1 概述
锅炉作为动力转化的重要设备，在电力、机械、冶金、化工、纺织、造纸、食物等职业，以及民用采暖中都占有着重要的人物。依据出产负荷需求，锅炉要随时调整出产状况，改动供热量的多少。用户在选配风机时，都是依据工艺要求中呈现的最大负荷来确认容量，所以存在着“大马拉小车”的现象。锅炉的引风机、鼓风机和二次风机的风量是经过调理风门巨细来完成的，而用来带动风机的电动机的转速是不行调理的，因而形成很多的调理丢失和电能的糟蹋。依据这种状况，本文提出选用变频调速技能操控锅炉引风机电机，极大地改进了工艺操作人员作业条件，改进了风机设备的起动功用，完成了无级调速，可以节省35%左右的电能，然后到达了节能降耗、削减设备噪声污染的意图。
2 问题的提出
一般在工业出产、产品加工制造业中风机设备首要用于锅炉焚烧体系、烘干体系、冷却体系、通风体系等场合，依据出产需求对炉膛压力、风速、风量、温度等方针进行操控和调理以习惯工艺要求和作业工况。而最常用的操控手法则是调理风门、挡板开度的巨细来调整受控方针。这样，不管出产的需求巨细，风机都要全速作业，而作业工况的改动则使得能量以风门、挡板的节省丢失耗费掉了。在出产过程中，不只操控精度遭到限制，而且还形成很多的动力糟蹋和设备损耗，然后导致出产成本添加，设备使用寿命缩短，设备保护、修理费用高居不下。风机类设备大都选用异步电动机直接驱动的办法作业，存在发动电流大、机械冲击、电气保护特性差等缺陷。不只影响设备使用寿命，而且当负载呈现机械毛病时不能瞬间动作保护设备，经常呈现泵损坏一起电机也被焚毁的现象。近年来，出于节能的迫切需求和对产品质量不断进步的要求，使用变频器易操作、免保护、操控精度高，并可以完成高功用化等特色，因而选用变频器驱动的计划开端逐渐替代风门、挡板、阀门的操控计划。
3 改造计划
一般工业锅炉上的引风机都是电机以定速作业，再经过改动引风机进口的挡板开度来调理风量。而风机的最大特色是负载转矩与转速的平方成正比，而轴功率与转速的立方成正比，因而如将电机的定速作业改为依据需求的流量来调理电机的转速就可节省很多的电能。要进步引风机电动机的作业功率，节省电能，可以在引风机电动机上装上调速设备，依据作业的状况调理调速器设备的速度可以满意作业状况的要求。完成这一方针的最佳调速设备便是变频器。为此，咱们在我厂2#锅炉引风机进步行了实践。不用对原体系进行大改动，仅添加一变频器柜，咱们选用的变频器为富士FRN280P11-4CX，额外容量396 kVA，额外输出电流520 A，配用电抗器型号为CR4-280B。
在2# 锅炉引风机原电气操控体系基础进步行电气改造，撤除原进线沟通接触器，添加中心继电器，其它部分均不变。
由于变频器在风机改造方面得到广泛的使用，改造后，可依据工艺状况需求而调理变频器的输出频率，以满意工艺要求。当工艺状况需求时，让电动机高速作业以到达工艺要求;当工艺状况答应时，使电动机低速作业节省电能。引风机变频器作业受锅炉焚烧操控体系DCS 的操控。调理DCS 4耀20 mA电流输入信号，操控变频器的输出频率，以到达安稳工况及进步锅炉热功率和节能之意图。2006 年4 月一次性出资30 万元对2#锅炉引风机设备进行变频调速节能改造，2# 锅炉引风机改造电气原理图如图1 所示。
4 变频调速的特色及节能剖析
锅炉引风机电机在没有完成变频调速操控之前，一般选用“降压起动”，而且正常作业后，电动机全压、全速作业，而引风机风量的巨细则经过风门来调理。一般状况下，风门的开度为50%耀80%，电机只能是满负荷作业，电动机的作业功率很低，形成很大糟蹋。变频调速技能的基本原理是依据电机转速与作业电源输入频率成正比的联系：n=60f(1-s)/p，(式中n、f、s、p 别离表明转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数);经过改动电动机作业电源频率到达改动电机转速的意图。变频器便是依据上述原理选用交-直-交电源改换技能、电力电子、微电脑操控等技能于一身的综合性电气产品。使用变频调速技能，变频器很好地处理了引风机依据工况直接操控风量的巨细而满意工况的要求, 变频器是无级调速的，用变频器改造风机，具有以下特色：
1)起动、中止平衡，无级调速，调速规模大;
2)作业牢靠，能长时间安稳作业;
3)操作简洁，保护量小;
4)输出特性可满意风机功用要求;
5)节能作用显着。
依据风机的流量改动与转速成正比，压力改动与转速成正比，而功率改动与转速改动立方成正比。因而，当风机转速下降时，风量削减，电机功率成立方比下降。
5 风机类负荷变频调速节能原理
风机是将电动机的轴功率转变为流体压力与流量的设备。曩昔很少选用转速操控的办法，多是由鼠笼式异步电机拖动进行恒速作业，当需求改动流量时，调理节省阀和挡板，这种办法尽管操控简略，但不节能，不经济，动态盯梢功用也很差。变频调速节能是相对于阀门调理而言，选用变频调速器后，将阀门全开，经过改动电机电源频率的办法来改动电机转速。由流体力学可知，流量q 与转速n 的一次方成正比，风压h 与转速n的平方成正比，功率P与转速n 的立方成正比，即：q=qe伊(n/ne)，h=he伊(n/ne)2，P=qe伊(n/ne)3，式中，qe为风机的额外流量，he为风机的额外压力，qe 为风机的额外功率，ne 为风机的额外转速。由上面的公式可知，调理风机流量时，可经过转速进行调理，此刻风机轴输出功率与转速的立方成正比。
风机流量、转速、轴功率及电源频率联系如表1 所列。
6 节能核算
2# 锅炉引风机电机(Y355L1-6，Pe=250 kW，Ue=380 V，Ie=458 A)改造前、后节能作用核算状况如下。
1)改造前实测数据：U1=380 V，I1=412 A，cos渍1 =0.82，P1 =1.732UIcos渍1 =1.732 伊380 伊412 伊
0.82=222.4 kW。
改造前每年耗电量(全年作业300 天计)为：222.35 kW伊24伊300=1 600 920 kW·h。
2)改造后实测数据：U2=380 V，I2=253.4 A，cos渍2=1;P2=1.732伊380伊253.4伊1=166.7 kW·h;
改造后每年耗电量(全年作业300 天计)为：166.7 kW伊24伊300=1 200 690 kW·h。
3)每年节省的电量：1 600 920原1 200 690=400 230 kW·h;节电率：400 230衣1 600 920=25%;
每年节省电费(按0.55 元/kW·h 计)：400 230伊0.55=2 201 265元。
7 改造作用
2# 锅炉引风机经过使用变频调速技能后，改动了原有的操作办法，完成了长途操控，可以有效地习惯锅炉出产过程，使体系作业安稳，坚持风机高效作业，电机完成了软发动，无冲击电流，设备毛病率大大下降，修理费用大为削减。拖动体系使用变频调速技能，在大大节省电能的基础上，使长时间轻载作业的引风机作业在低转速、低电压的状况下，这样就使电机发热少、温升低，延长了使用寿命。变频调速技能也进步了功率因数，使电网损耗削减，功率进步，一起下降了风机噪音，改进了出产环境。别的变频器自我检测、毛病诊断、保护功用完全，可有效地避免事端扩大化。
经过对变频器在工业锅炉上的使用进行总结，具有以下长处。
1)节电降耗作用显着，操作简洁，调理平衡，特别与微机操控相联更表现了优越性，深受司炉工的欢迎。
2)滑润发动及电机转速下降，机械磨损减小，毛病率下降，削减了停机、停炉对出产的影响。
3)挡板和调理阀的机械磨损、卡死等毛病不复存在了，大大削减了设备保护、修理费用。
8 结语
锅炉引风机等风机类设备选用变频调速技能完成节能作业是我国节能的一项要点推行技能，遭到国家政府的遍及注重，实践证明，变频器用于风机类设备驱动操控场合取得了显着的节电作用，是一种抱负的调速操控办法。既进步了设备功率，又满意了出产工艺要求，而且因而大大削减了设备保护、修理费用，还下降了停产周期。直接和直接经济效益非常显着，只需求大约16 个月就可回收悉数出资。
