分析变频器在锅炉电气系统中的节能应用

分析变频器在锅炉电气系统中的节能应用

马召

四川广安发电有限责任公司 四川 广安   638000

摘要：锅炉运行中消耗电能的主要设备包括水泵和风机，二者具有较大的负载，但是带动二者的异步电机轴功率却始终保持不变，这就导致大量的能源被浪费了。交流变频器能够以实际负载为依据，将电动机速度进行合理调整，进而获得良好的节能效果。为了进一步明确变频器在锅炉电气系统中的节能应用效果，本文重点分析交流变频器的实际应用和节能原理，并将其合理应用于锅炉节能改造中，制定切实可行的交流变频调速系统实施方案，现对具体实施情况进行分析总结。

关键词：变频器；锅炉；电气系统；节能应用

锅炉对于工业生产及民用取暖都发挥着极为重要的作用。锅炉的使用需要耗费大量电能，因此如何能够节约能源是相关企业积极探索的重要问题。锅炉运行消耗的电能中，95%以上为水泵和风机消耗的。一般情况下，如果锅炉的负荷发生变化，那么比绕需要对锅炉的燃烧情况进行必要调整，能够降低能源耗损。过去多利用机械节流方法进行调节，对风门挡板的张开角度进行合理调整从而控制进风量。但是在锅炉运行时调整阀门或是挡板，无法改变风机和水泵的运行负荷，同时也无法改变风机和水泵电动机的拖动轴功率，那么发动机耗费的能量并没有实际降低。此种运行模式不但会导致能量浪费，同时还会导致设备耗损增加，因此缩短设备的使用寿命或是提升维修及维护费用。编排调速依据负荷变化为基础，可确保电动机实现自动、平滑的增减速度，完成电动机无级变速。电动机最佳调速方式为大范围高精度的变频调速。那么可以理解为，将风机水泵的费调速电动机利用变频调速电动机替换，就可以随着符合改变耗电量，能够确切节约电能。

一、简要介绍变频调速技术应用特点

变频调速技术主要特点包括以下几点：

1. 变频调速属于一种先进的高效调速方法，主要是因为，变频调速指的是在频率存在显著变化后，电动机运行仍和调动后的频率保持相同的转速，调速并不会造成额外的转速损失，应用效果理想^[1]。

2. 变频器具有较宽的调速范围，调速范围能够达到1%-100%，同时在可调范围内具有极为理想的调速效率。对于调速范围相对较宽或是者符合需要频繁变化的设备来说，应用变频调速方式适用性理想。

3. 变频器可自动选择最佳的运转速度，能够确保实现平滑、低速启动调速。

4. 变频机受电源影响相对较小，电源无法影响其最高速度，电动机可以选择高速及小型化^[2]。

二、应用变频调速的重要性分析

企业锅炉中风机和水泵等设备应用广泛，属于电动机拖动机械设备中广泛使用的设备类型。此类设备进行必要调节时，最为常用的方法是对风门、阀门和挡板的开合度进行合理调整事项调节目的。但是在调节时，有电机的转速是保持不变的，因此挡板或是阀门上会消耗大量的能力，因此也会导致能量的浪费。积极引入变频调速技术，可对原有调节方式进行根本性改变。将原有速度保持不变的电动机变为速度可调的，电动机能够自动根据负荷量及时地对转速进行合理调节，另外此类负载电动机轴功率输出和电动机转速的立方值呈正相关。因此相比前提调节方式来说，变频调节的节能效果最佳，同时也能显著提高装置的转换频率。

另外实施变频调速技术之后，能够大大降低电机和谁笨的转速，因此可以随之降低轴承的磨损和热度，有助于提高水泵和电动机等机械设备的使用周期，也可降低设备维修和保养几率。同时变频器还具有手动、自动相互转换这一特殊功能，能够依据实际需求，对转速进行及时调节变化。由于变频器调速和启动相对平稳，也可有效避免对电网造成冲击和影响^[3]。

变频调速技术实施后，就可以实现自动控制，不再完全依靠人工进行频繁的调节，也能大大降低调节阀门故障发生率，进而避免对生产造成消极影响，也可使员工的劳动强度显著降低。另外，还可以能够避免电机运行时及阀门节流时产生的噪音，可改善工作环境。闭环控制运行系统，参数超调波动范围相对较小，能够更加有效地控制偏差。显著提升控制极度后，能够确保生产工艺稳定性。另外变频调速系统还可灵敏的检测、诊断故障，具有数字化显示能力，从而显著提升锅炉运行的安全性。

三、锅炉系统应用变频器整改方案

变频器自动控制效果理想，变频系统能够测量炉膛负压传感器数值，应用内置调节模块自动控制锅炉引风机转速，从而确保炉膛内负压稳定。人工调节负压稳定性较差，使用变频器闭环控制，引风机转速自动匹配炉膛负压，更为精准地进行控制。人工调节负压过大容易增加漏风和热损失，导致引风机用电量增加，负压太小会导致炉膛向外喷火，影响生产安全性同时造成环境污染。变频系统则可实现精准控制，避免不利影响。蒸汽压力波动太大，会对运行质量产生影响。变频器能够对蒸汽压力传感器数值进行准确测量，能够自动调节锅炉炉排和风机确保蒸汽压力稳定。锅炉的蒸发效果及安全和水位关系密切，水位抬高，则会导致蒸汽中含有过高水分含量，对市场效率产生不利影响，水位过度则会影响锅炉使用安全性。变频器对汽包液位传感器数值进行准确收集，应用调节功能自动控制锅炉给水泵装束，持续保持很低汽包水位。应用变频调速系统对锅炉进行合理改造后，锅炉运行的有效性和安全性得到明显提升。同时，同时调节风煤系统，能够获得更加理想的燃烧条件，确保有效燃烧降低烟尘排放量，避免对环境造成污染。同时还可以使司炉工的劳动强度得到明显降低，降低运行造影改善其工作环境。改造后能够大大提升锅炉整齐运行质量，从而提高锅炉运行效率，能够确保企业利益最大化，获取更加理想的经济和社会效益

^[4]。

结束语

锅炉控制系统中应用变频调速技术，可实现良好的调速性能和节能能力，并可提高运行的安全性。此举极为符合当今节能减排倡议要求，因此可将这种先进的技术进行进一步的推广和应用。能够更好地提升锅炉运行效率，降低能源消耗，确保运行安全。现实意义显著，值得重视并推广应用。

参考文献：

[1]杨如惠、叶帛、唐克争. 变频技术在燃气锅炉节能系统中的应用[J]. 河北农机, 2020, No.266(8):49-49.

[2]李雪柏、谷鑫、王晓雪、郭晓敏、谭吉宾. 变频器在生物安全二级实验室通风系统中的节能应用[J]. 中国医学装备, 2020, v.17;No.195(11):212-215.

[3]石艳春. PLC变频节能技术在电气自动化设备中的应用[J]. 现代信息科技, 2020,4(3):173-174+177.

[4]张慧. 高压变频器在锅炉风机系统中的应用分析[J]. 科学与信息化, 2019, (18):114-114.