摘要：电厂锅炉给水系统中的变频器应用，具有明显优势，随着科技的进步发展，使其逐渐与计算机技术相融合，使得电厂锅炉给水系统应用更加方便，但是变频器的应用也有一定的劣势，比如应用期间会产生电磁，严重干扰了系统的正常运行，因此要优化变频器在电厂锅炉中的应用。本文概述了变频器，对电厂锅炉给水系统中的汽包水位自动调节以及电厂锅炉给水系统中变频器的应用进行了探讨分析。
关键词：变频器；电厂；锅炉给水系统；汽包水位自动调节；应用
电厂锅炉水系统的自动化调节系统主要功能是使汽包水位保持在适当的范围之间，电厂锅炉给水系统按照调节信号可以分为：单冲量，即主要是以汽包水位为尽有的信号；双冲量，即主要是有汽包水位以及蒸汽流量两种为调节信号；三冲量，其是在前者基础上，增加了水流量调节信号。以下就电厂锅炉给水系统中变频器的应用进行了探讨分析。
1变频器的概述
变频器（VFD）也称为变频驱动器或驱动控制器，其是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。其是根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。按直流电源性质可以分为：（1）电压型变频器。其特点是中间直流环节的储能元件采用大电容，负载的无功功率将由它来缓冲，直流电压比较平稳，直流电源内阻较小，相当于电压源，故称电压型变频器，常选用于负载电压变化较大的场合。（2）电流型变频器。其特点是中间直流环节采用大电感作为储能环节，缓冲无功功率，即扼制电流的变化，使电压接近正弦波，由于该直流内阻较大，故称电流源型变频器（电流型）。电流型变频器的特点（优点）是能扼制负载电流频繁而急剧的变化，常选用于负载电流变化较大的场合。随着电厂锅炉自动化程度的不断提高，变频器也在其中得到广泛应用。
2电厂锅炉给水系统中的汽包水位自动调节分析
变频器是电厂锅炉中常见的一种设备装置，尤其是在给水系统中。按照相关行为规范要求，超过4t/h的蒸汽锅炉都需要安装相应的自动调节设备，以此更好的进行给水。调节装置主要有两点重要的功能，第一点是控制汽包水位，使其能够在特定的范围之间，其采取的主要方法就是使给水流量能够始终与锅炉中蒸发量保持平稳，不会出现过大差异；第二点是使给水始终处于稳定的状态中，几乎不会发生任何异常情况。在控制回路设计与安装期间，必须考虑到上述两点功能，否则自动调节装置的应用将毫无意义。锅炉控制系统回路涵盖了众多内容，比如汽包水位，这是该回路中最重要的参数；此外，水调解阀也是其构成部分，该部位主要是作为调节机构而存在；给水流量同样是重点，其主要是作为调节量而存在。
电厂锅炉给水系统种类很多，如果只是将汽包水位看作为是仅有的调节信号，则该给水系统就被称之为单冲量水位给水调节系统，该系统主要是由几大部分构成，其中比较重要的有水位变送器以及电动执行机构等。当锅炉给水系统汽包水位出现了任何一种变化，水位变送器将会发出相应的信号，并将其传输到水位调节器中，调节器接受到信号之后，开始对其进行运算，计算出具体发生变化的偏差，最后将计算结果经过一系列的过程传输到水阀门中，水阀门会依据结果自动做出调整，以使汽包水位始终保持在允许误差范围之内。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但冲量汽包水位系统具有明显优势，比如系统结构相比较而言，十分简单，汽包容量也比其他水位系统大，应用该系统，即使水位受到了影响，但是水位也不会马上作出反应，这就为调节控制提供了有效的时间，如果锅炉并不经常出现虚假水位的情况，可以选择使用这种系统，完全能够满足电厂的日常生产供应需求。除了单冲量汽包水位调节系统外，双冲量给水调节系统也被普遍应用在电厂中，其主要就是利用汽包水位信号以及蒸汽流量信号，前者主要是主调节信号，而后者主要是前馈信号，两者有效的结合，组成了自动调节系统。
三冲量给水调节系统也主要是通过各种信号相互配合而完成工作调节内容，但是与双冲量给水调节系统相比，三冲量给水调节系统添加了一个水流量信号，其主要是作为反馈信号而存在，三者进行有效的配合，构成了锅炉给水调节系统。三冲量汽包给水调节系统采用蒸汽流量信号对给水流量进行前馈控制，可以克服外扰影响，用给水流量信号作为反馈信号可以克服内扰影响，大大提高了给水调节质量。蒸汽锅炉采用何种水位控制调节系统需根据锅炉的容量及生产工艺的要求统一考虑。
3电厂锅炉给水系统中变频器的应用分析
结合某工程设计进行分析，该工程工艺要求每台锅炉的供水采用单冲量水位调节系统，2台4t/h蒸汽锅炉采用母管供水系统，为了使3台水泵既能满足锅炉工艺要求又节约电能，在设计中采用了“一拖三”的变频器来控制给水泵，即母管给水压力恒压的控制方案。原有锅炉给水直供系统与母管供水系统的差别是以往在4t/h的蒸汽锅炉给水系统中均设计为两台给水泵（一台工作、一台备用），由汽包水位直接控制给水泵的工作状态；而在多台锅炉采用一根母管供水的系统中，由汽包水位直接控制给水泵工作已不能满足要求，为此每台锅炉汽包水位均采用单冲量水位控制系统，而给水泵的工作状态则由母管的压力控制。
锅炉给水系统中还有一个比较重要的控制回路是给水压力回路，因为汽包内压力较高，要给锅炉补水必须提供更高的压力。给水压力回路的作用就是提高水压，使水能够正常注入汽包。在老式锅炉系统中给水泵一般以工频方式运转，用回流阀降低水压以防止爆管。现在通过变频器恒压供水方式控制水压，系统既可实现节能，又可保证管网的压力动态恒定。其实现过程如下：系统下达指令由变频器自动启动第一台泵运行，系统检测给水母管的水压，当变频器频率上升到工频时，如水压未达到设定的压力值，系统自动将第一台电机切换至工频直供电，并由变频器拖动第二台水泵运行，如变频器运行到工频状态时供水母管压力仍未达到设定值，系统自动将第二台水泵切换至工频直供电，再由变频器拖动第三台水泵运行，依次类推，直至压力达到设定值。若锅炉需要的给水量减少，变频控制系统可自动降低变频器的运行频率，如果变频器的频率到零仍不能满足要求，则变频器自动切换至前一台水泵进行变频运行，依次类推。变频恒压供水控制系统的实质是始终利用一台变频器自动调整水泵的转速，切换时间以管网的实际压力和设定压力的差值决定，同时保证管网的压力动态恒定。值得注意的是，为了防止变频器报警停机或其他故障造成水泵不转而引起锅炉缺水，应该加设反馈装置确保变频器正常工作。采用变频器控制给水泵的运行，避免了每台锅炉的给水电动阀门由于开度小导致给水母管的压力较大，减少了较高的水压对管道、水泵叶轮和阀门造成的损害，同时还节约了电能。
4结束语
电厂锅炉给水系统中变频器的应用，在达到自动调节的同时，对节约电能也有积极的作用，这对实现电厂供水的自动化具有重要作用，应用在电厂锅炉给水系统主要有三种，变频器应用其中，都提高了各自的利用价值，使其更具安全性，同时还可以节约成本。
参考文献：
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论文作者:陈海超
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/12/6
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