浅谈变频调速在工业锅炉鼓、引
风系统中的应用
零陵卷烟厂动力车间 周承友
[内容摘要] 本文简要阐述了变频调速控制的原理，介绍了调速控制在工业锅炉鼓、引风系统中的应用和节能情况，并指出了变频调速在应用中应注意的问题。
[关 键 词] 变频调速 鼓、引风系统 应用 节能
1.前言
工业锅炉是企业生产和生活中必要的动力设备，我国有工业锅炉几十万台，风机、水泵设备装机总功率达到1.6亿 kw，年耗电量3200亿kW·h,约占全国电力消耗总量的1/3。在工业锅炉房中，鼓、引风耗电量较高，约占锅炉房总耗电量的40%-60%。诸如阀门、挡板相关设备的节流损失以及维护、维修费用占到生产成本的7%~25%，是一笔不小的生产费用开支。随着经济改革的不断深入，市场竞争的不断加剧；节能降耗业已成为降低生产成本、提高产品质量的重要手段之一。
而八十年代初发展起来的变频调速技术，正是顺应了工业生产自动化发展的要求，开创了一个全新的智能电机时代。一改普通电动机只能以定速方式运行的陈旧模式，使得电动机及其拖动负载在无须任何改动的情况下即可以按照生产工艺要求调整转速输出，从而降低电机功耗达到系统高效运行的目的。
八十年代末，该技术引入我国并得到推广。现已在电力、冶金、石油、化工、造纸、食品、纺织等多种行业的电机传动设备中得到实际应用。目前，变频调速技术已经成为现代电力传动技术的一个主要发展方向。卓越的调速性能、显著的节电效果，改善现有设备的运行工况，提高系统的安全可靠性和设备利用率，延长设备使用寿命等优点随着应用领域的不断扩大而得到充分的体现。
所以，在鼓、引风系统中实施节能新技术、降低能耗，是研究锅节能运行的重要课题。对风机采用变频调速控制是节能新技术之一。
2.综述
通常在工业生产、产品加工制造业中风机设备主要用于锅炉燃烧系统、烘干系统、冷却系统、通风系统等场合，根据生产需要对炉膛压力、风速、风量、温度等指标进行控制和调节以适应工艺要求和运行工况。而最常用的控制手段则是调节风门、挡板开度的大小来调整受控对象。这样，不论生产的需求大小，风机都要全速运转，而运行工况的变化则使得能量以风门、挡板的节流损失消耗掉了。在生产过程中，不仅控制精度受到限制，而且还造成大量的能源浪费和设备损耗。从而导致生产成本增加，设备使用寿命缩短，设备维护、维修费用高居不下。
风机设备多数采用异步电动机直接驱动的方式运行，存在启动电流大、机械冲击、电气保护特性差等缺点。不仅影响设备使用寿命，而且当负载出现机械故障时不能瞬间动作保护设备，时常出现泵损坏同时电机也被烧毁的现象。
近年来，出于节能的迫切需要和对产品质量不断提高的要求，加之采用变频调速器（简称变频器）易操作、免维护、控制精度高，并可以实现高功能化等特点；因而采用变频器驱动的方案开始逐步取代风门、挡板、阀门的控制方案。
3.风机的基本特性
(1) 风机的基本参数
风量（Q）：表示单位时间内所输送的空气量，m3/s或 m3/h 。
风压(H)：表示空气流过风机时，每m3空气所获得的能量增量,Pa或MPa。
转数(n)：叶轮每分钟的转数，r/min。
轴功率（Ps）：原动机加在风机转轴上的功率，kW。
有效功率（Pn）：单位时间内空气从风机中所获得的实际能量，kW。
效率（η）：风机轴上的功率因有部分损失而不能全部传递给空气，它是评价风机工作优劣的主要指标之一。
（2）风机的工作特性
风机的工作特性主要由Q-H曲线来表述，Q-H曲线是表示当转数恒定时，风压H与风量Q之间关系的特性，如图1所示。
图1中，A点为风机的运行工作点。HA和QA分别为在A点运行时风机的风压和风量。
（3）管网风阻特性
表示当管网的阻力R保持不变时,管网的风压H与风量Q之间的关系特性，如图2所示。 h=RQ2
4.调节转数的节电原理
采用调节转数控制风量的方法和常用的调节风门的方法相比，有着明显的节电效果，其原理如图3所示。
图3中，曲线1为风机在恒速下的风压-风量（H-Q）特性曲线；曲线2为风机在恒速下的功率-风量（Ps-Q）特性曲线；曲线3为管网的阻力特性曲线（风门全开）。
设风机设计工况点在A点，效率最高，此时，输出风量Q为100%，轴功率为Ps1,与Q1、H1的乘积成正比，即Ps1与AH1OQ1所包围的面积成正比。
当需要调节风量时，例如所需风量从100%减少到额定风量的50%，即从Q1减少到Q2时，如采用调节风门的方法来调节风量，使管网阻力曲线由曲线3变为曲线4。就是说，减小风门开度增加了管网阻力。此时，系统的工作点由原来的A点移至B点。可以看出，风量虽然降低了，但风压增加了，轴功率Ps2与BH2OQ2所包围的面积成正比,与Ps1相比，减少不多。
如果采用调节转速来调节风量的方法，风机转速由原来的n1降到n2。根据风机参数的比例定律，可以画出在转速n2下的风压-风量（H-Q）特性曲线5,风机工作在C点。可见，在满足同样风量Q2的情况下，风压将大幅度降到H3，轴功率Ps3（与面积CH3OQ2成正比）也明显降低。所节约的功率与面积AH1OQ1和CH3OQ2之差成正比。由此可见，用调速的方法来减少风量的经济效益是十分显著的。
由流体力学可知，风量Q与转速n的一次方成正比，风压H与转速n的平方成正比，轴功率Ps与转速n的三次方成正比。即：
Q∝n
H∝n2
Ps∝n3
当所需风量减少，风机转速降低时，其功率按转速的三次方下降。理想情况下有如下关系：
由此可见，当所需风量为额定风量的50%时，轴功率可以下降为额定功率的12.5%。所以，调速节电效果是非常可观的。
5.变频调速应用实例
我厂于20##年对二台蒸发量为20t/h链条锅炉进行了改造，20##年2月投入试运行。由于冬、夏季生产用汽负荷变化较大，所以鼓、引风机电机采用ABB公司的1336 PLUSⅡ系列变频调速器。鼓风机控制信号取至锅炉汽泡压力，其风压正常值为：5000Pa，风压值变化范围：2500～15000 Pa。引风机控制信号取至炉膛负压，其负压正常值为：-20 Pa，风压值变化范围围：-5～-35Pa。鼓、引风机要求连锁，变频控制器具有连锁及解除连锁的功能。从而实现了燃烧系统的自动调节。经过近一年的运行对比，节电率达34.3%，共节约资金20万余元，对比情况见下表。
6.变频调速优点
（1）取代老式的依靠挡板改变流量的方式，达到节能的效果。
（2）能精确地调节速度和流量，保证工艺质量。
（3）能接受计算机的模拟或数字信号，进行实时控制。
（4）启动性能好，可实现“软”启动。变频装置的特性保证了电机启动和加速时具有足够的转矩，且消除了启动对电机的冲击，提高电机和机械的使用寿命。
7.应用变频调速应注意的几个问题
（1）工艺参数稳定时，风机不需要采用变频调速。
（2）当采用变频调速时，要兼顾风量和风压两个指标。因为当降低转速调节风量时，风压会降低。风压过低，不能满足锅炉的正常运行。
（3）风机的转速范围不宜过大，，否则，风机的效率将明显下降，一般的调速范围在70%-100%之间。
8.结束语
在风机运行中应用变频调速，其节电率一般可在20%-40%，投资回收期为1-3年，不仅节电效果显著，而且对于满足生产工艺的要求，保证产品质量起到重要作用，经济效益十分显著。因此，大力推广风机变频调速节能运行，不仅是当前企业节能降耗的重要手段，而且也是实现经济增长方式转变的必然要求。
[参考文献] 〈1〉<<泵与风机节能技术问答>>吴民强 主编 出版社:中国电力出版社，北京市三里河路6号 1998.
〈2〉<<变频调速应用实践>> 张燕宾 主编 出版社:机械工业出版社 北京市百万庄南街22号 20##年3月
〈3〉 <<通用变频器及其应用>> 满永奎 韩安荣 吴成东 编著 出版社:机械工业出版社 北京市百万庄南街22号 1995年8月
第二篇：锅炉技师工作总结1
锅 炉 技 师 总 结
我19xx年x月进入汾西矿业发电厂锅炉车间工作至今。
为尽快适应工作需要，我认真学习和钻研锅炉知识，虚心向他人请教，在班组师傅们的指导和帮助下，从学习如何安全正确操作锅炉开始、现能熟练运用锅炉各项数据、结合发电厂汽轮机需要合理调节锅炉运行，并掌握锅炉日常维护保养与检修技能等。先后参与排除锅炉故障十余起（包括安全门检修、部分水管维修更换、部分埋管的更换、冷渣机停运、更换水位表、锅炉高低水位紧急情况处理)。
通过培训学习，使我认识到锅炉运行安全是前提，我认为在锅
炉房管理中最重要的是要做到安全生产。锅炉是一种直接受火且承受压力具有爆炸危险的特种设备。由于其工作工况条件复杂，又是发电厂正常开展工作的重要保障条件之一，因此它的安全运行尤为重要。结合我厂工作特点，我做了如下工作：
加强自身的安全教育、培训和绩效考核，人员素质高低及责任心好坏对保证锅炉安全运行至关重要。由于长期面对重复繁杂的工作，容易产生麻痹大意的思想。因此，我认真参加厂里组织的司炉安全教育，增强自己责任心和忧患意识。教育的主要内容为中华人民共和国安全生产法、特种设备安全监察条例、特种设备作业人员监督管理办法、特种设备作业人员考核规则、蒸汽锅炉安全技术监察规程、锅炉定期检验规则、锅炉压力容器使用登记管理办法、国务院关于特大安全事故行政责任追究的规定、锅炉压力容器压力管道特种设备事故处理规定等各种相关法律法规、规章制度中，与锅炉和压力容器、管道有关的规定。此外，厂里还定期组织安全培训，分析事故案例，引导司炉人员学习如何检查安全隐患，发生各类问题、事故如何正确处置等，积极杜绝麻痹大意思想的产生，从人抓起把好安全生产关。
针对每班的运行情况，进行岗位分析、运行分析、经济分析，作为锅炉房工作人员岗位的调整、薪酬福利、培训及奖金核定的重要依据，做到奖罚分明。针对不同职别和岗位的人员，我们制定了不同的考核内容、标准和要求，制作了小指标竞赛考核表，每月对锅炉操作工作人员进行一次考核，将考核成绩表做归档整理。考核主要分几方面，一是对每一值的发电量进行排名打分；二是将每台锅炉总用水量进行排名打分；三是对每一值的用煤量进行排名打分。进行奖优罚劣通过考核，感到人员的工作积极性有了明显的提高，从被动工作被动学习变主动提高业务技能，主动学习业务知识，改变了人员的工作态度，进一步减少了因麻痹大意思想可能引发的安全隐患。
制定正确的排污制度和排污方法，每班至少对运行中的锅炉进行一次底部排污，将连续排污阀门保持一定开度，每隔一小时取锅水样一次，分析总碱度、PH值、氯离子，与标准对照。如某项超标，则适当调整连续阀门开度，增加底部排污时间或次数，并且每隔二小时取锅水样分析，依据得出的数据适当调整排污方法，直至各项指标合格。
把好设备维修保养质量关，设备保养好坏直接影响到运行的安
全。设备维修日常维修保养自己来做，如修理水位表、跟换压力表、阀门的维修等。循环流化床锅炉运行中必须保持一定的物料平衡，才能保证锅炉的安全运行，放渣的原则是勤放、少放，冷渣器是保证循环流化床锅炉物料平衡的设备。我厂燃烧煤矸石劣质煤，出渣量大，冷渣机必须保持连续运行，从而保证锅炉处于良好的流化状态，保证锅炉安全经济运行。根据相关单位的考察和厂家的理论指导，将出渣管改为∮133直管，将原先使用的三轮车改为冷渣器出渣，冷渣器出来的渣再经出渣皮带、提斗机输入渣仓内，不仅极大地缓解了锅炉出渣这一瓶颈问题，而且冷渣机改善了职工劳动条件，回收高效热量减
少了环境污染，冷却后的物料可做水泥熟料，减少了炉渣二次污染。我觉得锅炉停炉期间的保养是锅炉保养的重点。在锅炉停用期间，如果不采取保养措施，锅炉汽水系统金属内壁会遭到溶解氧的腐蚀，因为锅炉停止运行后，外界空气必然大量进入汽水系统内部，虽然锅炉已经放水，但管子内壁往往因为受潮而附着一层水膜，溶解水膜中的氧，很容易腐蚀此处的金属材料，尤其当停用锅炉的管子内壁附着沉积物或水渣时，更会加快腐蚀的进程。
制定和完善各项应急预案，定期组织演练，事故应急救援预案，应急救援体系对发生事故后，及时组织抢救，防止事故扩大，减少人员伤亡和财产损失具有十分重要的作用。为了保护司炉工及相关从业人员在生产活动中的身体健康和生命安全，保证在设备更新等情况，必须及时修改应急预案，定期组织救援训练和学习。每年至少组织一次消防、抢险队伍进行应急处置的技能培训，并针对每种紧急状态进行演练，使相关人员能够清楚自己职责，掌握相关技能，做好相应记录。每次演练后，对事故应急预案的内容进行检查，找出其中的不足之处并加以改进。