摘 要:變頻技術(shù)作為一種電子技術(shù)，它的應(yīng)用使設(shè)備工作效率明顯提高，操作更加方便、節(jié)約能源、帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益，所以被廣泛地應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。變頻技術(shù)在鍋爐風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)上使用變頻器能帶來的經(jīng)濟(jì)效益與回報(bào)，最后總結(jié)了鍋爐風(fēng)機(jī)使用變頻器的優(yōu)越性。 關(guān)鍵詞:變頻器;變頻技術(shù);鍋爐風(fēng)機(jī);經(jīng)濟(jì)效益 0 引言 變頻技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展解決了鍋爐運(yùn)行中控制的難題，不僅節(jié)約能源，降低運(yùn)行成本，同時(shí)使鍋爐對大氣的污染大大減輕，司爐工強(qiáng)度大大改善，也為實(shí)現(xiàn)自動化控制提供了良好的幫助。 1 變頻技術(shù) 變頻技術(shù)是一種電子技術(shù)。變頻器是在變頻技術(shù)上產(chǎn)生的，它能夠應(yīng)用在大部分的電機(jī)拖動場合，由于它能提供精確的速度控制，因此可以方便地控制機(jī)械傳動的升、降和變速運(yùn)行。變頻器經(jīng)常被用于系統(tǒng)復(fù)雜、工作環(huán)境惡劣、高負(fù)荷、長時(shí)間運(yùn)行的工況中。由于采用了通訊方式，可以通過PC機(jī)來方便地進(jìn)行組態(tài)和系統(tǒng)維護(hù)，包括上傳、下載、復(fù)制、監(jiān)控、參數(shù)讀寫等。簡單來講變頻器是由三繞組輸人變壓器、整流電路、合成母線、逆變電路、合成濾波電路、控制柜等組成。 2 變頻器在風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 如圖 1為變頻器控制風(fēng)機(jī)電動機(jī)系統(tǒng)框圖 風(fēng)壓設(shè)定通過變頻器的輸人端子設(shè)定;壓力傳感器將壓力信號傳送給變頻器;變頻器通過預(yù)編程序進(jìn)行運(yùn)算，對應(yīng)不同壓力輸出控制信號，從而控制電動機(jī)使風(fēng)機(jī)改變轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)爐膛風(fēng)壓，爐膛內(nèi)風(fēng)壓通過風(fēng)壓傳感器將信號傳送給變頻器，實(shí)現(xiàn)自動控制。 在變頻狀態(tài)下，應(yīng)用變頻器改變風(fēng)機(jī)電機(jī)輸入電壓的頻率，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。電機(jī)的轉(zhuǎn)速可以用下面公式表示: 風(fēng)機(jī)的變速運(yùn)動是利用改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來改變風(fēng)機(jī)曲線這種變化關(guān)系可以用一組公式來表達(dá): 式中，n-風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速;Q-風(fēng)量;尸-風(fēng)壓;N-功率。 值得注意的是:將風(fēng)量公式（l）與（）2相結(jié)合，其結(jié)果恰好符合系統(tǒng)曲線公式: 一般使用的風(fēng)機(jī)，其選用風(fēng)量、風(fēng)壓通常都超過實(shí)際需要。（風(fēng)量裕量5%-15%，壓力裕量為10%-30%），傳統(tǒng)控制裕量方法大多采用擋板式閥門來調(diào)節(jié)，用這些方法節(jié)流。雖然方法簡單，但實(shí)際上是通過人為增加阻力的辦法來達(dá)到調(diào)節(jié)的目的。不僅造成了浪費(fèi)，還增加了噪音污染。 經(jīng)過對變頻器的改造具有以下優(yōu)點(diǎn): （1） 實(shí)現(xiàn)了自動控制，揭開了鍋爐運(yùn)行自動化的新篇章。使難以控制的燃燒過程實(shí)現(xiàn)了自動化，減少勞動強(qiáng)度。在網(wǎng)絡(luò)化日益普及的今天，與普通的點(diǎn)對點(diǎn)硬線連接方式而言，通過高速通訊連接的變頻器系統(tǒng)可以最大程度上降低系統(tǒng)維護(hù)時(shí)間、提高生產(chǎn)效率、減少運(yùn)行成本。 （2）控制電機(jī)的啟動電流。當(dāng)電機(jī)通過工頻直接啟動時(shí)，它將會產(chǎn)生7到8倍的電機(jī)額定電流。這個(gè)電流值將大大增加電機(jī)繞組的電應(yīng)力并產(chǎn)生熱量，從而降低電機(jī)的壽命。而變頻調(diào)速則可以在零速零電壓啟動（當(dāng)然可以適當(dāng)加轉(zhuǎn)矩提升）。一旦頻率和電壓的關(guān)系建立，變頻器就可以按照WF或矢量控制方式帶動負(fù)載進(jìn)行工作。使用變頻調(diào)速能充分降低啟動電流，提高繞組承受力，用戶最直接的好處就是電機(jī)的維護(hù)成本將進(jìn)一步降低、電機(jī)的壽命則相應(yīng)增加。 （3）降低電力線路電壓波動。在電機(jī)工頻啟動時(shí)，電流劇增的同時(shí)，電壓也會大幅度波動，電壓下降的幅度將取決于啟動電機(jī)的功率大小和配電網(wǎng)的容量。電壓下降將會導(dǎo)致同一供電網(wǎng)絡(luò)中的電壓敏感設(shè)備故障跳閘或工作異常，如咒機(jī)、傳感器、接近開關(guān)和接觸器等均會動作出錯(cuò)。而采用變頻調(diào)速后，由于能在零頻零壓時(shí)逐步啟動，則能最大程度上消除電壓下降。 （4）可對風(fēng)機(jī)的風(fēng)量作平滑的無級調(diào)速，風(fēng)機(jī)工作在最佳工作點(diǎn)，工況曲線更符合系統(tǒng)，可提高風(fēng)機(jī)效率，避免了“喘振”現(xiàn)象。穩(wěn)定了爐膛壓力，滿足工作環(huán)境的要求。 （5）低速運(yùn)行可以減少磨損，降低噪音，有利于延長電機(jī)和風(fēng)機(jī)的使用壽命。 （6）節(jié)能效果顯著。由于最終的能耗是與電機(jī)的轉(zhuǎn)速成立方比，所以采用變頻后，大大地節(jié)約了成本，投資回報(bào)更快，用戶也愿意接受。 3 效益與回報(bào) 哈爾濱工程大學(xué)02年新安裝了四臺20噸刨燃煤供暖鍋爐，其中保持二臺鍋爐每天24小時(shí)間斷供暖，每年供暖期6個(gè)月，鼓風(fēng)機(jī)功率37kW，引風(fēng)機(jī)為110kw。在鍋爐運(yùn)行中，電力線路波動較大，經(jīng)常損毀附近校舍電器，引風(fēng)機(jī)風(fēng)量偏大，使用檔風(fēng)插板調(diào)節(jié)風(fēng)量，電機(jī)功耗基本不變，電能浪費(fèi)大。根據(jù)以上缺點(diǎn)，決定安裝變頻器。安裝變頻調(diào)速裝置后風(fēng)機(jī)起動平穩(wěn)無沖擊電流，運(yùn)行穩(wěn)定。據(jù)區(qū)技術(shù)監(jiān)督局委托哈爾濱紅光鍋爐總廠現(xiàn)場測定，為了便于對比分析，對引風(fēng)機(jī)的兩種調(diào)節(jié)方式進(jìn)行了數(shù)據(jù)測量如表1 對于剛投人運(yùn)行的鍋爐，一般因各種原因負(fù)荷未達(dá)到70%以上時(shí)，采用變頻器控制效果更加明顯。太平供熱項(xiàng)目是哈爾濱市政府批準(zhǔn)的新型項(xiàng)目，兩臺卯T鍋爐鼓、引風(fēng)機(jī)都采用變頻器控制，引風(fēng)機(jī)電動機(jī)3sokw，鼓風(fēng)機(jī)電動機(jī)1印kw，兩臺鍋爐鼓、引風(fēng)機(jī)變頻器一次投人50萬元，結(jié)果2（X）5年，2（X巧年負(fù)荷分別為30%、60%，在此情況下，鍋爐在低負(fù)荷運(yùn)行，鼓、引風(fēng)都在低負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn)，兩個(gè)采暖期下共用電613725k琪飛。如果不用變頻器控制約用電18以X洲）k不飛，估計(jì)兩個(gè)采暖期節(jié)約1186275k從飛，按每度電0.7元計(jì)算，共計(jì)節(jié)約83萬元。 下面是其鍋爐系統(tǒng)兩種方式實(shí)際運(yùn)行費(fèi)用對比: 一年共節(jié)省2萬元，一次性投人控制系統(tǒng)共計(jì)40萬元。兩年收回成本。 4 結(jié)束語 工業(yè)鍋爐風(fēng)機(jī)采用變頻器調(diào)速實(shí)現(xiàn)風(fēng)量控制，穩(wěn)定性和可靠性高，調(diào)節(jié)特性好。由于變頻器可以非常平滑穩(wěn)定地調(diào)整風(fēng)量，運(yùn)行人員可靈活地調(diào)控燃燒狀況，提高了鍋爐效率，減少工作強(qiáng)度。變頻調(diào)速使電機(jī)運(yùn)行明顯改善，維護(hù)量明顯減少，同時(shí)大大減少和機(jī)械系統(tǒng)變速機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)。使系統(tǒng)更加方便操作，設(shè)備工作效率明顯提高，系統(tǒng)采用過流、過壓、瞬時(shí)斷電、短路、欠壓、缺相等多種保護(hù)，避免了因此贊成電機(jī)燒損而影響生產(chǎn)所帶來的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失，更為重要是它的節(jié)能效果取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。 參考文獻(xiàn) 〔1〕張燕賓.變頻調(diào)速應(yīng)用實(shí)踐〔M].北京機(jī)械工業(yè)出版社 ，2002 . 〔2」劉力軍，郭麗娟.變頻器市場的現(xiàn)狀分析〔J〕.變頻器世界 ， 2003（12）. 〔3〕撈竟衡，馬小亮，余錫仁.第七屆全國電氣自動化電控系統(tǒng)學(xué)術(shù)年會論文集〔C〕.中國電氣傳動. 如有需要請點(diǎn)擊變頻技術(shù)在鍋爐風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用下載原文