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變頻技術在熱力生產中的應用案例
發布時間:2022-5-24 14:31:00   來源:杭州三科變頻技術有限公司   人氣值:

在熱力生產中,對供水量、供水壓力、爐膛所需風量、風壓等的調節。由頻率轉換控制。與傳統方法相比,具有明顯的節能效果。


一、導言


在撫順工業開發區的,供熱機組安裝了兩臺20t/h蒸汽鍋爐。每臺鍋爐有一臺90kW的引風機、一臺55kW的送風機和一臺45kW的鍋爐水泵電機。用戶以生產企業為主,常年運行,但負荷不穩定,鍋爐啟停頻繁,多數情況下處于低負荷運行狀態。因此,生產成本高,經濟效益不好,特別是在低負荷狀態下,電能浪費嚴重。為此,擬對鍋爐引風系統和給水系統進行技術改造。通過采用變頻調速,取得了良好的節能效果。

二、空氣供應系統


在鍋爐燃燒調節過程中,要求在不同的負荷工況下保持蒸汽壓力恒定。為了保證鍋爐蒸汽產量與供熱之間的相對平衡,有必要調入爐煤量、空氣量和風壓,使爐膛熱量達到一定值。空氣量和爐內空氣壓力決定了煤層的燃燒率和效率,并影響鍋爐蒸汽產量和恒定的主蒸汽壓力。


傳統的風量和風壓調節是通過電動執行器調節節氣門開度來實現的,其缺點如下:


1)負荷大時,必須開大風門,增加爐內風壓和風量,加快煤層燃燒速度,以增加單位時間的蒸汽產量,滿足供汽要求;當負載較小時,風門必須關小。在兩種情況下,引風機都保持額定轉速運行。當負荷較小時,引風機產生的巨大風量被風門擋住,只有一小部分進入風道,增加了壓差損失,浪費了電能,增加了生產成本,降低了經濟效益和社會效益。


2)引風機功率大,在工頻供電的情況下,需要龐大的降壓啟動裝置。為此主回路需要配備大功率接觸器、電抗器等降壓啟動裝置,這樣會增加主回路中的電氣設備數量。在頻繁啟動和制動的情況下,設備故障率會增加,維修量會增加,甚至會迫使鍋爐停機處理故障,無法正常供汽,影響用戶的正常生產,不僅造成巨大的經濟損失,還會影響供熱單位的聲譽。


3)在頻繁啟動和制動的情況下,產生的啟動浪涌電流會對電網和風機系統產生一定的影響,直接影響電網的供電質量和風機系統的安全運行。


4)通過電動執行器、伺服放大器、操作器等復雜的操作機構來調節風門。但同時由于輔助設備多,同時也增加了設備故障率。


但風量調節采用變頻調速。由于變頻啟動是軟啟動,減少了啟動過程對電網和風機系統的沖擊,降低了啟動過程中的功耗。因此具有效率高、調速范圍寬、特性硬、調節精度高、制動方便靈活、能耗低、故障率低、操作簡單等優點。另外,風壓和風量的調節是通過操作面板的變頻器電位器控制引風機電機轉速直接實現的。取消了風門及其復雜的操作機構,使風道暢通無阻,減少了壓差和風量的損失。同時,原來龐大的降壓設備被取消了,也減少了


引風機調速裝置通過變頻技術改造后,具有以下特點:


1)自動能量優化,實現了電機定額的充分應用,方便了泵和風機的速度控制,可以更好的調節過程;


2)軟啟動功能避免了啟動過程對電網和風機系統的沖擊;


3)內置進線電抗器,允許電機進線電纜長度為150m;


4)完備的保護,如電機過載保護、過熱保護、接地錯誤保護、短路保護等。


5)安裝調試簡單,操作簡單,能耗低,運行維護費用低。


三、供水系統


在原鍋爐給水系統中,一臺45kW電機驅動水泵長期運行,水量和給水壓力的調節是通過用執行機構調節給水閥門的開度來實現的。它的缺點是給水泵總是在額定轉速下運行,浪費電能。另外,供水附屬設備復雜,執行機構動作頻繁,穩定性差。變頻調速改造后,去掉了所有調節供水閥門的裝置,閥門開度最大化,由水位自動控制表或壓力控制器直接輸出4 ~ 20mA電流信號,實現PID閉環控制,調節頻率,改變供水電機轉速,改變供水壓力和流量,滿足不同負荷下水量和水壓的需要。


利用變頻調速技術,以及鍋爐上原有的壓力傳感器和壓力控制器,液位自動控制儀形成了壓力和液位雙閉環控制系統。


四、技術改造效果


通過水泵變頻器改造的送風系統和供水系統自實現以來,便取得了明顯的節能節水效果。據測算,改造后節電約35%,節水約20%。此外,改造后設備故障率大大降低,熱態停機時間減少,維護人員工作量減少,維護成本降低??傊?,技術改造后,生產成本明顯降低,經濟效益和社會效益提高。據初步估算,設備投資將在一年半內收回。


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