变频器在锅炉节能使用的说明

变频器在锅炉节能使用的说明

锅炉变频节能的应用

变频调速的节能意义

风机水泵类负载多是根据满负荷工作需用量来选型，实际应用中大部分时间并非工作于满负荷状态，由于交流电机调速很困难。常用挡风板、回流阀或开/停机时间，来调节风量或流量，同时大电机在工频状态下频繁开/停比较困难，电力冲击较大，势必造成电能损耗和开/停机时的电流冲击。采用变频器直接控制风机、泵类负载是一种最科学的控制方法，当电机在额定转速的80%运行时，理论上其消耗的功率为额定功率的（80%）3，即51.2%，去除机械损耗电机铜、铁损等影响。节能效率也接近40%，同时也可以实现闭环恒压控制，节能效率将进一步提高。由于变频器可实现大的电动机的软停、软起，避免了启动时的电压冲击，减少电动机故障率，延长使用寿命，同时也降低了对电网的容量要求和无功损耗。为达到节能目的推广使用变频器已成为各地节能工作部门以及各单位节能工作的重点。

阀门特性及变频调速节能原理

阀门的开启角度与管网压力，流量的关系示意图如图当电机以额定转速n0运行，阀门角度以a0（全开），a，a1变化时管道压力与流量只必须减小阀门开度到a1，能是沿A，B，C，点变化。即必须减小阀门开度到a1，这使得阀前压力由原来的P0提高到Pq，实现调速控制后，阀后压力由原来的P0降到Ph。阀前阀后存在一个较大

的压差△P=Pq-Ph。

如果让阀门全开（开度为a0），采用变频调速，使风机转速至n1，且流量

等于Q1，压力等于Ph，那么在工艺上则与阀门调节一样，达到燃烧控制的要求。而在电机的功耗上则大不一样。风机水泵的轴功率与流量和扬程或压力的成绩成正比。在流量为Q1，用阀门节流时，令电动机的功率为Nf=KPhQ1。用变频调速比阀门节流节省的电能为：

Nj-Nf=K（Pq-Ph）Q1=Q1△P。

由图可见，流量越低，阀门前后以来差越大，也就是说用变频调速在流量小，转速低时，节能效果更好。

目前绝大多数锅炉燃烧控制系统中的风量调节都是通过调节风门挡板实现的，这种风量调节方式不但使风机的效率降低，也使很多能量白白消耗在挡板上。为了节约电能，提高锅炉燃烧控制水平，增加经济效益，采用变频调速系统取代低效高能耗的风门挡板，已成为各锅炉使用单位节能改造的重点。

节能效果计算示例

一、锅炉现有鼓风机一台，配用160kw电机，。风量在80%—30%之间变化，，设电机全速供风量为Qn空载损耗为0.1(Y0≈cosnt)每天总供风量为60% Qn则全速Pp=(160－160×0.1)kw=144kw

1、变频时：每天只需功率

P m 2=(16+(60%)3×144)kw=47kw

节约的功率：Pj=(144－47)kw=97kw

2、如果电费按0.7元/kw小时计算，每年节约的电费：

97kw×24h×365×0.7元/kwh=594804元=59万元

二、锅炉现有引风机一台，配用185kw电机，。风量在90%—70%之间变化，，设电机全速供水量为Qn空载损耗为0.1(Y0≈cosnt)每天总供风量为80%

Qn则全速Pp=(185－185×0.1)kw=166.5kw

1、变频时：每天只需功率

P m 2=(18.5+(80%)3×166.5)kw=103.748kw

节约的功率：Pj=(166.5－103.748)kw=63kw

2、如果电费按0.7元/kw小时计算、每年节约的电费：

63kw×24h×365×0.7元/kwh=386316元=38万元

三、每年总节约的电费：59＋38=97万元

由以上估算情况可知，半年内轻易可收回投资

一、系统概述

我国是以煤作为主要能源的国家，锅炉是耗能的主要设备，约占全国总能耗量的二分之一左右，按照国际先进水平衡量我国能源的利用率很低。因此，节能的潜力很大。一般来说生产过程中的节能有三大途径：

（1）改造设备节能；

（2）改进工艺节能；

（3）提高应用管理和自控技术节能。

为了使锅炉工作稳定、安全、经济，需要提高对锅炉的监控品质，提高平均热效率，节省能源和减少污染，减轻操作人员的工作负担，提高锅炉的科学管理水平。可以获得可观的经济效益。应用管理和自控技术节能可做到少投入多产出，见效快，效果好。一般采用自动化技术后，可以提高锅炉热效率3-5%，节煤5-8%，自动化技术的投资在2年左右时间既可收回。用户既可以收到节约能源节省资金的效果，由于减少了大量原煤的燃烧，还净化了空气，美化了环境，节省了资源，在贯彻可持续发展战略的今天，具有特殊的意义，因此而产生的社

会效益，将是十分重大而深远的。

锅炉控制通常是采用人工结合常规仪表监控，一般较难达到满意的结果，原因是锅炉的燃烧系统是一个多变量输入的复杂系统，影响燃烧的因素十分复杂，较正确的数学模型不易建立，以经典的PID为基础的常规仪表控制已很难达到最佳状态，如果靠人工手烧则要受人为因素（经验、责任心、白夜班）的影响，而计算机提供了诸如数字滤波，积分分离PID，选择性PID，参数自整定等各种充分发挥计算机这一智能化、多功能的优势，是常规仪表和人力难以实现或无法实现的，是提高工业锅炉自控水平和节能的重要措施。

本系统是针对链排式燃煤锅炉而设计开发，可以实现对一到五台锅炉及总供热系统进行自动控制和自动检测，能够实现锅炉系统的安全和经济运行，完成各项管理功能和报警保护功能，达到节约能源、减少环境污染、降低劳动强度的目的。锅炉吨位可从4－80T/h。

整套系统设计合理，设备选型先进，控制功能完善，通用性强，具有手动/自动无扰切换功能。控制设备可靠性高，拆装简便，维护方便，抗干扰能力强。本系统具备远程通讯功能，可以和上位计算机和下位换热站进行通讯。

二、自控系统构成

1. 系统控制功能描述

* 锅炉自动控制：鼓风、引风、炉排实现自动控制和仪表盘手动操作。

* 超压超温（汽锅炉为高低液位）报警及停炉自动联锁

* 循环水泵软启动软停止及故障报警联锁停炉

* 变频自动补水及手动操作

* 各电器控制设备的运行指示和故障停车