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变频调速器在锅炉上的应用

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变频调速器在锅炉上的应用

  • 分类:列举工程实例
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  • 来源:
  • 发布时间:2013-08-07 03:41
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【概要描述】  锅炉在我国使用非常普遍,一般以燃煤或燃气为主。系统中耗电部分由:给水泵、鼓风机、引风机三部分电机组成。在加热过程中需要根据锅炉中水压和炉膛风压,来不停调整补水量和炉膛风量。原来主要靠人根据压力表或经验来调节阀门,以达到相应要求。因此必然存在以下问题:   1、电能浪费严重――水泵或风机打出的大量水或风浪费在阀门或挡板上;   2、全部调节均靠人为调节阀门实现,受操作工经验影响误差大,导致炉膛燃料燃烧不充分;   3、电机一直全速运转,机械磨损加剧,而且在现场不需要那么大流量时,系统能量浪费在阀门和挡板上,导致管道内压力增大,密封件寿命亦相应降低。   有鉴于此,特对锅炉系统提出变频改造方案,具体如下:   一、锅炉变频调速供水控制系统   传统的锅炉水位控制系统中,给水泵是连续恒速运行的,并且流量的控制是通过调节水管道中调节阀和回流支路实现的。这两种方法都存在明显的缺陷:采用调节阀调节时,由于阀门的开度的减小,水泵出口的压力会上升阀门两边的压差将增大,当增大到很大时不但会造成水泵能量的浪费,而且使该水泵的振动和磨损加大,进而寿命缩短;采用回流支路调整时,大量的水回流也同样造成能量的消耗。   1.系统组成及原理   本系统主要由一单片机和一台变频器组成,这里汽包水位是被控变量,给水量与蒸发量是两个辅助的冲量,这三个变量是由电动差压变送器进行检测,然后经过单电机的计算输出4~20mA的电流信号控制变频器以实现给水泵转速的调节。在设计系统时,首先应确定变频器的输出频率,因为这一参数的选择关系到整个系统的控制效果,应根据水泵流量,扬程等参数和最大用水量和最小用水量确定。   2.变频器的工作状态   变频器通过与外部电路相连的输入输出端子设置。手动和自动两种工作状态,手动工作状态通过调节电位器来给定变频器输出频率,这种工作状态是在单电机因某种情况停用时进行操作的,自动工作状态时由单片机的输出信号进行控制。在实际应用中,该系统较传统调节阀控制方式最实用的优点是:节电率高达 30%以上;水泵磨损严重的问题得到解决,维修率明显降低,延长设备的使用寿命。   二、锅炉变频调速的鼓(引)风控制系统   另外,锅炉的鼓(引)风机的风量也是经常变动的,由于气量是经常变化的,所以风量就需要经常调节。原来用阀门调节,锅炉的控制室到阀门的距离较远,操作十分不便,也不可能调节得当。风量调节过大,空气含氧量超标,浪费了热能;风量调节过小,煤渣残留碳份超标又浪费了煤。因此为了提高控制水平,保证空气含氧量和煤渣残留的碳份达标,必须对风量进行有效的调节,调节的方式必须方便、灵敏、可靠。   为了提高锅炉风量的控制水平,又能达到节能的效果,采用变频调速方式对风量进行调节,是首选的方案。由于应用变频调速技术可根据用汽量的变化,随时调整鼓引风机的转速,减少了噪音对环境的污染(电机均运行于额定转速以下,风噪随之下降)。由于鼓引风机长期低于额定转速的状态之下运行,电机及风机的轴承不易损坏,延长了使用寿命,电机的发热量也减少了,维修量下降。停机时间减少,节约了大量的维修费用。   锅炉的鼓(引)风机的节能改造一般均能达到 30%以上,节能效果十分明显。   三、系统改造基本原理   该系统以 PID调节为主轴,通过智能控制器对多台水泵(电机)进行智能分配以达到理想的控制状态。首先,设置一个给定压力值之后通过反馈压力的变化值 PID将对差压的积分,与微分运算后给变频器输出一个 4 —20mA(或 0-10V)的信号,以调整变频器改变输出速度,使压力反馈值趋近于压力给定值。当变频水泵不能满足压力设定值时,将逐一投入工频水泵,以达到设定要求。相反,则为了使压力反馈值降至给定值水平时,会向下调整变频水泵的速度,直到平衡为止,如不能平衡压力差,将逐一减除水泵的工作状态,直到平衡为止。   四、改造后的优点   1、按需生产,全面节能   变频器进行工作时,根据压力要求来调整流量,省去水闸的调整,大幅节能。   2、压力响应快,换泵安全   系统采用 PID调节原理,可以快速响应压力变化,在压力变化和轮换时对泵可以设置出接触器缓冲时间、变频升降速时间、压力变化判断时间等多种社定,可确保反应安全无误。   3、降低噪音,延长设备寿命。   使用后,电机和风机的噪音明显下降,系统实现无极变速控制,延长设备使用寿命。   4、软启、软停减少对电网冲击   变频器在启动和停止水泵时,可对启、停时间设为 0-6000S任一时间,可保证水泵从零速平滑加速无冲击,这样可避对电网的冲击,减轻了对变压器容量的要求。   5、定时轮换,使电机寿命均衡。   可以对电机的工作效率和使用频率进行设定,可以智能分配各泵的使用时间,确保电机寿命均等,不会生锈坏死。   6、无需降压启动柜,减少维修费用。   使用变频器后,可完全放弃降压启动柜的投资,从而节省大量度的启动柜维护费用。   7、保护功能丰富,及时报警   变频器有着丰富的保护功能,对电机和自身进行周到保护,其中有过压、欠压、过流、过载、缺相等保护,同时还可对压力的超、欠压进行报警,可检测水位上、下限。

变频调速器在锅炉上的应用

【概要描述】  锅炉在我国使用非常普遍,一般以燃煤或燃气为主。系统中耗电部分由:给水泵、鼓风机、引风机三部分电机组成。在加热过程中需要根据锅炉中水压和炉膛风压,来不停调整补水量和炉膛风量。原来主要靠人根据压力表或经验来调节阀门,以达到相应要求。因此必然存在以下问题:

  1、电能浪费严重――水泵或风机打出的大量水或风浪费在阀门或挡板上;

  2、全部调节均靠人为调节阀门实现,受操作工经验影响误差大,导致炉膛燃料燃烧不充分;

  3、电机一直全速运转,机械磨损加剧,而且在现场不需要那么大流量时,系统能量浪费在阀门和挡板上,导致管道内压力增大,密封件寿命亦相应降低。

  有鉴于此,特对锅炉系统提出变频改造方案,具体如下:

  一、锅炉变频调速供水控制系统

  传统的锅炉水位控制系统中,给水泵是连续恒速运行的,并且流量的控制是通过调节水管道中调节阀和回流支路实现的。这两种方法都存在明显的缺陷:采用调节阀调节时,由于阀门的开度的减小,水泵出口的压力会上升阀门两边的压差将增大,当增大到很大时不但会造成水泵能量的浪费,而且使该水泵的振动和磨损加大,进而寿命缩短;采用回流支路调整时,大量的水回流也同样造成能量的消耗。

  1.系统组成及原理

  本系统主要由一单片机和一台变频器组成,这里汽包水位是被控变量,给水量与蒸发量是两个辅助的冲量,这三个变量是由电动差压变送器进行检测,然后经过单电机的计算输出4~20mA的电流信号控制变频器以实现给水泵转速的调节。在设计系统时,首先应确定变频器的输出频率,因为这一参数的选择关系到整个系统的控制效果,应根据水泵流量,扬程等参数和最大用水量和最小用水量确定。

  2.变频器的工作状态

  变频器通过与外部电路相连的输入输出端子设置。手动和自动两种工作状态,手动工作状态通过调节电位器来给定变频器输出频率,这种工作状态是在单电机因某种情况停用时进行操作的,自动工作状态时由单片机的输出信号进行控制。在实际应用中,该系统较传统调节阀控制方式最实用的优点是:节电率高达 30%以上;水泵磨损严重的问题得到解决,维修率明显降低,延长设备的使用寿命。

  二、锅炉变频调速的鼓(引)风控制系统

  另外,锅炉的鼓(引)风机的风量也是经常变动的,由于气量是经常变化的,所以风量就需要经常调节。原来用阀门调节,锅炉的控制室到阀门的距离较远,操作十分不便,也不可能调节得当。风量调节过大,空气含氧量超标,浪费了热能;风量调节过小,煤渣残留碳份超标又浪费了煤。因此为了提高控制水平,保证空气含氧量和煤渣残留的碳份达标,必须对风量进行有效的调节,调节的方式必须方便、灵敏、可靠。

  为了提高锅炉风量的控制水平,又能达到节能的效果,采用变频调速方式对风量进行调节,是首选的方案。由于应用变频调速技术可根据用汽量的变化,随时调整鼓引风机的转速,减少了噪音对环境的污染(电机均运行于额定转速以下,风噪随之下降)。由于鼓引风机长期低于额定转速的状态之下运行,电机及风机的轴承不易损坏,延长了使用寿命,电机的发热量也减少了,维修量下降。停机时间减少,节约了大量的维修费用。

  锅炉的鼓(引)风机的节能改造一般均能达到 30%以上,节能效果十分明显。

  三、系统改造基本原理

  该系统以 PID调节为主轴,通过智能控制器对多台水泵(电机)进行智能分配以达到理想的控制状态。首先,设置一个给定压力值之后通过反馈压力的变化值 PID将对差压的积分,与微分运算后给变频器输出一个 4 —20mA(或 0-10V)的信号,以调整变频器改变输出速度,使压力反馈值趋近于压力给定值。当变频水泵不能满足压力设定值时,将逐一投入工频水泵,以达到设定要求。相反,则为了使压力反馈值降至给定值水平时,会向下调整变频水泵的速度,直到平衡为止,如不能平衡压力差,将逐一减除水泵的工作状态,直到平衡为止。

  四、改造后的优点

  1、按需生产,全面节能

  变频器进行工作时,根据压力要求来调整流量,省去水闸的调整,大幅节能。

  2、压力响应快,换泵安全

  系统采用 PID调节原理,可以快速响应压力变化,在压力变化和轮换时对泵可以设置出接触器缓冲时间、变频升降速时间、压力变化判断时间等多种社定,可确保反应安全无误。

  3、降低噪音,延长设备寿命。

  使用后,电机和风机的噪音明显下降,系统实现无极变速控制,延长设备使用寿命。

  4、软启、软停减少对电网冲击

  变频器在启动和停止水泵时,可对启、停时间设为 0-6000S任一时间,可保证水泵从零速平滑加速无冲击,这样可避对电网的冲击,减轻了对变压器容量的要求。

  5、定时轮换,使电机寿命均衡。

  可以对电机的工作效率和使用频率进行设定,可以智能分配各泵的使用时间,确保电机寿命均等,不会生锈坏死。

  6、无需降压启动柜,减少维修费用。

  使用变频器后,可完全放弃降压启动柜的投资,从而节省大量度的启动柜维护费用。

  7、保护功能丰富,及时报警

  变频器有着丰富的保护功能,对电机和自身进行周到保护,其中有过压、欠压、过流、过载、缺相等保护,同时还可对压力的超、欠压进行报警,可检测水位上、下限。

  • 分类:列举工程实例
  • 作者:
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  • 发布时间:2013-08-07 03:41
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  锅炉在我国使用非常普遍,一般以燃煤或燃气为主。系统中耗电部分由:给水泵、鼓风机、引风机三部分电机组成。在加热过程中需要根据锅炉中水压和炉膛风压,来不停调整补水量和炉膛风量。原来主要靠人根据压力表或经验来调节阀门,以达到相应要求。因此必然存在以下问题:

  1、电能浪费严重――水泵或风机打出的大量水或风浪费在阀门或挡板上;

  2、全部调节均靠人为调节阀门实现,受操作工经验影响误差大,导致炉膛燃料燃烧不充分;

  3、电机一直全速运转,机械磨损加剧,而且在现场不需要那么大流量时,系统能量浪费在阀门和挡板上,导致管道内压力增大,密封件寿命亦相应降低。

  有鉴于此,特对锅炉系统提出变频改造方案,具体如下:

  一、锅炉变频调速供水控制系统

  传统的锅炉水位控制系统中,给水泵是连续恒速运行的,并且流量的控制是通过调节水管道中调节阀和回流支路实现的。这两种方法都存在明显的缺陷:采用调节阀调节时,由于阀门的开度的减小,水泵出口的压力会上升阀门两边的压差将增大,当增大到很大时不但会造成水泵能量的浪费,而且使该水泵的振动和磨损加大,进而寿命缩短;采用回流支路调整时,大量的水回流也同样造成能量的消耗。

  1.系统组成及原理

  本系统主要由一单片机和一台变频器组成,这里汽包水位是被控变量,给水量与蒸发量是两个辅助的冲量,这三个变量是由电动差压变送器进行检测,然后经过单电机的计算输出4~20mA的电流信号控制变频器以实现给水泵转速的调节。在设计系统时,首先应确定变频器的输出频率,因为这一参数的选择关系到整个系统的控制效果,应根据水泵流量,扬程等参数和用水量和用水量确定。

  2.变频器的工作状态

  变频器通过与外部电路相连的输入输出端子设置。手动和自动两种工作状态,手动工作状态通过调节电位器来给定变频器输出频率,这种工作状态是在单电机因某种情况停用时进行操作的,自动工作状态时由单片机的输出信号进行控制。在实际应用中,该系统较传统调节阀控制方式实用的优点是:节电率高达 30%以上;水泵磨损严重的问题得到解决,维修率明显降低,延长设备的使用寿命。

  二、锅炉变频调速的鼓(引)风控制系统

  另外,锅炉的鼓(引)风机的风量也是经常变动的,由于气量是经常变化的,所以风量就需要经常调节。原来用阀门调节,锅炉的控制室到阀门的距离较远,操作十分不便,也不可能调节得当。风量调节过大,空气含氧量超标,浪费了热能;风量调节过小,煤渣残留碳份超标又浪费了煤。因此为了提高控制水平,保证空气含氧量和煤渣残留的碳份达标,必须对风量进行有效的调节,调节的方式必须方便、灵敏、可靠。

  为了提高锅炉风量的控制水平,又能达到节能的效果,采用变频调速方式对风量进行调节,是首选的方案。由于应用变频调速技术可根据用汽量的变化,随时调整鼓引风机的转速,减少了噪音对环境的污染(电机均运行于额定转速以下,风噪随之下降)。由于鼓引风机长期低于额定转速的状态之下运行,电机及风机的轴承不易损坏,延长了使用寿命,电机的发热量也减少了,维修量下降。停机时间减少,节约了大量的维修费用。

  锅炉的鼓(引)风机的节能改造一般均能达到 30%以上,节能效果十分明显。

  三、系统改造基本原理

  该系统以 PID调节为主轴,通过智能控制器对多台水泵(电机)进行智能分配以达到理想的控制状态。首先,设置一个给定压力值之后通过反馈压力的变化值 PID将对差压的积分,与微分运算后给变频器输出一个 4 —20mA(或 0-10V)的信号,以调整变频器改变输出速度,使压力反馈值趋近于压力给定值。当变频水泵不能满足压力设定值时,将逐一投入工频水泵,以达到设定要求。相反,则为了使压力反馈值降至给定值水平时,会向下调整变频水泵的速度,直到平衡为止,如不能平衡压力差,将逐一减除水泵的工作状态,直到平衡为止。

  四、改造后的优点

  1、按需生产,全面节能

  变频器进行工作时,根据压力要求来调整流量,省去水闸的调整,大幅节能。

  2、压力响应快,换泵安全

  系统采用 PID调节原理,可以快速响应压力变化,在压力变化和轮换时对泵可以设置出接触器缓冲时间、变频升降速时间、压力变化判断时间等多种社定,可确保反应安全无误。

  3、降低噪音,延长设备寿命。

  使用后,电机和风机的噪音明显下降,系统实现无极变速控制,延长设备使用寿命。

  4、软启、软停减少对电网冲击

  变频器在启动和停止水泵时,可对启、停时间设为 0-6000S任一时间,可保证水泵从零速平滑加速无冲击,这样可避对电网的冲击,减轻了对变压器容量的要求。

  5、定时轮换,使电机寿命均衡。

  可以对电机的工作效率和使用频率进行设定,可以智能分配各泵的使用时间,确保电机寿命均等,不会生锈坏死。

  6、无需降压启动柜,减少维修费用。

  使用变频器后,可完全放弃降压启动柜的投资,从而节省大量度的启动柜维护费用。

  7、保护功能丰富,及时报警

  变频器有着丰富的保护功能,对电机和自身进行周到保护,其中有过压、欠压、过流、过载、缺相等保护,同时还可对压力的超、欠压进行报警,可检测水位上、下限。

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