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變頻器應(yīng)用于鍋爐的綜合節(jié)能優(yōu)勢方案
發(fā)布時間:2020-6-28 16:16:00   來源:杭州三科變頻技術(shù)有限公司   人氣值:

一、前言         

 

鍋爐節(jié)能消耗的主要控制指標(biāo)是煤耗和耗電效率,傳統(tǒng)的控制方法是通過風(fēng)閥板、閥門和機械調(diào)速來控制汽包、供水泵、循環(huán)泵的流量和爐排的運行速度。同時,在技術(shù)和生產(chǎn)任務(wù)的差異、蒸汽需求量變化的情況下,為了實現(xiàn)高效燃燒,需要變更煤供給量,傳統(tǒng)的控制方式是人工操作的,功耗高,控制精度低,容易因操作錯誤而發(fā)生環(huán)境污染(煙囪冒出黑煙)。


 


二、改造鍋爐供水系統(tǒng)


水泵運行原理 


根據(jù)泵的工作原理,流量q與速度n成正比,頭部h與速度n的平方成正比,軸功率p與速度n立方成正比,電機的速度n與功率f成正比,因此改變功率頻率可以改變電機的速度,即進(jìn)給泵的速度,從而調(diào)節(jié)水流量。


原設(shè)備的運行狀態(tài)

 

通過調(diào)節(jié)管道調(diào)節(jié)閥的閥門和分支回流,實現(xiàn)鍋爐給水泵的連續(xù)恒速。當(dāng)調(diào)整閥門時,泵出口壓力由于閥門開出口壓力增加,閥門兩側(cè)壓差增大,造成了能量的浪費,并且容易損壞閥門和軸承的磨損;在使用分支回流調(diào)節(jié)時,大量的水回流也會引起能量消耗。


改造方案 


在保留原系統(tǒng)的工頻設(shè)備備用的前提下,在原系統(tǒng)中增加水泵和風(fēng)機專用變頻器。變頻器故障輸出繼電器常開觸點接延時繼電器,再接原工頻主電路接觸器,以保證變頻器故障時鍋爐給水系統(tǒng)的正常運行。同時,控制室的聲光報警提示操作人員及時排除故障;變頻器設(shè)定下限頻率,確保鍋爐供水高于安全值;


變頻器工作狀態(tài)

 

操作人員可以根據(jù)控制室汽包水位的變化,實時調(diào)整變頻器的頻率,以滿足蒸發(fā)和供水,努力使變頻器在較好的運行狀態(tài)下運行?,F(xiàn)場測量:給水泵與原調(diào)節(jié)筏節(jié)電率相比達(dá)到24%,泵磨損明顯減小,設(shè)備壽命延長。  


三、鍋爐鼓(引)風(fēng)控制系統(tǒng)的改造



 原現(xiàn)場工況


 如果鍋爐送風(fēng)機的風(fēng)量總是隨蒸汽量的變化而變化,就用閥門調(diào)整原來的位置。 鍋爐控制室到閥門的距離很遠(yuǎn),操作不方便,難以正確控制。 風(fēng)量調(diào)節(jié)過大,空氣中的氧含量超過標(biāo)準(zhǔn),浪費熱能的風(fēng)量調(diào)節(jié)太小,爐渣的殘留碳含量超過標(biāo)準(zhǔn),煤炭消耗量增加的高速風(fēng)扇產(chǎn)生的噪音也給環(huán)境帶來了很大污染,是長期的高速運轉(zhuǎn),導(dǎo)致鼓風(fēng)機軸承和馬達(dá)的溫度上升高,設(shè)備  


變頻器工作狀況 


安裝變頻器后,操作人員隨時根據(jù)蒸汽消耗量的變化調(diào)整風(fēng)機的轉(zhuǎn)速,減少了噪聲對環(huán)境的污染(風(fēng)機噪聲低于額定轉(zhuǎn)速),因為電機和風(fēng)機軸承不易損壞,延長了使用壽命,降低了電機的加熱量,降低了維修量。


節(jié)能效果 


在一般的設(shè)計中,鼓風(fēng)機、泵設(shè)備的額定風(fēng)量、流量通常超過了實際所需的風(fēng)量、流量,運轉(zhuǎn)中的風(fēng)量、流量是實時變化的,但現(xiàn)在使用擋板和閥調(diào)節(jié)風(fēng)量和流量的方式一般,方法很簡單,但實際上通過人為增加阻力來達(dá)到調(diào)節(jié)目的  


根據(jù)流體力學(xué)原理,用以下公式表達(dá)了風(fēng)機風(fēng)量、風(fēng)速與電機功率的關(guān)系:


公式中式中,Q-風(fēng)量(流量) H-風(fēng)壓(揚程) P-軸力n-轉(zhuǎn)速


當(dāng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速降低且風(fēng)量減小時,其電機輸入功率會迅速降低。例如,當(dāng)空氣量降低到80%且速度(n)也降低到80%時,其軸功率降低到額定功率的51%。如果軸功率低至額定功率的13%且風(fēng)量降低到50%時,具有很大的節(jié)能潛力。因此,對于風(fēng)量和流量調(diào)節(jié)范圍大的風(fēng)機泵,用變頻調(diào)速代替調(diào)節(jié)風(fēng)門或閥門是實現(xiàn)節(jié)能的有效途徑。


變頻調(diào)速的特點是效率高,無調(diào)速引起的附加旋轉(zhuǎn)損失,調(diào)速范圍寬,精度高,無級調(diào)速。 由于容易實現(xiàn)協(xié)調(diào)控制和閉環(huán)控制,可以利用原來的籠形電動機,特別適用于舊設(shè)備的技術(shù)改造,在保持原電動機結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、耐久性高、維護方便的優(yōu)點的同時,還能實現(xiàn)節(jié)電的顯著效果,是鼓風(fēng)機泵的節(jié)能的較好的選擇。


四、排爐電機的變頻改造

 

原現(xiàn)場工況

 

因為爐排電機相對性較小,很多生產(chǎn)商忽視了它的更新改造。爐排電機控制系統(tǒng)煤在爐膛內(nèi)的等待時間,其速度煤的點燃速率息息相關(guān)。傳統(tǒng)式的變速方式是機械設(shè)備換檔,精密度低,原煤后碳含量比較嚴(yán)重超標(biāo)準(zhǔn)。

在現(xiàn)場,我們發(fā)現(xiàn)爐排的三級變速傳動齒輪早已銹死,僅有快速傳動齒輪才可以運行。爐渣呈灰黑色和深灰色,腳摸上去有點硬,顯而易見沒有徹底點燃。

變頻改造效果

 

采用變頻器后,情況發(fā)生了很大變化。 由于可以實時調(diào)整,煤塊燃燒充分,提高了熱效率,在煤渣出來后變成灰白色的同時,幾乎沒有煙囪冒出黑煙的現(xiàn)象,煤的消耗量減少了10%左右。

總結(jié):


用變頻調(diào)速器代替擋板、擋板、閥來控制流量,控制速率,總體改造效果如下:



1、提升燃燒效率,節(jié)省10%的煤。


2、可避免冒黑煙的環(huán)境污染。 有效降低排煙濃度,


3、提升機器設(shè)備的自動化程度,使操縱更為精確、便捷、立即。


4、完成電動機軟起動,減少沖擊性電流量6、降低設(shè)備運作耗損,增加使用壽命


5、綜合性環(huán)保節(jié)能約35%,項目投資約9個月成本回收。 

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