锅炉鼓风机、引风机变频调节及其节能.docx

全国化工热工设计技术中心站年会论文集 101.

锅炉鼓风机、引风机变频调节及其节能

许继英

（中国寰球化学工程公司）

一、概述

通常，锅炉房运行费用主要取决于燃料消耗及水量和电能的消耗以及人工费等。同等档次的锅炉燃料费用取决于锅炉热效率的高低，并与锅炉产汽量成正比，水量的消耗与产汽量成正比，同时也受锅炉排污率的影响，锅炉排污率的提高导致锅炉给水量的增加，而锅炉耗电量的高低取决于各用电设备的选用以及用电设备的效率。在前二者已确定的情况下，要寻找节电的途径，一种有效的方法是从耗电设备的调节上采取措施。当锅炉负荷变化时通常是采用改变阀门或挡板开度的方式来适应锅炉负荷的变化，如果改变这种传统的调节方式，代之以采取变频器调节电动机转速的方式来满足负荷变化的需要，则可以大大降低锅炉运行时的耗电量，从而降低锅炉房运行费，大大节约能量。

二、变频调节节能原理

锅炉变频调节节能原理可以以风机采用变频调节为例，当锅炉负荷变化时，（如降低时），锅炉燃煤量降低，锅炉鼓风机、引风机的风量也降低，通常情况下，若不采取变频器调节风量则必须采取自动或手动调节风机风门挡板的开度大小来控制风量，而电动机则长期工作在额定转速，其电能有相当部分损失在挡板上，电能损失较大。即当锅炉负荷降低时，尤其是当锅炉负荷不稳定而多变时，损失是很可观的。

当锅炉鼓风机、引风机采用变频调节时，一旦锅炉负荷发生变化时，蒸汽压力和蒸汽流量均发生变化，信号通过变送器组态转换成4~20mA电流讯号；传输至变频器控制器，改变电动机供电频率，改变电动机转速，使该电动机拖动的风机转速变化，从而达到风量变化完成变频调节控制负荷变化的功能。

锅炉鼓风机、引风机采用离心风机，离心风机转速变化使离心风机消耗功率变化。离心风机的性能和转速有下列关系：

V?V

0

n

n式一

n

0

r?n?3

N?N

0

r?n? 式二

式中：

0? 0?

V — 转速为n时，风机的风量

N — 转速为n时，风机的功率

r — 转速为n时介质的重度

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V0—转速为n0时，风机的风量N0—转速为n0时，风机的功率r0—转速为n0时介质的重度

从公式一推算得：

1

2时当 V? V

2

时

0

n?1n

2 0

r?n?3

??则N?N ?

?

?

0 r n

0? 0?

?1n?3

r?2 0?

?N ? ? ?

0 r? n ?

0? 0 ?

? ?

r 1

?N ? ? 式三

0 r 8

0

r

不考虑

r

0

的修正时，当蒸汽负荷由100%下降至50%时，风机转速由n0下降至n时，消

耗功率由原来的N0降至将近八分之一N0，大大降低功率消耗。达到节能节电的目的，考虑到其

它因素的影响，实际效果节能率达到40%以上，即使在负荷变化率小的情况下可从上述算式计算

也能达到明显的节能效果。

三、变频调节实际应用

由上节分析知用电设备如风机等采用变频调节以后可以大大减小锅炉房运行的耗电量。具体而言，以链条炉为例在锅炉房中适用变频调节的用电设备主要有锅炉鼓风机，锅炉引风机、炉排电机以及给水泵。通常是锅炉鼓风机和锅炉引风机采用变频调节，因为锅炉鼓引风机耗电量大，采用变频调节以后节能、节电、节省运行费用效果明显，经统计节能率在40%以上，而且运行启动时无冲击，减少磨损，风机寿命也大为延长，经济效益可观，一般在一年左右可收回设备投资。

在调节回路上，锅炉送风变频调节主要在蒸汽压力调节回路中实现，当蒸汽负荷变化时蒸汽流量变化，引起蒸汽压力波动，蒸汽压力和蒸汽流量变化应进行炉排转速调整以及给煤量调整，同时模拟讯号输送到鼓风机变频器，（如果采用氧量控制的话，与氧量讯号组态以后再输送到鼓风机变频器），由变频调节鼓风机转速从而改变送风量以适应负荷变化的需要。

当送风量变化后，如果引风不变则炉膛负压不能维持，炉膛负压和送风变频操作量讯号组态以后模拟讯号输送到引风机变频器以改变引风，维持炉膛正常负压，保证锅炉正常运行。

在设计使用中鼓引风机变频控制柜一般有电机电流表、转速指示灯、故障指示灯、运行指示灯、停止指示灯、控制电源指示灯、变频柜起动停以及鼓风联锁。仪表柜停止按钮及鼓风联锁，仪表柜起动按钮，汽包水位过低控制信号、复位按钮、仪表柜手动加速按扭、PLC自动控制加速

（闭环）仪表柜手动减速按扭、PLC自动控制减速等。以上设置可以根据锅炉房工艺要求和自控系统的设计来选择进控制室项目，从而进行电气设计。

目前，锅炉用电设备变频调节的应用在中小容量锅炉房中还并不多。实际上，虽然变频器一次投资费高，但采用变频调节有节能