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變頻器在工業鍋爐風機上的應用

2010年8月10日  

    1 概述
    工業蒸汽鍋爐的控制系統包括氣泡水位控制和燃燒控制系統,是一個多變量輸入.多變量輸出控制系統,并且系統變量在鍋爐運行中相互耦合,因此整個鍋爐系統要達到理想的工作狀態是不容易的.目前工廠有四臺燃煤氣蒸汽鍋爐,工作時分別由四套控制系統,各自的電動閥門調節各自的氣包給水量,燃燒系統風量調節,由工人根據負荷調節風門來調節風量.這樣不但浪費了大量的電能和熱能,而且迫使閥門調節頻繁,易于損害.鑒于此,對鍋爐燃燒系統風機電機有改造的必要.
    2 改造方案
    風機泵類等采用變頻調速技術實現節能運行是我國節能的一項重點推廣技術,受到國家政府的普遍重視.本著既節能降耗,又控制簡單的原則,基于原有的系統,設計每臺風機由一臺變頻器拖動的方案.方案中充分運用了鍋爐原有的DCS控制系統來控制氣泡水位,只增加了變頻器.通過對各種變頻器的技術指標進行比較,本公司ALPHA6000變頻器有較好的性價比.它是用于拖動鼠籠式感應電機的三相供電變頻器,采用成熟的微處理控制技術來檢測電機的電信號. ALPHA6000的控制和保護系統可以通過參數設定,操作有本地和遠程兩種方式,提供了一個開放式的通訊系統來系統連接, ALPHA6000提供了多種可編程的故障保護功能和幾種非用戶可調整的已編程的保護功 ;此外,還提供了故障診斷記錄、監視功能、自動復位、自動節能、參數鎖定、內置PID調節器、可編程數字、模擬輸出、輸入信號源的選擇和信號處理、啟動方式(可以先制動后啟動,避免如風機反轉啟動時跳保護)等功能。具有內置PID控制器是選擇變頻器的一個因素。ALPHA6000 PID控制器給定值可以是鍵盤上的電位器或上下鍵,調試方便給定穩定。
    3、控制原理
    根據燃燒原理控制風量就能控制煤的燃燒,也就能控制蒸汽的壓力。如圖一所示,變頻器接受到啟動信號后(來自系統),按照預設定的給定頻率(給定頻率的設定是以要求的輸出蒸汽壓力為依據的)啟動。輸氣管道蒸汽壓力反饋回變頻器輸入端與給定信號相比較,差值經變頻器內置的PID調節器調整,控制變頻器的輸出頻率,直至達到要求的壓力,實現了蒸汽壓力恒定閉環控制。在本控制系統中,關鍵的問題是過程參數PID的整定。由于工業鍋爐運行過程中,用氣量的多少和蒸汽的大小決定了給風量的大小。為了保證系統的相對穩定運行,不出現大的波動,對生產造成影響,在調試過程中,應先根據經驗值確定PID參數,然后根據生產多次反復調整,直至出現相對最佳控制過程。
    4、結束語
    工業鍋爐風機,采用變頻器調速實現風量控制,穩定性和可靠性高,調節特性好。投入變頻器后風機風道擋板在全開位置,風機擋板壓流損失減少到近似于零;由于變頻器可非常平滑穩定的調整風量,操作人員可靈活的調控燃燒,提高了鍋爐的效率。用變頻調速后,變頻啟動轉速可從零開始逐漸升高,故帶負荷直接啟動不會有較大的啟動電流,避免了通常風機首先關閉擋板后再啟動的要求(無載啟動是為了降低啟動電流,保護電機)。變頻調速使電機運行狀況明顯改善,維護量大大減少,同時減少機械系統的變速機構和控制機構,使系統更加方便操作,備工作效率更高。系統采用過流、過壓、瞬時短電、短路、欠壓等多種保護,避免了因此造成電機燒損而影響生產所帶來的直接和間接經濟損失。更為重要的是它的節能效果,取得了可觀的經濟效益。
    循環導熱油泵泵變頻改造
    控制原理:
    在導熱油循環系統安裝一套普傳6000系列的變頻調速裝置,通過檢測供油回油的差壓來控制循環油泵的轉速,在鍋爐的鼓、引風系統安裝兩套普傳6000變頻調速裝置,通過檢測供油溫度來通過變頻器調節鼓風量及引風量從而控制鍋爐的最佳燃燒。
   

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