采用變頻調速技術控制鍋爐引風機電機，極大地改善了工藝操作人員工作條件，改善了風機設備的起動性能，實現了無級調速，可以節約35%左右的電能，從而達到了節能降耗、減少設備噪聲污染的目的。

1 概述

鍋爐作為能源轉換的重要設備，在電力、機械、冶金、化工、紡織、造紙、食品等行業，以及民用采暖中都占據著重要的角色。根據生產負荷需求，鍋爐要隨時調整生產狀態，改變供熱量的多少。用戶在選配風機時，都是根據工藝要求中出現的最大負荷來確定容量，所以存在著“大馬拉小車”的現象。鍋爐的引風機、鼓風機和二次風機的風量是通過調節風門大小來實現的，而用來帶動風機的電動機的轉速是不可調節的，因此造成大量的調節損失和電能的浪費。基于這種情況，本文提出采用變頻調速技術控制鍋爐引風機電機，極大地改善了工藝操作人員工作條件，改善了風機設備的起動性能，實現了無級調速，可以節約35%左右的電能，從而達到了節能降耗、減少設備噪聲污染的目的。

2 問題的提出

通常在工業生產、產品加工制造業中風機設備主要用于鍋爐燃燒系統、烘干系統、冷卻系統、通風系統等場合，根據生產需要對爐膛壓力、風速、風量、溫度等指標進行控制和調節以適應工藝要求和運行工況。而最常用的控制手段則是調節風門、擋板開度的大小來調整受控對象。這樣，不論生產的需求大小，風機都要全速運轉，而運行工況的變化則使得能量以風門、擋板的節流損失消耗掉了。在生產過程中，不僅控制精度受到限制，而且還造成大量的能源浪費和設備損耗，從而導致生產成本增加，設備使用壽命縮短，設備維護、維修費用高居不下。風機類設備多數采用異步電動機直接驅動的方式運行，存在啟動電流大、機械沖擊、電氣保護特性差等缺點。不僅影響設備使用壽命，而且當負載出現機械故障時不能瞬間動作保護設備，時常出現泵損壞同時電機也被燒毀的現象。近年來，出于節能的迫切需要和對產品質量不斷提高的要求，利用變頻器易操作、免維護、控制精度高，并可以實現高功能化等特點，因而采用變頻器驅動的方案開始逐步取代風門、擋板、閥門的控制方案。

3 改造方案

通常工業鍋爐上的引風機都是電機以定速運轉，再通過改變引風機入口的擋板開度來調節風量。而風機的最大特點是負載轉矩與轉速的平方成正比，而軸功率與轉速的立方成正比，因此如將電機的定速運轉改為根據需要的流量來調節電機的轉速就可節約大量的電能。要提高引風機電動機的工作效率，節約電能，可以在引風機電動機上裝上調速裝置，根據工作的情況調節調速器裝置的速度可以滿足工作狀況的要求。實現這一目標的最佳調速裝置就是變頻器。為此，我們在我廠2#鍋爐引風機上進行了實踐。不必對原系統進行大改動，僅增加一變頻器柜，我們選用的變頻器為富士FRN280P11-4CX，額定容量396 kVA，額定輸出電流520 A，配用電抗器型號為CR4-280B。

在鍋爐引風機原電氣控制系統基礎上進行電氣改造，拆除原進線交流接觸器，增加中間繼電器，其它部分均不變。

因為變頻器在風機改造方面得到廣泛的應用，改造后，可根據工藝狀況需要而調節變頻器的輸出頻率，以滿足工藝要求。當工藝狀況需要時，讓電動機高速運行以達到工藝要求；當工藝狀況允許時，使電動機低速運轉節約電能。引風機變頻器運行受鍋爐燃燒控制系統DCS 的控制。調節DCS 4耀20 mA電流輸入信號，控制變頻器的輸出頻率，以達到穩定工況及提高鍋爐熱效率和節能之目的。2006 年4 月一次性投資30 萬元對鍋爐引風機設備進行變頻調速節能改造，鍋爐引風機改造電氣原理圖如圖1 所示。