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锅炉风机泵类负载变频技术改造

锅炉风机泵类负载变频技术改造

点击数:7706 次   录入时间:03-04 11:35:59   整理:http://www.55dianzi.com   电工文摘

  我国目前全国电机的装机总容量为 3.5亿千瓦,其耗电量占全国发电量的60%。大多数电机处于轻载运行状态,尤其是拖动风机、泵类负载的电机其运行状况更差。这些电机占全国用电量的31%。占工业用电量的50%。所以在风机泵类负载上大力提倡调速调节流量对于节约电能具有重大意义。正因为如此,早在87年佟纯厚等十位专家教授就给李鹏总理写信,建议大力发展交流电动机变频调速控制。随后,国务院发了(87)25号文件《关于进一步加强节约电能的若干规定》。

  其中提到“应把交流电机调速节电作为重点措施,认真推广。”在另一文《评价企业合理用电技术导则》中指出:“对泵、风机等用电设备,需要调节流量时,应采用电动机调速控制代替阀门控制。”国家经委(87)78号文件《交流电机调速驱动节电技术座谈会纪要》中也指出:“交流电动机变频驱动是我国近年发展较快的新技术。这种技术用于变负荷的风机水泵和其他设备,可比阀门挡板节流等方法节约更多的电力。”国家领导人及有关领导部门的关怀重视和专家教授推荐提倡恰恰说明风机泵类负载的变频技术改造节电显著,势在必行,意义重大。

  机泵类负载变频技术改造的优点

  1、在风机泵类负载运行中,其输入的能量,约15~20%被电机和风机(或电机和泵)本身所消耗,约35~50%被挡板或风门节流所消耗。前者可通过采用高效电机及高效风要来降低,后者则可通过采用变频调速调节流量来取消。因为对风机水泵来说,其轴功率与转速的三次方成正比,流量与转速的一次方成正比。所以,如果通过调速将流量降到满载时的80%,则所需轴功率可减少一半(理论上)。实践及理论均已证明,采用变频调速调节流量节电可达20%到60%。

  一台锅炉在选用与其配套的风机容量时,均是按锅炉的最大蒸发量予以考虑,且留有 20%风压和20%流量的裕量。这就是说,即使锅炉全载运行,其风门开度也不会是100%,最多仅能达到80%左右,此外,风机在选用其配套电动机时,也留有一定裕量。因而在锅炉的正常运行中,其电动机总是处于不全载情况下运行。上面两种情况,使得采用变频调速调节流量要节约更多的电能。

  1、风门或挡板调节流量,可调性能差,非线度大,反应速度慢,不准确。而且在风门或挡板开度很小时,电机的输入功率仍然很大。采用变频调速调节流量(此时风门或挡板处于全开位置),不仅可调性能好,反应速度快,而且线性度和准确性均很高。如采用闭环控制,则水位控制精度可达±10毫米,汽压控制精度可达±5%,负压控制精度可达±3Pa。

  2、与计算机接口,接受计算机的指令来改变变频器的输出频率。这种控制方式可使锅炉始终在最佳状态下运行。这不仅可将锅炉的热效率提高3%,同时也具有约5%的节煤作用。

  3、轻劳动强度,降低噪音、粉尘,从而减少了对环境的污染。

  二、种流量调节方法的比较

  1、不同锅炉负荷率,采用不同调节流量方法时的电机输入功率

锅炉负荷率 %

入口挡板调节

变频调速

液力耦合器

变频与挡板比较节约 kW

变频与液力耦合器比较节约 kW

风机转速

r/min

电机输入功率 kW

风机

转速 r/min

变频器输入功率 kW

风机转速 r/min

系统输入功率 kW

100

705

3338

540

2610

540

3417

778

807

95

705

3351

506

2146

506

3012

1205

866

85

705

3062

448

1539

448

2437

1513

989

60

705

2689

346

609

318

1324

2080

715

50

705

2548

346

513

268

1004

2071

491

  从上面表格可看出,在同样锅炉负荷率条件下,采用变频调速调节流量比采用风门或挡板调节流量可节约电能 23.3%-81.3%。当然,上面的数据所依据的系统中所选用的电机可能偏大。但是,各方面的统计数据表明,采用变频调速替代风门或挡板的节约电能一般均在25%到50%,甚至达到60%。

  2、机不同风量,采用不同调节流量方法时的电机输入功率

风量 %

轴功率( kW)

出口挡板

入口挡板

变频调速

电机输入

总损耗

电机输入

总损耗

电机输入

电机输入

100

100

107

7

106

6

108

8

90

72.9

103.5

30.6

84

11.1

79

6

80

51.2

99.5

48.3

72.5

21.3

55

3.8

70

34.3

96

60.7

68

33.7

38

3.7

60

21.6

89.5

67.9

64

42.4

25

3.4

50

12.5

84

71.5

60

47.5

15

2.5

40

6.4

77.5

71.1

56

49.6

9

2.6

30

2.7

71

68.3

52

47.3

5

2.3

  从上面表格可看出,在降低同样风量的条件下,采用变频调速调节风量时可大大降低电机的输入功率。而在采用挡板调节风量时电机的输入功率几乎没有什么变化。从上面表格还可看出,当需要的风量减少到 80%时,变频调带电机的输入功率减少了几乎一半。

  3、对于锅炉系统的各种水泵,也可进行变频技术改造,其节约电能的效果与风机的变频技术改造是一样的。如锅炉的补水泵,采用变频调速控制不仅可节约电能,而且可使上锅筒的水位几乎维持在恒定位置不变。取暖锅炉的循环水泵如采用变频闭环调速控制(可以以温度或压力作为单控制参数,也可以以温度和压力作为双控制参数),不仅可节约电能,而且还能保证供暖温度的稳定。

  三锅炉风机水泵变频技术改造方案的选择

  根据锅炉的容量、台数、资金、操作维修人员的技术水平可有各种不同的选择。

  1、有一台10吨以下的单台锅炉或6吨以下的多台锅炉,可选一台锅炉(选较大者)进行引风机和鼓风机变频技术改造。变频器的输出频率手工调节,可保留原有的工频运行功能。

  2、多台10吨或多台20吨的锅炉房,可安装一套引风机鼓风机变频驱动装置。此装置包括两台变频器,一台驱动引风机,一台驱动鼓风机。这套变频驱动装置,可根据需要驱动任一台锅炉的引风机和鼓风机,而同时每台锅炉的引风机和鼓风机仍保留原有的工频运行功能。一台变频驱动装置可驱动锅炉的台数不超过三台。

  3、对于40吨以上的锅炉,一般情况下一套变频驱动装置只驱动一台锅炉,且可保持原有的工频运行功能。

  4、锅炉房的补水泵,可采用一般生活供水系统的变频驱动装置,一带一或一带多台补水泵。与一般生活供水系统不同的是反馈量是上锅筒的水位。

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