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锅炉鼓风、引风及水泵变频改造

发布时间:2011-09-27 15:55   类型:应用案例   人浏览
锅炉鼓风、引风及水泵变频改造
采用台达的F 系列变频器,控制锅炉鼓风与引风、恒压供水多级调速手动开环运
                行。
                            控制对象:锅炉的鼓风电机和引风电机、恒压供水电机等。
                            
                            设备参数:客户现场的电机参数:鼓风电机功率:55KW 引风电机功率18.5KW

                             恒压水泵22KW

                             控制目的:改造并组成良好的燃烧工况,提高锅炉燃烧效率,降低能耗减少

                             排污。

                             变频控制系统设计工作原理:

                             本系统可实现开/闭环运行:
一、控制功能
1.引风控制:
通过控制箱面板上的¡ 引风启动¡ 来开启引风机的运行,¡ 引风停止¡ 关闭
引风机的运行,在引风机启动运行后,可有¡ ¡ 引风速率¡ 多段选择开关来改变
引风机的运行速率,速率范围可在10℅-100℅之间调整,在这区间内分成十个
段速,每级段速有10℅向上递增,既如10℅、20℅,¡ ¡ 90℅、100℅,在
100℅选择挡时,相当于工频状态下运行速度;同时并有电流表及时显示当前引
风机的电流。
操作控制如下图1 所示:
2.鼓风控制:
通过控制箱面板上的¡ 鼓风启动¡ 来开启引风机的运行,¡ 鼓风停止¡ 关闭
引风机的运行,在引风机启动运行后,可有¡ ¡ 鼓风速率¡ 多段选择开关来改变
引风机的运行速率,速率范围可在10℅-100℅之间调整,在这区间内分成十个
段速,每级段速有10℅向上递增,既如10℅、20℅,¡ ¡ 90℅、100℅,在
100℅选择挡时,相当于工频状态下运行速度;同时并有电流表及时显示当前引
风机的电流。
操作控制如下图1 所示:
3.水泵控制:
通过控制箱面板上的¡ 水泵启动¡ 来开启引风机的运行,¡ 水泵停止¡ 关闭
引风机的运行,在引风机启动运行后,可有¡ ¡ 水泵速率¡ 多段选择开关来改变
引风机的运行速率,速率范围可在10℅-100℅之间调整,在这区间内分成十个
段速,每级段速有10℅向上递增,既如10℅、20℅,¡ ¡ 90℅、100℅,在
100℅选择挡时,相当于工频状态下运行速度;同时并有电流表及时显示当前引
风机的电流。
引风控制鼓风控制水泵控制
¡ 电流显示¡ 排
¡ 启动控制¡ 排
¡ 停止控制¡ 排
¡ 速率选择¡ 排
二、系统的主要连锁:
1.鼓风机运行条件:只有当引风机投入运行后,鼓风机才允许启动运行。
2.变频和工频连锁。变频运行与原旧工频运行,连锁控制系统。
3.当变频系统在运行过程中出现故障时,发出报警信号,提醒值班人员适时
处理。
三、系统构成:
1、锅炉变频改造控制配置和系统原理
配置:GGD 控制柜体1000¡ 1000¡ 300 一台
可编程控制器(PLC)1 个
台达变频器3 台
引风变频功率VFD185F43A
鼓风变频功率VFD550F43A
水泵变频功率VFD220F43A
主断路器
集合指示灯
指示灯/转换开关/按钮
交流电压表、交流电流表、互感器
控制电源滤波器
原理图:
变频控制柜技术参数及性能特点:
1.主要技术参数:
(1)主回路电源:三相五线制。380V+10%。
(2)控制回路电压:380V
(3)负压压力调节范围:以保证建立充分燃烧系统为准。
(4)蒸汽压力调节范围:以生产所需实际为准。
2.系统性能特点:
(1)具备运行方式选择开关:实现变频和工频互锁,工频运行为原控制系统,
变频与工频由转换开关转换,并具有互锁保护功能。(2)具备变频方式下的--本
地/远程--选择开关:实现本地电位器人工调速。变频器PID 闭环调速方式。
(3)变频软启动:电机通过变频器启动,电机电压采用数字自动斜坡补偿技
术,电机缓步升速时系统机械冲击小,能显著延长电控元件及风机机械的寿命。
(4)具有完善的电机,及变频器自身保护功能:电机欠电压、再生过压、过
流、过载、短路、过热保护等。
(5)具有电源电压、电机电流等柜体仪表显示功能。变频器运行工作状态指
示灯显示功能。
控制箱按钮操作
编程控制器
引风变频器鼓风变频器水泵变频器
引风机鼓风机水泵
(6)变频器故障报警指示及开关量传输、复位功能。
3、节电原理概述
交流电动机的转速N 用公式表示为:N=60f(1-s)/p ;
(N 为电机每分钟转速,f 为电机接受频率,p 为电机磁极对数,s 为电机转差率)。
由此可知交流电机的转速与接受频率成正比,通过改变电机的供电频率可达到调
整电机转速的目的。流体传输设备(水泵、风机)的工作原理可知:水泵、风机
的流量(风量)与其转速成正比;水泵、风机的压力(扬程)与其转速的平方
成正比,而水泵、风机的轴功率等于流量与压力的乘积,故水泵、风机的轴功率
与其转速的三次方成正比(即与电源频率的三次方成正比)。
根据上述原理可知:改变水泵、风机的转速就可改变水泵、风机的输出功率。例
如:将供电频率由50Hz 降为45Hz,则P45/P50=453/503= 0.729,即P45=0.729P50
(P 为电机轴功率);将供电频率由50Hz 降为40Hz,则P40/P50=403/503=0.512,
即P40=0.512P50(P 为电机轴功率)。如下图:
由以上内容可以看出,用变频器进行流量(风量)控制时,可节约大量电能。锅
炉控制系统在设计时是按现场最大需求量来考虑的,其鼓风机、引风机、给水
泵、都是按单台设备的最大工况来考虑的,在实际使用中有90% 以上的时间它
们都工作在非满载状态下。采用阀门、自动滑阀调节不仅增大了系统循环压力和
节流损失,而且由于调节是阶段性的,造成整个系统工作在波动状态; 而安装
变频控制系统则可一劳永逸地解决该问题,还可实现自动控制,并通过节能收回
投资。同时变频器的软启动功能及平滑调速的特点可实现对系统的平稳调节,使
系统工作状态稳定,延长锅炉各部件的使用寿命。
四、变频改造后性能
变频恒压供水控制系统在锅炉上应用具备以下功能:
1、由于锅炉给水母管的压力往往比较大,变频器的速度响应要很快,避免在切
换过程中导致水压波动。
2、系统的程序执行单元--可编程控制器(PLC)可根据现场的实际需要进行时
间、幅值和程序的调整,同时要保证系统运行的可靠性。

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