摘要：锅炉的这种运行方式不仅电能损耗大而且设备损耗严重，无形中增加了维护费用。变频调速可以根据负荷的变化情况，实现电动机无级变速，进而起到节能减排的效果，所以在高耗能化工企业中应用变频器非常必要。通过分析变频节能技术原理，提出了变频器在工业锅炉节能中的应用的意义及应用要点，并结合实际情况，给出变频器的系统解决方案，实践证明，其节能效果大大提升。
关键词：变频器；锅炉电气；节能应用
引言
随着电力电子信息技术、微电子技术和现代控制理论在工业生产中的广泛应用，变频调速逐渐占据主导地位。这种调速方式有很多优点，比如调速区域广、速度变化平稳、损耗小、无级变速等等。最近十来年，变频器在各个领域都有应用，目前来讲效果最明显的就是利用它的节能优势，大大降低了电量的损耗，缓解了企业的压力。
一、变频节能技术原理分析
从本质上对变频节能技术进行分析的话，就是利用有效输出电压的调节，来合理的控制风机的实际功率，实现对转速的合理调节，进而达到对风量的调整。将变频技术应用到风机中，风口的挡板就可以不再利用，处于完全打开的状态就可以，这样就可以利用变频技术，对风量的输出进行合理调整了。风机转速一般按照以下公式可以得出：
n=(1－s)n0
n0=60f/p
其中n代表着实际转速，n0代表理论转速，s代表转差率，f代表电机的运行频率(60是60s)，p代表着电机极对数。从这个公式可以看出：在转差率s忽略不计的情况下(s=0-0.05)，电机的实际转速n=60f/p，也就是说n与f是存在正比关系的，当n的值增加时，f的值就也会增加；当f值减少时，控制功率也必然会减少，因此对f值进行合理的控制和调整，就可以实现对电机转速n的调节。
二、锅炉电气系统中应用变频器的必要性
风机、水泵等设备被广泛应用在能化企业中，是电动机拖动机械设备中应用最广泛的设备。该设备在通过传统的调节方式进行调节时，能量浪费较大。通过引入变频调速技术使得调速方式发生了根本的改变，电动机的转速由原来的不可变转为可变。电动机可以根据实际需求量进行自动调节转速，该装置的转换效率高，节能效果相对于其他控制方式也更好。通过应用变频调速技术，可以降低电机水泵的转速进而减少轴承的磨损及发热，这样不仅能节约维修成本，而且还能延迟设备的使用寿命。此外，变频调速技术可以实现自动控制，避免了操作人员频繁操作，降低了员工的劳动强度，同时还能减少设备运行的噪音，优化工作环境。变频调速器还具有故障检测、诊断、数字显示功能，这样更加提升了锅炉的运行安全性。
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三、变频器在锅炉电气系统中的节能应用要点
1、自动控制炉膛负压
传统的人工调节方式，往往负压忽大忽小难以掌握，负压过大会使漏风损失和排烟热损失加大，增加引风机电能损耗，负压过小的话，炉膛正压向外扑火，造成安全隐患且污染环境。变频器具有内置调节功能通过炉膛负压传感器的测量值，进行自动调节引风机转速，维持炉膛负压稳定。
2、自动控制蒸汽压力
首先根据工作所需用汽量实际情况，通过调节锅炉蒸汽汽压达到控制锅炉的目的，可编程控制器可依据锅筒压力定值和测量值进行智能化运算，把运算数据传输到锅炉内置调节功能，自动对锅炉炉排和鼓风机进行同步调节，提高鼓风机的引风和鼓风，提高炉排转速，这样炉温就会升，蒸汽就会增多，反之，就会减少蒸汽量。
3、自动控制锅炉燃烧
工作人员通过变频器输出的控制信号，来控制锅炉的给煤量和调节鼓风机的鼓风量，使锅炉炉膛内的煤达到最佳燃烧状态，变频器采集炉膛负压传感器的测量值，利用内置调节功能自动对锅炉引风机转速进行控制，以维持炉膛负压的稳定压力控制器的输出直接调节引风机在转速，通过控制、调节鼓风机的电机转速和炉排转速，达到风煤配比最合理，能够取得最佳的燃烧效果，达到自动控制锅炉工作的效果。
4、自动控制汽包液位
水位影响蒸发效果和锅炉安全：水位过高，蒸汽含水率大，影响产品质量；水位过低，威胁锅炉安全。跟上述方式相同，变频器可以通过测量到的汽包液位置，利用自动调节功能进行有效调节，进而保证汽包水位的稳定性。
三、变频器在锅炉电气系统中的节能实践应用
1、应用背景
我厂联合站的1台SZL10－1.25－AⅡ型改燃生物质锅炉风机系统(引风机电机55kW鼓风机电机35kW)在改造前长期运行在额定负荷55%左右，实际蒸气量为8.3t，鼓风量和引风量调节是通过调节挡板的开度来实现的。此种风量调节方式使风机的效率降低，有相当部分电能转化为机械能消耗在挡板的阻力上，浪费大量电能。回收这部分电能损耗会获得较大的节能效果。
2、改造思路及方法
我厂联合站对SZL10－1.25－AⅡ型改燃生物质锅炉风机系统(引风机电机55kW，鼓风机电机35kW)采用变频调节技术进行系统改造。通过炉膛上的负压变送器将炉膛压力标准电信号送入PLC的反馈通道，经处理后与设定炉膛负压力比较，通过PLC内置的数字PID算法产生运算信号，作为引风机变频器的频率给定，控制引风变频器调节电机转速，使炉膛内负压稳定在设定值附近。
3、结果
改造之后平均输入功率和日耗电量大幅度下降，电机平均运行效率提升至75%以上，引风机节电率达48.2%，鼓风机节电率达60.8%，节电效果明显。
结束语
随着我国经济的不断发展，国家对企业节能减排的要求也越来越严格，变频器在经过了多次研究后，通过电气、机械及环境多个因素的综合，使其运行更加迅速和可靠，节能效果也更加的显著，是一种比较理想的调控方式，对于经济和社会效益的获取具有一定的显著的作用。所以要求相关从业人员在后期的实践工作中应该进一步加强对这项技术的应用，以此提升工业生产效率并促进我国工业的更好发展。
参考文献
[1]李芳.高压变频器在电厂锅炉风机节能中的应用研究[J].电子技术与软件工程,2014.
论文作者:卢辉
论文发表刊物:《电力设备》2016年第24期
论文发表时间:2017/1/16
标签：锅炉论文; 变频器论文; 转速论文; 炉膛论文; 节能论文; 电机论文; 鼓风机论文; 《电力设备》2016年第24期论文;