锅炉运行中,还能根据用汽量的大小,可以对锅炉送风机和引风机都实现变频调速控制,结合对炉排的调整,保证煤的充分燃烧,既能保证锅炉处于良好的运行状态,又能避免冒黑烟现象,达到环保的要求。
对锅炉风机电机采用变频调速,对原有设备无需改动,投资较小,快,有推广价值。
天津石化公司石油化工厂新建的 35t/h 燃煤蒸汽锅炉引风机,采用了变频调速负压自动控制。为了保证系统运行的可靠性,还采取了电机软起动切换措施,保证一旦变频器出现一时无法修复的故障,使风机电机软起动后恒速运行,这时调节引风挡板,以保证生产正常运行。锅炉炉膛负压自动控制系统如图 1 。

图 1 中,炉膛负压给定由仪表调节器面板设定,同炉内负压检测和变送器检测到的负压实际值比较,经仪表调节器 PI 运算后输出 4 ~ 20mA 电信号,作为变频器频率给定信号,用于变频器控制电机转速,达到自动控制风量的目的。如果变频器出现故障,可切换到软起动运行方式,这时的频率给定信号就作为电动执行器的控制信号,通过控制引风挡板的开度,达到对引风量的控制。这种设备方案既保证了风机变频调速运行,满足负压自动调节的稳定性和运行的经济性,又能保证一旦变频器出现故障仍能保证运行的可靠性。

引风机电机控制主回路单线图如图 2 所示。
通常情况下采用变频运行方式,在变频运行时, K 1 、 K 2 触点吸合,软起动主回路触点 K 3 、 K 4 和旁路主回路触点断开。在变频运行时,引风机入口挡板全开,负压调节系统自动控制变频器的输出频率来调节电机的转速,达到对负压的控制。如果变频器出现暂时无法恢复的故障时,可通过“变频—软起” 选择开关,选“软起”运行方式,在电机软起动过程中, K 3 、 K 4 吸合, K 1 、 K 2 、 K 5 断开,电机降压起动,以减少对电网和机械设备的冲击,电机软起动完成后, K 5 吸合, K 1 ~ K 4 断开,电机自动转投接电网保持恒速运行,变频器频率给定信号作为电动执行器开度给定控制信号,炉膛负压的控制通过调整引风机入口挡板调节供风量来实现。

该系统的控制操作回路流程图如图 3 所示。
3 工业运行
引风机参数: Y4-68-12.50 、流量 9405m 3 /h 、全压 3177Pa 、转速 1450r/min 、电机容量 132kW ;电动机参数: Y315M-4 、容量 132kW 、电压 380V 、频率 50Hz 、电流 139.7A 、转速 1486r/min ;配用变频器: 6SE7032-6EG60 ,容量 132kW 、额定输出电流 260A ;仪表: STD 智能调节器,输出信号 4 ~ 20mA 。
系统投入运行时,风机风门完全打开,调节风机电机转速,实现了风量、风压 自动调节。根据对用汽量的要求和季节变化不同,正常达到 33 ~ 34t/h 蒸汽量时,变频器输出频率在 40 ~ 46Hz 范围内调节变化,在zui少用汽量 16 ~ 17t/h 时,变频器输出频率为 25 ~ 30Hz ,完够满足生产过程对分量的调节变化要求。

图 4 是变频调速运行风门全开和电机软起动后旁路运行调节风门时对电机功率测试的对比,变频运行时,有显著的节电效果。