1 引言 　　對風(fēng)機采用變頻調(diào)速達到對風(fēng)量的調(diào)節(jié)比通常采用調(diào)節(jié)風(fēng)門擋板控制風(fēng)量的方法有顯著的節(jié)電效果。 　　表達風(fēng)機基本特性的參數(shù)是風(fēng)量 Q 、風(fēng)壓 H 、功率 P 和效率 h 。 　　風(fēng)機總功率 　　P t = Qh t / 102 （1） 　　式中 P t ——總功率， kW 　　Q ——風(fēng)量， m 3 /s 　　H t ——全風(fēng)壓， H t = H s +Hd , kg · m / m 3 　　H s ——靜壓 　　H d ——動壓 　　全壓效率 　　h t = Qh t /102P t （2） 　　當風(fēng)機的轉(zhuǎn)速從 n 1 變?yōu)?n 2 時， Q 、 H 、 P 大致變化關(guān)系為 　　Q 2 = Q 1 （n 2 / n 1 ） 　　H 2 = H 1 （n 2 / n 1 ） 2 （3） 　　P 2 = P 1 （n 2 / n 1 ） 3 　　由式 （3） 可知，風(fēng)機功率同風(fēng)機轉(zhuǎn)速的立方成正比，所以當風(fēng)機的轉(zhuǎn)速變化時，風(fēng)機的功率會有較大的變化。 　　工業(yè)鍋爐燃燒的穩(wěn)定性和可靠性是實現(xiàn)鍋爐安全經(jīng)濟運行的關(guān)鍵，鍋爐爐膛的負壓是一個重要的控制參數(shù)。傳統(tǒng)的爐膛負壓控制方式是當電機以恒速運行時通過一次儀表檢測爐膛的負壓，再同負壓給定值比較，經(jīng) PI 運算后，由電動或氣動執(zhí)行器控制風(fēng)機引風(fēng)擋板開口度，即改變風(fēng)阻調(diào)節(jié)引風(fēng)量達到調(diào)整燃燒的效果。在實際應(yīng)用中，引風(fēng)擋板的開口度一般在 70% ～ 80% ，相當一部分電能消耗在引風(fēng)擋板的阻力降上，造成電能的浪費。另外擋板的機械聯(lián)接結(jié)構(gòu)在擋板的調(diào)節(jié)過程中存在滯后，線性度差，調(diào)節(jié)性能不太好。在負壓閉環(huán)控制中，若負壓過大，還會造成爐內(nèi)燃料的浪費，負壓過小，又會影響燃料的充分燃燒，進而影響到鍋爐蒸汽的質(zhì)量。但其優(yōu)點是控制方法簡單，設(shè)備量小，可靠性高，維修方便。 　　采用變頻調(diào)速技術(shù)，將原有的風(fēng)門擋板開至最大，應(yīng)用負壓閉環(huán)控制，通過調(diào)節(jié)風(fēng)機電機的轉(zhuǎn)速即直接調(diào)節(jié)風(fēng)量來實現(xiàn)鍋爐負壓自動調(diào)節(jié)控制，能夠更好地滿足生產(chǎn)要求，又達到了節(jié)電和節(jié)省燃料的目的。 2 引風(fēng)機變頻調(diào)速負壓閉環(huán)控制系統(tǒng) 　　天津石化公司石油化工廠新建的 35t/h 燃煤蒸汽鍋爐引風(fēng)機，采用了變頻調(diào)速負壓自動控制。為了保證系統(tǒng)運行的可靠性，還采取了電機軟起動切換措施，保證一旦變頻器出現(xiàn)一時無法修復(fù)的故障，使風(fēng)機電機軟起動后恒速運行，這時調(diào)節(jié)引風(fēng)擋板，以保證生產(chǎn)正常運行。鍋爐爐膛負壓自動控制系統(tǒng)如圖 1 。 　　圖 1 中，爐膛負壓給定由儀表調(diào)節(jié)器面板設(shè)定，同爐內(nèi)負壓檢測和變送器檢測到的負壓實際值比較，經(jīng)儀表調(diào)節(jié)器 PI 運算后輸出 4 ～ 20mA 電信號，作為變頻器頻率給定信號，用于變頻器控制電機轉(zhuǎn)速，達到自動控制風(fēng)量的目的。如果變頻器出現(xiàn)故障，可切換到軟起動運行方式，這時的頻率給定信號就作為電動執(zhí)行器的控制信號，通過控制引風(fēng)擋板的開度，達到對引風(fēng)量的控制。這種設(shè)備方案既保證了風(fēng)機變頻調(diào)速運行，滿足負壓自動調(diào)節(jié)的穩(wěn)定性和運行的經(jīng)濟性，又能保證一旦變頻器出現(xiàn)故障仍能保證運行的可靠性。 　　引風(fēng)機電機控制主回路單線圖如圖 2 所示。 　　通常情況下采用變頻運行方式，在變頻運行時， K 1 、 K 2 觸點吸合，軟起動主回路觸點 K 3 、 K 4 和旁路主回路觸點斷開。在變頻運行時，引風(fēng)機入口擋板全開，負壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)自動控制變頻器的輸出頻率來調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速，達到對負壓的控制。如果變頻器出現(xiàn)暫時無法恢復(fù)的故障時，可通過“變頻—軟起” 選擇開關(guān)，選“軟起”運行方式，在電機軟起動過程中， K 3 、 K 4 吸合， K 1 、 K 2 、 K 5 斷開，電機降壓起動，以減少對電網(wǎng)和機械設(shè)備的沖擊，電機軟起動完成后， K 5 吸合， K 1 ～ K 4 斷開，電機自動轉(zhuǎn)投接電網(wǎng)保持恒速運行，變頻器頻率給定信號作為電動執(zhí)行器開度給定控制信號，爐膛負壓的控制通過調(diào)整引風(fēng)機入口擋板調(diào)節(jié)供風(fēng)量來實現(xiàn)。 　　該系統(tǒng)的控制操作回路流程圖如圖 3 所示。 3 工業(yè)運行 　　引風(fēng)機參數(shù)： Y4-68-12.50 、流量 9405m 3 /h 、全壓 3177Pa 、轉(zhuǎn)速 1450r/min 、電機容量 132kW ；電動機參數(shù)： Y315M-4 、容量 132kW 、電壓 380V 、頻率 50Hz 、電流 139.7A 、轉(zhuǎn)速 1486r/min ；配用變頻器： 6SE7032-6EG60 ，容量 132kW 、額定輸出電流 260A ；儀表： STD 智能調(diào)節(jié)器，輸出信號 4 ～ 20mA 。 　　系統(tǒng)投入運行時，風(fēng)機風(fēng)門完全打開，調(diào)節(jié)風(fēng)機電機轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)了風(fēng)量、風(fēng)壓 自動調(diào)節(jié)。根據(jù)對用汽量的要求和季節(jié)變化不同，正常達到 33 ～ 34t/h 蒸汽量時，變頻器輸出頻率在 40 ～ 46Hz 范圍內(nèi)調(diào)節(jié)變化，在最少用汽量 16 ～ 17t/h 時，變頻器輸出頻率為 25 ～ 30Hz ，完全能夠滿足生產(chǎn)過程對分量的調(diào)節(jié)變化要求。 　　圖 4 是變頻調(diào)速運行風(fēng)門全開和電機軟起動后旁路運行調(diào)節(jié)風(fēng)門時對電機功率測試的對比，變頻運行時，有顯著的節(jié)電效果。 4.結(jié)束語 　　對鍋爐引風(fēng)機采用變頻調(diào)速實現(xiàn)爐膛負壓閉環(huán)控制，具有節(jié)能降耗，調(diào)節(jié)特性好，能更好地滿足生產(chǎn)要求。對原有系統(tǒng)改造工作量小。 　　鍋爐運行中，還能根據(jù)用汽量的大小，可以對鍋爐送風(fēng)機和引風(fēng)機都實現(xiàn)變頻調(diào)速控制，結(jié)合對爐排的調(diào)整，保證煤的充分燃燒，既能保證鍋爐處于良好的運行狀態(tài)，又能避免冒黑煙現(xiàn)象，達到環(huán)保的要求。 　　對鍋爐風(fēng)機電機采用變頻調(diào)速，對原有設(shè)備無需改動，投資較小，投資回報快，有推廣價值。