变频器在供热锅炉电气系统中的节能应用 巴特尔

发表时间:2021/8/11   来源:《建筑模拟》2021年第5期   作者:巴特尔 刘尚武
[导读] 在锅炉运行中,水泵、风机是损耗电能的主要设备,它们的负荷变化较大,而拖动水泵、风机的异步电机轴功率却是恒定不变的,因此浪费了大量能源。本文针对变频器应用特点和节能原理展开分析,通过研究变频器在炉膛负压、蒸汽压力、汽包液位中的具体应用,其目的在于充分发挥变频器应用价值,提高供热锅炉电气系统运行稳定性。
        兴安热电有限责任公司  内蒙古乌兰浩特市  137400
        摘要:在锅炉运行中,水泵、风机是损耗电能的主要设备,它们的负荷变化较大,而拖动水泵、风机的异步电机轴功率却是恒定不变的,因此浪费了大量能源。本文针对变频器应用特点和节能原理展开分析,通过研究变频器在炉膛负压、蒸汽压力、汽包液位中的具体应用,其目的在于充分发挥变频器应用价值,提高供热锅炉电气系统运行稳定性。
        关键词:供热锅炉;节能原理;炉膛负压;变频器;汽包液位
       
        变频调速能够根据负荷的变化使电动机自动、平滑地增速或减速,实现电动机无级变速。变频调速范围宽、精度高,是电动机最理想的调速方式。如果将水泵、风机的非调速电动机改造为变频调速电动机,其耗电量就能随负荷变化,从而节约大量电能。
        1变频器应用特点分析
        从实际应用情况来看,变频器在应用中具备了以下应用特点:第一,在电力系统工作过程中,即使出现了运行频率变动的情况,在变频器的帮助下,系统依旧会在既定频率下进行运行,其产生的转速损失也会处于较小范围,属于非常高效的调速方式。第二,在变频器工作过程中,其调速范围的灵活性较强,可保持在0%-100%,这也使系统调速范围可以保持在较高频率内,因此变频器经常会应用在一些负荷变化频率较高的电力设备中。第三,在电力系统运行过程中,变频器可以结合实际情况来选定最佳转速,使系统在工作时可以保持匀速调速的状态。第四,变频器的抗干扰性较强,其最高速度并不会受到电源波动影响,从而确保电动机可以稳定维持在高速化运行状态,满足系统运行要求。
        2变频器节能原理分析
        在变频器工作期间,会应用到流体力学定律,公式为P=C·M,其中P表示变频器运行功率;C表示变频器内的通道流量;M表示变频器工作时的运行压力。同时变频器在工作期间也会涉及到以下公式:①C1/C2=a1/a2;②M1/M2=(a1/a2)2;③P1/P2=(a1/a2)2;④a=60F(1-s)/P。其中s表示变频器运行过程中的转差率;F表示变频器运行过程中的频率;a表示变频器转速。根据公式①-③可以了解到,变频器功率和转速间存在正比关系;变频器的通道流量和运行压力与转速平方存在正比关系。对此,在系统运行过程中,也可以对负载变动情况进行迅速适应,以提升系统工作效率的稳定性。
        3变频器在系统中的应用要点
        3.1炉膛负压
        基于以往应用经验可以了解到,变频器在炉膛负压调节过程中有着良好应用。从实际应用情况来看,变频器会利用传感器来采集炉膛负压的运行数值,随后利用调节功能来对引风机的运行转速进行动态调控,进而提高炉膛负压参数的合规性。

在传统人工调节活动中,炉膛负压会存在不稳定变化,如果炉膛负压超过了安全值,那么此时漏风损失也会不断增加,从而提高了引风机工作期间的能源损耗。若炉膛负压低于安全值,那么此时炉膛正压会开始向外进行喷火,增加了生产过程的风险性,而且也会对周围环境带来了较大的污染性。而变频器的使用,也可以对炉膛负压情况进行监督,以自动调整的方式来动态调整炉膛负压,以提升系统调整过程的精准度,降低安全风险问题的发生几率,提高系统运行过程的环保性[1]。
        3.2蒸汽压力
        根据相关实践经验可以了解到,变频器在蒸汽压力调整过程中也有着良好应用。从实际应用情况来看,变频器会利用传感器来采集锅炉蒸汽压力的运行数值,随后利用调节功能来对锅炉排气参数、鼓风机运行转速进行动态调控,进而提高锅炉蒸汽压力参数的合规性[2]。在传统人工调节活动中,蒸汽压力会随着锅炉内部燃烧速度、燃料充足度会出现不均匀变化,如果锅炉蒸汽压力超过了安全值,那么此时锅炉内部压力增大,提升了锅炉内部压强,若不能将其快速排出,也将增加爆炸事故的发生几率,威胁作业人员的生命财产安全。若蒸汽压力低于安全值,那么此时锅炉内部由于压力不足,也会影响到机械工作效率,增加能源损耗。而变频器的使用,也可以对锅炉蒸汽压力进行监督,以自动调整的方式来动态调整锅炉系统状态,使多余气体可以快速排出,从而维持系统工作状态的稳定性,降低安全风险问题的发生几率。
        3.3汽包液位
        根据相关实践经验可以了解到,变频器在汽包液位调整过程中也有着良好应用。从实际应用情况来看,变频器会利用传感器来采集汽包液位的变化参数,随后利用调节功能来对水泵工作转速进行动态调控,进而提高汽包液位参数的合理性。在传统人工调节活动中,汽包液位会随着水泵转速、流量等参数的变化出现不均匀变化,如果汽包液位超过了安全值,那么此时蒸汽的含水率也会增大,从而影响到产品的应用质量。若汽包液位低于安全值,那么此时锅炉内部由于压力数值不断增大,也会增加爆炸问题的发生几率。而变频器的使用,也可以对水泵的工作转速进行监督,并且以自动调整的方式来动态调节水泵的运行参数,使其转速、流量等参数可以维持在安全值附近,而且还能够提升调节过程的精准度,已提高系统工作状态的安全性和稳定性[3]。
        结束语
        综上所述,将变频器应用到供热锅炉运行系统中,具备了可调节性能良好、节能性良好、资源损耗率低等优势。本文总结变频器在供热锅炉系统中的应用要点,积累有效的作业数据,这样也有利于系统的进一步完善。另外,在系统未来发展过程中,也需要做好新技术融入工作,从而进一步降低系统运行能耗,满足行业经济稳定发展要求。
        参考文献:
        [1]赵小霞.PLC、触摸屏和变频器在循环双流化床锅炉自动控制系统的应用[J].电子制作,2020(18):16-17+86.
        [2]吴桂林,田斌斌,杨国. 高压变频器在锅炉风机节能控制中的应用[C]. 中国机电一体化技术应用协会,2020:141-146.
        [3]杨军.变频器在锅炉风机节能改造中的应用[J].冶金与材料,2020,40(02):44+46.
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