摘要:本文介紹了變頻器在鍋爐采暖供熱系統(tǒng)中的應用,著重說明了該系統(tǒng)的改造過程和最佳優(yōu)化參數(shù)的選擇方案,并通過實際操作總結(jié)出了一些工程應用中的維修經(jīng)驗。適用于工程實際。
關鍵詞:變頻器;閉環(huán)控制;PI調(diào)節(jié)器
1 引言
隨著變頻器在各行各業(yè)的推廣應用。它在鍋爐采暖供熱系統(tǒng)中越來越多地被用戶廣泛采用。例如。鍋爐引風機、送風機、補水泵,循環(huán)熱水泵、爐排等大量地采用變頻器直接控制其電機轉(zhuǎn)速。來調(diào)節(jié)相關流量。大大地減少了司爐工人調(diào)節(jié)風擋、閥門、電動機等機械磨損,既減少了設備維修量,也延長了其使用壽命,綜合效益十分顯著。但是。很多應用單位往往只時停留在開環(huán)控制。由司爐工作憑經(jīng)驗手動控制變頻器設定頻率大小,很難保證鍋爐運行在最佳狀態(tài)。本文提出的通過PI調(diào)節(jié)器和相關變送器(即國內(nèi)III型電動儀表)組成單閉環(huán)控制系統(tǒng)。我所對于目前采用變頻器控制風機、水泵的鍋爐采暖供熱系統(tǒng)改造.并且已經(jīng)取得了很好的效益,提供了可行的最佳優(yōu)化參數(shù)的選擇方案?,F(xiàn)場調(diào)試與運行結(jié)果表明.這種改造簡單。運行可靠,節(jié)能效果朋顯,綜合效益可觀。
2 鍋爐引風機的閉環(huán)控制系統(tǒng)
為了提高鍋爐系統(tǒng)工作的可靠性,降低能耗.使爐膛的煤炭燃燒達到最佳優(yōu)化效果。在爐膛加裝微差壓變送器。實時監(jiān)測爐膛燃燒時的負壓,并把該信號傳送到PI調(diào)節(jié)器。經(jīng)與設定值比較后其差值模擬量送人控制引風機的變頻器。同步調(diào)節(jié)其輸出頻率,使其達到最佳燃燒狀態(tài)。
在現(xiàn)場使用的60t鍋爐采暖供熱中,引風機的電機容量為110KW,在改造中,選擇ipf一110K三肯變頻器;調(diào)節(jié)器采用體積小。安裝方便,內(nèi)部能提供DC24V電源的MCAII-U型富士PI調(diào)節(jié)器:傳感器采用精度高,量程可調(diào)(0—250mmH20范圍任意可調(diào))以及阻尼時間可調(diào)的美國霍尼韋爾公司生產(chǎn)的STD110系列微差壓變送器。
由于此項目為現(xiàn)有鍋爐的改造。所以微差壓變送器探頭的測量點選擇在鍋爐側(cè)壁原預留探口處。進行爐膛內(nèi)的負壓測量。因而將導致由于測量位置選擇不同。其反映的爐膛內(nèi)的負壓值有所不同。該點同樣可以實時監(jiān)控爐膛的燃燒效果好壞。當爐膛內(nèi)燃燒效果最佳時。即引風量最佳時。其爐膛內(nèi)該點的負壓值將維持在一個恒定值,即燃燒效果最佳。此時,通過連續(xù)測量l0組爐膛負壓值會發(fā)現(xiàn)實際測量值基本圍繞1個常數(shù)值波動。如表1所示,該值波動大小與微差壓變送器的阻尼時間有關。故把阻尼時間調(diào)到32s。
測定出爐膛負壓最佳值后。把此值傳送到PI調(diào)節(jié)器。并計算出PI調(diào)節(jié)器的給定值岸。變送器的DC24V電源由調(diào)節(jié)器來提供。PI調(diào)節(jié)器通過對實際測量值與給定值比較。得出被調(diào)量的偏差后。根據(jù)一定的調(diào)節(jié)規(guī)律產(chǎn)生輸出信號(DCO—lOV)。送給變頻器控制引風機的風量大小。為了避免輸出信號的超調(diào)而產(chǎn)生劇烈系統(tǒng)震蕩,現(xiàn)場調(diào)試時。一般把調(diào)節(jié)器比例調(diào)節(jié)器(P值)設定在1倍左右,把調(diào)節(jié)器積分調(diào)節(jié)器(I值)設定在15s以上。這樣系統(tǒng)的響應平穩(wěn)可靠,波動較小。
由PI調(diào)節(jié)器傳送的DCO—10V信號。經(jīng)變頻器的輸入單元控制變頻器的輸出頻率大小。即控制引風機電機的轉(zhuǎn)速.從而控制風機風葉的引風量大小。這樣既保證了鍋爐爐膛燃燒的用氧量。也保證了鍋爐爐膛最佳燃燒時,爐膛負壓恒定不變。原來控制引風量的風擋,現(xiàn)在必須處于全打開狀態(tài)。在現(xiàn)場調(diào)試中,由于引風機的轉(zhuǎn)動慣性很大.所以造成引風機的電動機在起動或停止間處于發(fā)電狀態(tài),從而引起控制它的變頻器保護動作而停機.因此需要把控制電動機的變頻器的軟起動時間(即加速時間)和軟停止時間(即減速時間)分別延長到90s以上,以避免變頻器因過壓保護而故障停機。
3 鍋爐補水泵的閉環(huán)控制系統(tǒng)
為了保證鍋爐內(nèi)汽包的水位,根據(jù)該水位及時補充因流失、泄漏和蒸發(fā)等原因造成的原因造成爐內(nèi)的水量損失。故在鍋爐循環(huán)熱水的回水道加裝壓力變送器.實時監(jiān)測送入鍋爐汽包內(nèi)的水量壓力,即保持汽包內(nèi)的水位恒定。該信號傳送到PI調(diào)節(jié)器,經(jīng)與設定值比較后,其差值模擬量送入控制補水泵電機的變頻器,來調(diào)節(jié)補水泵的補水量大小,以保證鍋爐汽包內(nèi)達到最佳水位。
在現(xiàn)場使用的60t鍋爐采暖供熱中,補水泵電機容量為22KW,在改造中,則選擇ipf-22k三肯變頻器.調(diào)節(jié)器選用MCAII—U型富士PI調(diào)節(jié)器,傳感器采用國產(chǎn)的DDZIII型電動組合儀表,大連儀表廠生產(chǎn)的DBY-1300型壓力變送器,量程范圍為0-2.5MPa。
在補水泵閉環(huán)系統(tǒng)改造中,最常見的故障是:由于位于補水泵出口處防回水的單方向止回閥在長期運行中,年久失修出現(xiàn)漏水現(xiàn)象,導致電動機倒轉(zhuǎn),從而造成變頻器過電壓或過電流保護而故障停機。此故障一般在電機減速量。變頻器的輸出頻率比較低時最容易出現(xiàn),因此需要定期維護、檢查,特別加以注意。
4 結(jié)束語
綜上所述,我們通過對現(xiàn)有鍋爐采暖供熱系統(tǒng)的閉環(huán)改造,提高了鍋爐的燃燒效果、供熱效率,實現(xiàn)了鍋爐運行自動實時控制,對鍋爐系統(tǒng)改造具有重要的現(xiàn)實意義。如果把控制送風機,循環(huán)熱水泵、爐排等電動機也采用變頻器控制,可為整個鍋爐采暖供熱系統(tǒng)采用計算機集中管理和控制奠定物質(zhì)基礎,使先進的節(jié)能技術(shù)十分自然地融合到鍋爐采暖供熱系統(tǒng)中。從現(xiàn)場實際運行效果來看,其節(jié)能效果比開環(huán)運行大大提高,一般設備投資費用一年半即可回收.效益十分可觀,值得實用推廣。
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變頻器在鍋爐采暖供熱系統(tǒng)中的閉環(huán)控制作用[/align][/b]