变频器在供暖锅炉循环水泵和风机上应用

在北方，锅炉供暖关系到千家万户的日常工作和生活，尤其大片集中供热系统中，有恒压，温度控制及可靠性要求高的特点。

对于供暖锅炉来讲，主要的能源消耗就是煤的消耗和电能的消耗，因此怎样提高煤的燃烧效率和电能的利用效率成为企业节能降耗的重要方式和途径。

在锅炉供暖系统中，主要有风量调节风机，循环水泵，给煤电机等用电设备。其中风机主要调节进风量的大小，风量调节过大，空气含氧量超标，那就浪费了热能，风量调节过少，煤渣残留碳粉过多，又浪费了煤。因此为提高控制水平，保证空气含氧量和煤渣残留碳粉达标，必须对风量进行有效调节，调节方式必须方便，灵敏，可靠。以往调节风量的大小都是通过调节风门的开度来实现的，这种方式不论是人工调节还是机械自动化仪表调节都有相当一部分的电能转换机械能消耗在风门的阻力上，无法达到节能的目的。

变频调速在风机水泵上应用节能原理

理论上风机风量（Q），风压（H）与电机转速（N），电机的功率（P）成以下关系：

Q1/Q2=N1/N2;H1/H2=（N1/N2）2，P1/P2=（N1/N2）3

当风量减少电机转速下降时，其电机输入功率迅速降低。如风量下降到80%，电机转速也下降到80%，其电机的轴功率则下降到额定功率的51%;若风量下降到50%，则电机轴功率则为实际功率的14%左右。因此节电潜力是很大的。这个道理同样适合于供水的循环水泵。因此对风量流量调节范围很大的风机水泵，采用调速控制取代风门，阀门调节，是实现节能的有效途径。

速度控制的方法很多，其中变频调速近些年来越来越广泛的在该领域得到应用：

1 效率高，没有因调速带来的附加转差损耗;

2 调速范围大，精度高，无级调速;

3 带多种模拟量输入输出控制接口，容易实现协调控制和闭环控制

4 由于采用V/F模式，特别适合于普通的鼠笼式电机配套使用，因此用此方法对旧设备改造，既保持了原电机的结构简单，可靠耐用，维护方便的优点，又能达到节能显著的效果，是风机水泵交流调速节电的较理想方法。

惠丰变频器改造锅炉及其效果

烟台热电厂热力总公司1999年在对供热管路循环水泵（160KW）和自备的一台锅炉进行了变频改造（锅炉鼓风机22KW，引风机15KW，炉排电机3.7KW），为提高锅炉风量的控制水平，又能达到节能的效果，决定用变频调速方式对此进行改造。针对160KW循环水泵，原来因水泵一直高速运转，时间一长，因平时轴承磨损较大，故障率较高，同时白天和晚上因温度差异较大，供热量也不同，需要通过人工调节阀门的开度来调节热水的供应量，很麻烦，同时造成了电能的浪费。公司决定对此也进行改造。

1 节电效果：



由表可以看出，改用变频调速后，每吨蒸汽接电5度，吨蒸汽耗电下降38.5%（综合节电率）全月共节电=13.14＊1651.5-13480=8220度，全年蒸汽总耗量18720吨，全年可节电93604度。

2 节煤效果



由上表可以看出。每吨蒸汽减少用煤29公斤，吨蒸汽耗煤减少12.5%，每月节煤47.9吨。经济效益显著。

对工作环境的影响

由于采用了变频调速，可以根据用气量的变化可以随时调整引风机，鼓风机的风量，公司环保部和计量部对现场进行了测试，噪声由原来的94分贝下降到84分贝，受到操作人员的好评

对维修的影响

由于采用了变频软起技术，减轻了机械冲击和对电网的冲击，维修量明显下降，停机时间减少，维修费用比改造使用前下降57%，。

对循环水泵的改造

在改造循环水泵时，采用了压力传感器检测管网的压力，通过PID调节给出模拟信号控制变频器，变频器给出一定的电压和频率给160KW的水泵，来调节泵的转速和输出功率，形成一个闭环反馈系统来维持管网的压力稳定。

改造后电机和泵的转速可以根据所需压力自动降下来，轴承和其他机械部件维修量也大大降低，故障停机率下降64%。 最关键的是通过这种方式能耗下降到了原来的57%，节能率达到43%， 供热稳定受到社区居民的好评。

总之，变频调速以其高效率，低能耗，稳定性好在锅炉供暖，水泵调速方面得到越来越多的应用，值得在社会各行各业推广。