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鍋爐在我國使用非常普遍，一般以燃煤或燃氣為主。系統(tǒng)中耗電部分由：給水泵、鼓風機、引風機三部分電機組成。在加熱過程中需要根據(jù)鍋爐中水壓和爐膛風壓，來不停調(diào)整補水量和爐膛風量。原來主要靠人根據(jù)壓力表或經(jīng)驗來調(diào)節(jié)閥門，以達到相應(yīng)要求。因此必然存在以下問題：
1、電能浪費嚴重――水泵或風機打出的大量水或風浪費在閥門或擋板上;
2、全部調(diào)節(jié)均靠人為調(diào)節(jié)閥門實現(xiàn)，受操作工經(jīng)驗影響誤差大，導(dǎo)致爐膛燃料燃燒不充分;
3、電機一直全速運轉(zhuǎn)，機械磨損加劇，而且在現(xiàn)場不需要那么大流量時，系統(tǒng)能量浪費在閥門和擋板上，導(dǎo)致管道內(nèi)壓力增大，密封件壽命亦相應(yīng)降低。
有鑒于此，特對鍋爐系統(tǒng)提出變頻改造方案，具體如下：
一、鍋爐變頻調(diào)速供水控制系統(tǒng)
傳統(tǒng)的鍋爐水位控制系統(tǒng)中，給水泵是連續(xù)恒速運行的，并且流量的控制是通過調(diào)節(jié)水管道中調(diào)節(jié)閥和回流支路實現(xiàn)的。這兩種方法都存在明顯的缺陷：采用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)時，由于閥門的開度的減小，水泵出口的壓力會上升閥門兩邊的壓差將增大，當增大到很大時不但會造成水泵能量的浪費，而且使該水泵的振動和磨損加大，進而壽命縮短;采用回流支路調(diào)整時，大量的水回流也同樣造成能量的消耗。
1.系統(tǒng)組成及原理
本系統(tǒng)主要由一單片機和一臺變頻器組成，這里汽包水位是被控變量，給水量與蒸發(fā)量是兩個輔助的沖量，這三個變量是由電動差壓變送器進行檢測，然后經(jīng)過單電機的計算輸出4～20mA的電流信號控制變頻器以實現(xiàn)給水泵轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。在設(shè)計系統(tǒng)時，首先應(yīng)確定變頻器的輸出頻率，因為這一參數(shù)的選擇關(guān)系到整個系統(tǒng)的控制效果，應(yīng)根據(jù)水泵流量，揚程等參數(shù)和用水量和用水量確定。
2.變頻器的工作狀態(tài)
變頻器通過與外部電路相連的輸入輸出端子設(shè)置。手動和自動兩種工作狀態(tài)，手動工作狀態(tài)通過調(diào)節(jié)電位器來給定變頻器輸出頻率，這種工作狀態(tài)是在單電機因某種情況停用時進行操作的，自動工作狀態(tài)時由單片機的輸出信號進行控制。在實際應(yīng)用中，該系統(tǒng)較傳統(tǒng)調(diào)節(jié)閥控制方式實用的優(yōu)點是：節(jié)電率高達 30%以上;水泵磨損嚴重的問題得到解決，維修率明顯降低，延長設(shè)備的使用壽命。
二、鍋爐變頻調(diào)速的鼓(引)風控制系統(tǒng)
另外，鍋爐的鼓(引)風機的風量也是經(jīng)常變動的，由于氣量是經(jīng)常變化的，所以風量就需要經(jīng)常調(diào)節(jié)。原來用閥門調(diào)節(jié)，鍋爐的控制室到閥門的距離較遠，操作十分不便，也不可能調(diào)節(jié)得當。風量調(diào)節(jié)過大，空氣含氧量超標，浪費了熱能;風量調(diào)節(jié)過小，煤渣殘留碳份超標又浪費了煤。因此為了提高控制水平，保證空氣含氧量和煤渣殘留的碳份達標，必須對風量進行有效的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)的方式必須方便、靈敏、可靠。
為了提高鍋爐風量的控制水平，又能達到節(jié)能的效果，采用變頻調(diào)速方式對風量進行調(diào)節(jié)，是首選的方案。由于應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)可根據(jù)用汽量的變化，隨時調(diào)整鼓引風機的轉(zhuǎn)速，減少了噪音對環(huán)境的污染(電機均運行于額定轉(zhuǎn)速以下，風噪隨之下降)。由于鼓引風機長期低于額定轉(zhuǎn)速的狀態(tài)之下運行，電機及風機的軸承不易損壞，延長了使用壽命，電機的發(fā)熱量也減少了，維修量下降。停機時間減少，節(jié)約了大量的維修費用。
鍋爐的鼓(引)風機的節(jié)能改造一般均能達到 30%以上，節(jié)能效果十分明顯。
三、系統(tǒng)改造基本原理
該系統(tǒng)以 PID調(diào)節(jié)為主軸，通過智能控制器對多臺水泵(電機)進行智能分配以達到理想的控制狀態(tài)。首先，設(shè)置一個給定壓力值之后通過反饋壓力的變化值 PID將對差壓的積分，與微分運算后給變頻器輸出一個 4 —20mA(或 0-10V)的信號，以調(diào)整變頻器改變輸出速度，使壓力反饋值趨近于壓力給定值。當變頻水泵不能滿足壓力設(shè)定值時，將逐一投入工頻水泵，以達到設(shè)定要求。相反，則為了使壓力反饋值降至給定值水平時，會向下調(diào)整變頻水泵的速度，直到平衡為止，如不能平衡壓力差，將逐一減除水泵的工作狀態(tài)，直到平衡為止。
四、改造后的優(yōu)點
1、按需生產(chǎn),全面節(jié)能
變頻器進行工作時，根據(jù)壓力要求來調(diào)整流量，省去水閘的調(diào)整，大幅節(jié)能。
2、壓力響應(yīng)快，換泵安全
系統(tǒng)采用 PID調(diào)節(jié)原理，可以快速響應(yīng)壓力變化，在壓力變化和輪換時對泵可以設(shè)置出接觸器緩沖時間、變頻升降速時間、壓力變化判斷時間等多種社定，可確保反應(yīng)安全無誤。
3、降低噪音，延長設(shè)備壽命。
使用后，電機和風機的噪音明顯下降，系統(tǒng)實現(xiàn)無極變速控制，延長設(shè)備使用壽命。
4、軟啟、軟停減少對電網(wǎng)沖擊
變頻器在啟動和停止水泵時，可對啟、停時間設(shè)為 0-6000S任一時間，可保證水泵從零速平滑加速無沖擊，這樣可避對電網(wǎng)的沖擊，減輕了對變壓器容量的要求。
5、定時輪換，使電機壽命均衡。
可以對電機的工作效率和使用頻率進行設(shè)定，可以智能分配各泵的使用時間，確保電機壽命均等，不會生銹壞死。
6、無需降壓啟動柜，減少維修費用。
使用變頻器后，可完全放棄降壓啟動柜的投資，從而節(jié)省大量度的啟動柜維護費用。
7、保護功能豐富，及時報警
變頻器有著豐富的保護功能，對電機和自身進行周到保護，其中有過壓、欠壓、過流、過載、缺相等保護，同時還可對壓力的超、欠壓進行報警，可檢測水位上、下限。