锅炉引风机变频调速节能效果
锅炉改造中应用变频器的节能效果

锅炉改造中应用变频器的节能效果摘要本文介绍了变频器用于引风机进行变频调速的工作原理,对一个具体案例的改造效果及节能效益进行分析。
关键词风量调节;变频器;调速;节能效果1 概述风机水泵是应用量大、应用面广的通用机械,与风机水泵配套用得电动机约占电动机总容量的一半,其用电量约占全国耗电量的30%,因此搞好风机水泵的节能,使这些传动电动机处于经济运行状态,挖掘电力潜力,对国民经济的发展具有重要意义。
一般使用的风机、水泵,选用的设备额定风量流量,都是根据工艺要求中出现的最大负荷来确定容量,通常都超过实际需要的风量流量,所以存在着“大马拉小车”的现象。
锅炉的引风机、鼓风机和二次风机的风量是通过调节风门大小来实现的,而用来带动风机的电动机的转速是不可调节的,因此造成大量的调节损失和电能的浪费。
又因为工艺要求需要在运行中变更流量风量。
而目前,采用挡板或阀门来调节风量的节流调节方式应用较普遍,虽然方法简单,但实际上是通过人增加阻力的办法达到调节流量的目的。
这种节流调节方法浪费大量电能,回收这部分电能损耗会收到很大的节能效果。
基于这种情况,本文提出采用变频调速技术控制锅炉引风机电机,极大地改善了工艺操作人员工作条件,改善了风机设备的起动性能,实现了无级调速,可以节约35%左右的电能,从而达到了节能降耗、减少设备噪声污染的目的。
锅炉作为能源转换的重要设备,在电力、机械、冶金、化工、纺织、造纸、食品等行业,以及民用采暖中都占据着重要的角色。
根据生产负荷需求,锅炉要随时调整生产状态,改变供热量的多少。
2 风机水泵采用变频调速的节能原理从流体力学原理知道,风机风量与转速及电机功率的关系,用下述关系式表示:Q1/Q2=N1/N2,H1/H2=(N1/N2)2 P1/P2=(N1/N2)3式中,Q代表风量,H代表风压,P代表轴功率,N代表转速。
当风量减少风机转速下降时,其电动机也随输入功率迅速降低。
例如风量下降到80%,转速也下降到80%时,其轴功率则下降到额定功率的51%((0.8)3);若风量下降到50%,轴功率下降到额定功率的13%((0.5)3)。
35T锅炉风机变频调速系统改造节能效果估算

采用风 门调节:电机功率P 7 k , = 5W 额定 电流 I 3 工 =19A, 作 电压V=3 5 , 8 v 实测工作电流I =5 A, 2 设备运行时间T 4 8 = 30 h ( 个 月) 6 电机消耗的功率为 :
效率下降等的影响 。即使如此 ,节 电潜力还是很大的。
l 应用 调速 方案 的技 术分析
11 锅炉现状 . 目前 3 吨锅 炉长期运 行在 额定 负荷 7 %左右 , 5 6 实际蒸汽量 为 2 吨 ,燃气量和风量 ( 7 鼓风 、引风 )调节是通过调节挡板的 开度来实现的 ,此种风量调节方式使风机 的效率 降低 ,有相 当 部分 电能转为机械 能消耗 在挡板的阻力上 ,浪费大量 电能 ,回 收这部分 电能 损耗 会收 到很大 的节能效果 。 1 锅炉风 机负荷运行分析 2 通过对 现场 的检 测 ,风门挡 板的开 度为 :一次 鼓风机 为 5 %,二次 鼓风 机为 3 %,引风机 4 %,风机效率 :鼓风机约 8 8 4 5 - 0 %,引风机约 6 - 0 %,实施变频调速运行 ,风机效率 0 10 5 10 可提高到 9%,降低风机功耗 。 0
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专 栏
3 T锅炉风机变频调速 系统改造 节能效果估算 5
杨 杰 (99 16 一)
男,北 京 ,本科 ,自动化仪表专业 ,现任三 菱 电机 自动化( 上海) 有限公司北 京分公 司驱 动部 经理 , 主要 负责三菱 电机 的F A产品的市 场推广 、销售 、代理商管理等工作 。
系:
因此可得年节 电量为 :
EI 省 = E变阀 一 E 变 = 125 92 0 — 7 9, 2 0 = 51 , 3・ 肯 , 0, 8. 3 1 5. 80 0 1
变频调速装置在锅炉引风机节能改造中的应用

变频调速装置在锅炉引风机节能改造中的应用篇章一:引言随着能源短缺问题的日益严重,节能减排已成为当今社会亟待解决的问题。
锅炉作为工业生产中常用的热能设备,其能源利用效率直接影响着整个生产系统的能耗。
在锅炉系统中,引风机作为提供炉膛所需氧气的关键设备,其能效水平的高低对锅炉整体能源利用效率有着重大影响。
为了提高引风机的能效水平,变频调速装置逐渐被广泛应用于锅炉引风机节能改造。
篇章二:变频调速装置的原理及特点变频调速装置是一种能够通过调整电机供电频率来实现电机转速调节的设备。
其原理是通过改变电源的频率,改变电机的转速。
相较于传统的定速供电方式,变频调速装置通过实时监测电机的负载情况,自动调整电机转速,实现最优的节能效果。
其主要特点包括以下几个方面:1. 实时监测:变频调速装置能够实时监测电机的负载情况,根据实际需求智能调节电机的转速,从而实现最佳的工作状态。
2. 能效优越:相较于传统的定速供电方式,变频调速装置能够根据实际需求自动调整电机的转速,避免了电机长时间在高速运转状态下造成的能耗浪费,从而实现节能效果。
3. 运行稳定:变频调速装置能够实时调节电机的转速,避免了突然的启停带来的冲击与振动,保证了设备的运行稳定性。
锅炉引风机主要是用来给炉膛提供所需的氧气。
在传统的锅炉系统中,引风机通常采用定速供电方式,无法根据实际需求智能调节转速,造成能耗浪费。
而通过引入变频调速装置,可以实现锅炉引风机的节能改造,提高设备的能效水平。
1. 调节旋转速度:通过变频调速装置,引风机能够根据锅炉实际工况需要,实时调节旋转速度。
在锅炉负荷小时,可适当减小转速,降低能耗;在锅炉负荷增加时,可适当增加转速,提供足够的氧气。
能够实现引风机供氧量的精确控制,提高能源利用效率。
3. 降低噪音:引风机在高速运转状态下,容易产生噪音污染。
由于变频调速装置可根据实际需求调节电机转速,避免了持续运行状态下产生的噪音,保证了设备运行的安静环境。
锅炉风机变频调速技术

锅炉是各个行业日常生活、生产应用最多的一种设备,而由于燃料的构成及热负荷随季节和需求量的变化较大。
因此,锅炉燃烧所需的空气量和各燃烧部位也相应有较大变化,而配置给锅炉的都按所需的最大量设计,如果控制不理想,会造成很大的能源损失,而变频调速器恰好能满足各方面的控制要求,从而达到理想的节能效果。
鼓风机和引风机一般都采用控制风门挡板这一耗能的控制方式,这种调节方式增大了供风系统的节流损失,在启动时还会有启动冲击电流,且对系统本身的调节也是阶段性的,调节速度缓慢,减少损失的能力很有限,也使整个系统工作在波动状态,相当部分电能损失在挡板上。
如果采用变频调速器进行开环或闭环控制,来调整鼓、引风机风量,就能达到最佳的控制状态和节能目的,而且方便了操作。
可使系统工作状态平缓稳定,并可通过变频节能收回投资。
锅炉风机采用变频调速,改变送风机的转速,从而达到改变送风量目的,具有调速精度高、启动电流小、减少机械振动和摩擦、操作简单等优点。
目前,国内电厂使用较多的是高一高方式和多电平方式的高压变频调速。
在100MW、200MW、300MW机组中三大风机上的应用结果表明:变频调速技术在发电厂可获得较大的经济效益。
锅炉风机变频调速节能改造优势:1、提高燃烧效率。
2、降低排烟浓度,避免冒黑烟的环境污染罚款。
3、不必依赖有经验的操作人员,可以数据化控制。
4、可以开环或闭环控制,也可选用RS-485通讯接口作电脑集口控制。
5、多台锅炉并联运转时控制更方便。
6、驱动电机软起动,没有起动的冲击流。
锅炉风机变频调速节能改造缺点:其缺点是使用功率开关器件数量较多功率变换、变频控制系统较复杂。
美国和国内一些公司生产的高压变频器均采用多电平方式。
目前国内电厂使用较多的是高一高方式和多电平方式。
浅谈高压变频器的显著节能效果

浅谈高压变频器的显著节能效果通过近几年的发展,高压变频调速技术已经日趋成熟,已经开始在各个领域广泛应用,钢铁企业中原有大量的风机、水泵等设备一直在工频状态下运行,需要利用闸阀控制风量、流量,这样就损失了大量的能量,而改为变频调速后,通过改变电机的转速(也就是改变了电机的输出功率)来调节风量、流量,减少阻力消耗,从而实现节能的目的。
下面就以邢台钢铁有限责任公司动力厂2台75T燃气锅炉引风机的变频改造项目为例具体分析高压变频技术的节能效果。
一、项目概况动力厂自备电站现有两台75T燃气锅炉,其配套高压引风机电机为400kw,原运行方式为工频运行,为保持锅炉炉膛内负压基本恒定,需通过调节进口风门控制。
进口风门实际开度在36%-40%,且动作频繁,所以有相当一部分功率消耗在风门上浪费掉。
为改变这种状态,发展循环经济、实现节能环保,保障企业可持续发展,08年5月份开始对该两台高压电机实施变频改造。
高压电机实施变频改造即通过变频器输出的不同频率,来改变电机的转速(也就是改变了电机的输出功率)以调节风机风量,使锅炉炉膛内负压基本保持恒定;进口风门处于全开状态,减少阻力消耗,电机在远低于额定功率的状态下运行,从而实现节能的目的。
增加旁路柜作为备用,当变频器出现故障时,可以将电机切换到工频运行,这样既发挥了变频器的节能优势,又可保证安全生产。
进口风门的调节控制作用也仅限于工频运行状态。
该项目通过技术方案选择和经济适用性比较,选定北京合康亿盛科技有限公司总承包实施,于5月底安装完毕。
根据生产情况和计划检修安排,第一台(4#)高压电机变频改造于6月10日接(通)线运行,第二台(5#)高压电机变频改造于7月10日接(通)线运行。
二、项目投(融)资方式本项目采用节能返款模式进行项目建设,邢钢提供初始状态的运行设备和现场(平台)条件,对方负责设计、提供设备并垫资安装施工,以项目的现金流量作为保证实现融资,投运后节电费用双方按比例分享,实现互利双赢:邢钢节约了电费,降低了成本;对方的设备与施工费用从其分红中得以支付并可获利;同时,项目的节能环保利国、利民、利社会。
锅炉风机变频调速节能改造分析

Q= ( n) n/ ;
风压与转速的平方成正比, 即 H =H ( 凡 ) N n,Ⅳ 。 所以轴功率与转速的立方成正 比, 即 P= ( ) n, 。
风
压
某 锅 炉 房 有 3台 热 水 锅 炉 ,型 号 D L 9 l H 2一 。 6109一 I l台饱 和 蒸 汽 锅 炉 ,型 号 S L 5 1 /5 /0 A1 , 1 H 3— .
6 AI , 一 I 配套 的 引 风 机 为 Y — 3 1 I 4 7 — 2型 1 电机 功 2D,
() H 肫
Ⅳl
率 l5 W,鼓风机为 G — 3 1 8 k 4 7 —2型 l ,电机功率 4 D
9 W 。 0k
H
风机在运行中 , 以下问题 : 存在 选型不当 , 富裕量 过大 , 需用风门挡板进行流量调节, 引风机风门开度在
轴功率为额定功率的 1 。由于调速转差功率损耗和 , 8
收 稿 日期 :0 2 0 — 2 2 1— 4 0
作者简介 : 胡安奎 (9 1 ) 男 , 17 一 , 山东人 , 工程师 , 主要从事锅炉运行及维护的技术指导工作 。 26 9
《 装备制造技术)o 2 2 1 年第 7 期
线 R不变, 曲线 日平行下移 , 达到调节风量 的目的。
图 1图 2中曲线 ( 、 风道的阻力特性 ) 为在某一
风 门开度下 , 管道的通风阻力和风量的关系 , 曲线 R 和风压曲线 日的交点 A即为风机运行的工作点。 如采用传统的调节方式 , 转速不变 , 而改变风 门 挡 板 的 开度 ( 改变 风 道 阻力 )曲线 R发 生 变化 , , Q减
变频器之前 的电路上 , 加装 电度表进行计量 , 在同等 锅炉负荷条件下 , 、 炉变频与工频进行对 比。 3 甜 # 3 #炉在不 同负荷 下 ,引风机 工频运行 电流为
锅炉鼓风机、引风机变频调节及其节能

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:0n n V V ⋅= 式一 3000⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=n n r r N N 式二 式中: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102. 全国化工热工设计技术中心站年会论文集V 0 — 转速为n 0时,风机的风量N 0 — 转速为n 0时,风机的功率r 0 — 转速为n 0时介质的重度从公式一推算得:当 021V V =时 021n n = 则3000⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=n n r r N N 3000021⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=n n r r N 8100⋅⋅=r r N 式三 不考虑0r r 的修正时,当蒸汽负荷由100%下降至50%时,风机转速由n 0下降至n 时,消耗功率由原来的N 0降至将近八分之一N 0,大大降低功率消耗。
变频调速在锅炉鼓引风机系统中的改造及效果

科技论坛变频调速在锅炉鼓引风机系统中的改造及效果许庆滨(哈尔滨平房物业供热有限责任公司,黑龙江哈尔滨150060)1概况概述大家知道,我公司冬季供暖是采用锅炉燃煤,热水循环的供暖方式,平均供暖时间约占全年的50%以上,能源的消耗也占全年总能耗的80%。
改造前对于日益突出的能源紧张和日益增长的成本支出问题和锅炉供暖的节电和节煤问题,越来越成为我们的工作重点,我们原锅炉鼓引风机系统自动化程度差,锅炉运行主要靠人工控制,由于司炉工操作水平差异很大,许多设备运行稳定性差,造成电、煤浪费严重。
鼓引风机是锅炉房的耗电大户,我公司原鼓引风机系统是采用自耦降压方式来启动风机,采暖期的严寒季节锅炉负荷大,鼓引风量大,而在采暖期的两端以及非采暖期负荷小,鼓引风机也需要将风量调小,以往是通过调节风机风门挡板的开度来实现的,这样使鼓引风机在低负荷状态下运行,冬季采暖期为6个月,风机全天24小时工作,风门开度为50%,系统从电网正常吸收电量,电机轴输出功率基本没有改变,但是,电能的有效利用比例降低了。
在这种情况下,既不节能,又使无功损耗增加;同时,电网冲击和电能浪费也很严重。
这种低负荷、高消耗则造成电能的很大浪费。
随着我国交流电机的调速技术日益完善和成熟,使交流电机的自动调速控制不再成为难题。
锅炉的燃烧情况也可通过鼓、引风电机的调速实现控制。
我通过对锅炉供热系统合理运行和经济运行的综合分析,并经过反复测算,在我公司锅炉风机系统采用变频调速技术,节能效果显著。
2锅炉风机变频改造方案的提出我公司自2005年至今,安装使用了25台(套)变频调速控制装置,其规格有5.5KW、75KW、220KW等,品牌有ABB、富士、西门子等,规格很多,主要使用在锅炉供暖补水及循环泵和鼓风机引风机系统中,我公司原鼓引风机是采用自耦降压方式来启动风机,运行以来,耗电量较大,风量调节精度不易控制,机械维护量大。
如进行变频调速改造,应用效果将十分显著。
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锅 炉 引风机变频调速节能效果
上 海和 黄 白猫 有 限公 司 王 国 强
今 年 的节 能 项 目计 划 有 一项 锅 炉 弓 风 机 大 功 1 率 电机 变频 调速改 造 的节 电项 目。原 锅炉 弓 风机 无 1 调速装置 , 电机 全 速 开 启 后 , 过 调 节 风 门 的 开 度 通 百 分比 调整 风 量 ,但 由于 目前蒸 汽 负荷 波 动 大 , 平
2电 价 以公 司 峰 谷 平 实际 电 价 的 平均 价 O6 . O元/ Wh计 算 k
S na ngc s, 26 - hgi ey 。e 。- 4 ah E r nn a 。№ 口圈
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克服瞬流 谐波和电 压波动的节电 改造
均 负荷 较低 , 使 操作 人 员要不 断 对 弓 风机 风 门进 致 1
行 调 节 , 风 1 经 常 处 于 将 近 关 闭 的 状 态 , 成 电 且 " 7 造
力的严重 浪 费 。 为 了节 约 电 力 , 考 虑 到项 目的 合理 性 和投 入 且 产 出率 , 量缩 短 回收 期 , 程 部 在项 目的前 期 慎 尽 工
况 随时 调 整 弓 风机 的 风 量 , 1 使得 风机 处于 较 低转 速 下 , 转 速 对 设 备 本体 带 来 益 处 , 少 了轴 承 的 磨 低 减 损, 低速 运转 替 代了 原 先蒸 汽 超 低 负荷 下 弓 风 机 电 1 机 频 繁启 动 、 闭及 由 此造 成 的 启动 装置 经 常 容 易 关 损 坏 的现 象 , 善 了无 调速 功 能 时操 作 不方 便的情 改 况 , 延长 了设 备寿命 。 并
表 1 锅 炉 引风 机 变 频 调 速 装 置 安
手原 始数 据 , 于 同改 造 后的情 况作 比较 。 便 目前
该项 目已上马 两个 月 ,我 们得 到了 安装 变频 调
装前后 节能效果对比表 日来自期 弓 风机 用 电量/ Wh 1 k
7 2— / 3 / 2— 2 9
70 0 14
1/ 一 2 0 8 l/ 3 1
l8 0 34
速装 置前 后 弓风机 的 用 电数 据 ,并 将项 目上 马 1
前 后的数 据作 了 比较 , 出结论 是 : 目年 节 电 得 项 4. 32万 k , 合 人 民 币 2 . 元 , 目投 资 Wh 折 59万 项 总额 为 l _ 63万元 , 月即可 完全收 回投 资 。 8个 具 体抄 表数 据及 计算 结果 见表 1 表 2 与 。 通 过 对 锅 炉 弓 风 机 加 装 变频 调 速 装 置 , 1 既
上 海 工具 厂 有 限 公 司 黄 晓锋
今 年 初 ,我 公 司 部 分 工 厂 的 照 明 由于 使 用 多 量 , 低绝 缘组 件的 寿命 。 降 根 据 上述 分 析 ,我 节 能 办 经 过 反 复 讨 论 与 论 证, 最终 采用 了上 海汉 乾 实业 发展 有限 公司动 力 系 统 节能 装置 与北 京 至 正 方 辰 科 技 有 限 公 司 照 明 系 统节 能 装置 。通 过 动态 跟 踪 、 时 监控 动 力 系统 节 实 能 装置 ( 使 用 十 年 ) 可 以做 到 降低 瞬 流 、 波 带 可 , 谐 来 的 畸 变功 耗 以 及 由于 瞬 变 使 电感 性 负 载 电流 损 失 和 温 度升 高造 成 的大 量 铜 损 、 铁损 , 同时 通 过 抑 制 瞬 流 可 以有 效 地 防止 接 触 电阻 的 增 大 而 带 来 的 能 量 损 耗 , 测可 节约 用 电 8 ; 少 因供 电环 境 污 预 % 减 染而 产 生 的事 故 , 有效 地 保 护投 资 , 少损 失 ; 少 减 减
重酝酿 、 合理 设 计改 造 方案 , 后 确 立 了投 入 一 台 最 12 W 容 量 的 变频 调 速装 置 ,使得 两 台 1 0 W 弓 3k k l 1
风机 得 益 的 优 化 设 计 方 案 ,综 合改 造 功 率达 到 了
2 k 。 20 W
2燃 料充 分燃烧 、 提高煤 汽 比创造 了条 件 : . 给 燃 料 的充 分燃 烧离 不开 适 量 的配 风 , 先 手动 配 风 始 原
分 的 , 样 就节 约 了 原 煤 , 至 对锅 炉本 体 的 运 行 这 乃
都 是很 有益处 。
为 了直 观 了 解 变频 调 速项 目改 造 前 后 的 实 际 节 能效 果 , 工程 部在 项 目投 入前 两个 月 , 单 独 就 为弓1 风机安 装 了 电表 , 派专 人抄 表 , 掌握 了 第一
锅 炉 产汽量/ t
.
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9 8 33
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I / Wh t  ̄ k /
单 耗下降 量/ Wh k 公司年 产 汽量/ t 全年节 电量/ Wh k
节约 资 金/ 万元 投 入资 金/ 万元
6 2 .5 4 6 l5 7 6 4. 3 2
2. 59 l_ 63
节 约 了电 力 ,同时我 们 还发现 由此带 来了 其他
诸 多的好处 : 1 少 部件 磨损 , . 减 延长 了 设 备寿 命 , 操 作 给
投 资回 收期/ 月
备注 : . 司年 产 汽 量 根据 前 三 年 平均 年 产 汽量 得 出 1公
8
带 来便 利 。 由于变 频调速 装置 安装 后 , 风门始 终 处于 完全开 启 状态 ,调 速 装置 根据 锅炉 燃烧 情
终不 能达 到 最 合理 ,过 多的 风量 带 走过 多的 热量 , 造 成热 损 严重 ; 风量不 足 , 成燃 料 燃烧 的不 充 分 , 造 浪 费了 一定 量 的原 煤 。变 频 调速 后 , 以 根据 燃烧 可
状况 , 始终 提 供 最 合 理 配 风 , 料 的燃 烧 也是 最 充 燃