；

（式中n、f、s、p 分別表示轉速、輸入頻率、電機轉差率、電機磁極對數）；

通過改變電動機工作電源頻率達到改變電機轉速的目的。變頻器就是基于上述原理采用交-直-交電源變換技術、電力電子、微電腦控制等特點。利用變頻調速技術，變頻器很好地解決了引風機根據實際情況直接控制風量的大小而滿足礦井要求，具有以下特點：

1.起動、停止平衡，無級調速，調速范圍大；

2.工作可靠，能長期穩定運行；

3.操作簡便，維護量小；

4.輸出特性可滿足風機性能要求；

5.節能效果顯著。

根據風機的流量變化與轉速成正比，而功率變化與轉速變化立方成正比。因此，當風機轉速降低時，風量減少，當風機轉速增高時，風量增加。

3 節能計算

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

1.改造前實測數據：U=380 V，I=150 A，功率因數=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天進行計算）

2.改造后實測數據：U=380 V，I=130 A，功率因數=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天進行計算）

3.每年節省的電量：505440-277430=228010 kW·h；

節電率：228010/505440 =45%；

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

4 結 論

10T鍋爐引風機通過應用變頻調速技術后，改變了原有的操作方式，實現了遠程控制，能夠有效地適應鍋爐生產過程，使系統運行穩定，保持風機高效運轉，電機實現了軟啟動，無沖擊電流，設備故障率大大降低，維修費用大為減少。在大大節約電能的基礎上，使長期輕載運行的引風機工作在低轉速、低電壓的狀態下，這樣就使電機發熱少、溫升低，延長了使用壽命。變頻調速技術也提高了功率因數，使電網損耗減少，效率提高，同時降低了風機噪音，改善了生產環境，保證我礦正常工業生產需求。

（作者單位：平涼新安煤業公司）