摘要：工业用电中60%-70%的电量被电动机所消耗，而这些用电中，又有约90%被三相交流异步电动机所消耗，可见电动机用量之大。变频器的出现，使得交流电动机调速困难、交变速设备结构复杂且效率和可靠性不尽人意的缺点得以改善。本文就以采暖系统中采用变频技术对锅炉辅机设备进行合理的改造可以达到节约能源，降低生产成本目的进行阐述。
关键词：变频技术；锅炉辅机设备；合理改造；技术应用
随着人民生活水平的提高,城市老百姓对环境、生活质量的要求也不断地提高。为改善空气质量,减少大气污染,采暖供热企业应运而生。变频技术作为一种电子技术,它的应用使设备工作效率明显提高,操作更加方便、节约能源、带来可观的经济效益,所以被广泛地应用到各个领域。
一、变频器在补水泵、循环泵电机中的应用
（一）水泵电机的变频运行节能
补水泵、循环泵工作机理大概相同，运行时都处于恒压状态这一特点就决定了采取闭环控制能取得良好效果。也就是将压力变送器加装在补水管或回水管上实时监测补水压力或回水压力，然后把采集信号输出到IPD((Integrated Product Development)调节器上，通过实际值与设定值的差值进行计算，并模拟处理后送至变频器，变频器根据处理结果进行调整，以保证补水泵、循环泵的恒压运行。大功率循环泵电机的使用一般要求轻载起动，也就是要关闭出口阀门起动。一般而言，供热系统设计时选用的循环泵电机功率要比实际运行工况的负载多20%的余量，余量的存在也为变频调速节能提供了空间，变频器的启动不存在冲击电流启动时间较短，运行过程中电机负荷率相对要低，循环泵电机采用变频调速可实现15-20%左右的节能。
（二）循环泵电机并联运行节能
有人认为两台循环泵并联运行(不采用变频器)的工况效率不高，其实并不尽然。当系统有较大的流量需要，用一台泵的流量够时，或需依靠增开或停开并联台数以实现大幅度调节流量时，采用水泵并联运行的方式是可行的。两泵并联运行的工况下单泵的流量都没有达到其额定流量值，而且并联运行的总流量也低于两泵单独运行的额定流量之和。并不是两泵并联运行来增加流量，这种方式对于效率是一种降低，而是两泵并联运行的流量较单泵运行的流量大，增加了原系统管网的阻力扬程也随之增加。
总的来讲，两泵并联运行的方式比较适合于系统中管网阻力较小的情况，并联时要注意：并联的水泵必须具有相同的规格型号、相同的转速。如果确实要用两台性能曲线不同的泵进行并联运行，则应对并联运行的Q-H曲线和管网性能曲线做出全面的运行工况分析方可确定可行性。对于比较大的供热中心来讲，大功率大负荷的设备比较多，大功率的循环泵电机在降压启动或者软启动时，其启动电流也是很大的，其数值有可能达到额定电流的3倍左右，可见这些设备的启动电流会对其它设备和电站变压器的正常运行带来较大的影响。可采取使用变频控制的循环泵电机并联运行。所以许多供热单位采用变频器起动有效的减小了启动电流，同时变频器的应用为节电带来了更大的空间。
二、变频器在风机控制系统中的应用
风压设定通过变频器的输入端子设定；压力传感器将压力信号传送给变频器；变频器通过预编程序进行运算，对应不同压力输出控制信号，从而控制电动机使风机改变转速来调节炉膛风压，炉膛内风压通过风压传感器将信号传送给变频器，实现自动控制。
一般使用的风机，其选用风量、风压通常都超过实际需要。(风量裕量5%-15%，压力裕量为10%-30%)，传统控制裕量方法大多采用挡板式阀门来调节，用这些方法节流。虽然方法简单，但实际上是通过人为增加阻力的办法来达到调节的目的。不仅造成了浪费，还增加了噪音污染。
经过对变频器的改造具有以下优点：
(1)实现了自动控制，揭开了锅炉运行自动化的新篇章。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆使难以控制的燃烧过程实现了自动化，减少劳动强度。在网络化日益普及的今天，与普通的点对点硬线连接方式而言，通过高速通讯连接的变频器系统可以最大程度上降低系统维护时间、提高生产效率、减少运行成本。(2)控制电机的启动电流。当电机通过工频直接启动时，它将会产生7到8倍的电机额定电流。这个电流值将大大增加电机绕组的电应力并产生热量，从而降低电机的寿命。而变频调速则可以在零速零电压启动(当然可以适当加转矩提升)。一旦频率和电压的关系建立，变频器就可以按照V/F或矢量控制方式带动负载进行工作。使用变频调速能充分降低启动电流，提高绕组承受力，用户最直接的好处就是电机的维护成本将进一步降低、电机的寿命则相应增加。(3)降低电力线路电压波动。在电机工频启动时，电流剧增的同时，电压也会大幅度波动，电压下降的幅度将取决于启动电机的功率大小和配电网的容量。电压下降将会导致同一供电网络中的电压敏感设备故障跳闸或工作异常，如PC机、传感器、接近开关和接触器等均会动作出错。而采用变频调速后，由于能在零频零压时逐步启动，则能最大程度上消除电压下降。(4)可对风机的风量作平滑的无级调速，风机工作在最佳工作点，工况曲线更符合系统，可提高风机效率，避免了“喘振”现象。稳定了炉膛压力，满足工作环境的要求。(5)低速运行可以减少磨损，降低噪音，有利于延长电机和风机的使用寿命。(6)节能效果显著。由于最终的能耗是与电机的转速成立方比，所以采用变频后，大大地节约了成本，投资回报更快，用户也愿意接受。
三、变频器常见的故障及维护
变频器由许多集成芯片，电子元器件等组成，装置较为复杂，寿命一般小于10年，使用过程中不可避免的会出现各种故障，正确的维护，简单的检修可保证生产生活的正常进行。
（一）变频器的工作环境
温度是影响电子器件寿命及可靠性的重要因素，可安装散热装置并避免日光直射以避免温度过高；振动是对电子器件造成机械损伤的主要原因，可安装在振动冲击较小的部位或者采用橡胶等避振措施；潮湿、腐蚀性气体及尘埃等会造成电子器件生锈、接触不良、绝缘降低而形成短路，可对控制柜进行防腐防尘处理，并采用封闭式结构。
（二）外部的电磁感应干扰
外部的电磁感应干扰可能会引起控制回路误动作，造成工作不正常或停机，严重时甚至损坏变频器。可采用以下方法抑制噪声干扰：（1）采用屏蔽线回路；（2）接地端子单独使用；（3）缩短控制回路的配线距离；（4）周围的继电器、接触器线圈上加装RC吸收器；（5）输入端安装噪声滤波器。
（三）电源异常
为保证设备的正常运行，对变频器供电电源也有相应的要求。如果附近有直接起动电动机和电磁炉等设备，应和变频器供电系统分离，减小相互影响。对于要求瞬时停电后仍能继续运行的场合，除选择合适价格的变频器外，还应预先考虑负载电机的降速比例。变频器和外部控制回路采用瞬停补偿方式，当电压回复后，通过速度追踪和测速电机的检测来防止在加速中的过电流。对于要求不能停止运行的设备，要对变频器加装自动切换的不停电电源装置。
不同厂家对变频器的操作方法设定略有差异，但就其工作模式主要有面板操作模式和外部操作模式，由于篇幅有限，这里不再详述。要合理使用变频器，应多参考变频器厂家提供的使用手册，在实际应用中多积累经验。
四、结语
综上所述，通过变频技术改造，锅炉节能效果良好，但锅炉节能是个系统过程，在运行工程中不可忽略管道的保温及跑、冒、滴、漏，应进一步加强管理。
参考文献
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论文作者:邹健
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
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