变频器在锅炉引风机节能中的应用
高压变频器在锅炉引风机上的应用
高压变频器在锅炉引风机上的应用【摘要】本文介绍了基于变频器锅炉引风机节能控制系统。
讨论了控制系统的节能原理及控制工艺，进行了节能分析，实际使用证明，该控制系统控制效果良好，节能效果十分明显。
【关键词】引风机变频器节能1 原系统运行情况热力车间4#锅炉为75t/h锅炉，锅炉引风机电机是10kV高压电机，锅炉是燃烧工业煤气（高炉煤气、焦炉煤气和转炉煤气）产生蒸汽送至汽轮机作功，由汽轮机带风机及发电机分别用于高炉供风和发电。
为了保证电机的安全稳定运行，选用的风机电机的备用容量较大。
机组满负荷运行时，吸风机入口挡板开度约60%。
在变频改造之前，4#锅炉引风机工频运行，出口风量的调节只能通过调整出口挡板来实现，在低于额定负荷40%时，引风机出口挡板振动加剧，锅炉出现过挡板被振断裂的情况，影响锅炉的安全运行。
其次风量控制采用档风板控制，挡板阻力将消耗一部分无用功率，造成厂用电率高，影响机组的经济运行。
为了节约能源，降低厂用电率，保护环境，简化运行方式，减少转动设备的磨损等，我公司决定对风机采用高压变频器控制系统。
我公司采用高压变频器是HARSVERT V A10/30。
2 HARSVERT V A10/30型高压变频器原理及特点Harsvert-V A系列高压变频器采用单元串联多电平PWM拓扑结构（简称CSML）。
由若干个低压PWM变频功率单元串联的方式实现直接高压输出，高压主回路与控制器之间为光纤连接，安全可靠；精确的故障报警保护；具有电力电子保护和工业电气保护功能，保证变频器和电机在正常运行和故障时的安全可靠。
采用功率单元串联，而不是功率器件串联，器件承受的最高电压为单元内直流母线的电压，器件不必串联，不存在器件串联引起的均压问题。
直接使用低压IG BT功率模块，器件工作在低压状态，不易发生故障；变频器可以承受30%的电源电压下降而继续运行，变频器的10KV主电源完全失电时，变频器可以在3秒内不停机，能够全面满足变频器动力母线切换时不停机的需要。
变频技术在锅炉风机改造中的应用
《 装备制造技术／ ０ １ ２ １ 年第 ８ 期
了基 础 。其 保 护 功 能齐 全 ， 变频 器 本 身 具 有 欠 压 、 过 载 、 路 等 一 系 列保 护 功 能 ， 而 提 高 了 电气 保 护 品 短 从 善 。今 日， 算 机 实 现 了锅 炉 的 自动控 制 ， 变 频 调 计 但 速仍 是这 个 系统 里不 可 缺少 的一环 。
ｆ ｑ ｅ ｃ ｏ ｖｒｉ ｓ ｄｕｔ ｌ ａ ｄｈ ｓｒａｔ ｎｓ ｅｄ ｌ ｅｒｙａ ｄｈｇ ｃ ｕａｙｆ ａ ｚ ｇｈｇ ｅｒｅｏ ｒ ｕ ｎ ｙｃｎ ｅｓ ｎ ｉ ａ ｊｓ ｂｅ ｎ ａ ｅｃ ｏ ｐ ｅ ，ｉ ａｉ ｉｈａｃ ｒｃ ｒｒ ｌｉ ｉ ｄ ｇｅ ｆ ｔ ｅ ｏ ａ ｉ ｎ ｔｎ ｏ ｅ ｉｎ ｈ ｉ
未进 行 变频 改 造 前 ， 电机 不 能 调 速 ， 量是 通 过 风 调 整 风 阀 的开 启 度 调节 风 量 的 大 小 ，既 不 方便 又 浪
费能源 。根据需求我们对 ３ 锅炉进行 了改造 ， ＃ 通过 频率调整改变 电机 的转速 ， 达到调节风量的 目的。
以下 折线 图 ，改造 前 后 ３ 炉 每 ８ｈ的用 电量 ＃锅 比较 （ 改造 前 为 ２０ ０ ９年 数 据 ， 改造 后 为 ２ １ 至今 ０ ０年 的数 据 ）可说 明实施 改造 后 的效 果 。 ，
在本 文 中积极 提倡 的原 因 。
１ 锅 炉风机 的现 状及改造原 因
大多数风机 、 水泵在使用过程 中， 都存在大马拉 图 １ 不 同管 网 的特 性 曲线 风 机 风 量 的特 性 曲线 小 车 的现 象 ， 之 因生 产 、 艺 等 方 面 的 变化 ， 要 加 工 需 在 调 节 风机 流 量 的过 程 中 ，而 风 机 的性 能 曲线 经常调节气体和液体的流量 、 压力等 。 很多企业原有 锅 炉 的风 机 ， 采 用 的 是 落 后 的靠 调 节 挡 板 （ 门 ） （ 一Ｑ曲线 ） 变 ， 况 点 沿 着 风 机 的 性 能 曲线 一 还 阀 不 工 由 移到 ， 特性 曲线 由 Ｒ 变为 Ｒ ， 。 风机 开启 度 的方 式 ， 调节 风 量 。这实 际上 是通 过人 为 增 Ｑ曲线） Ｍ。 来 。 这种 方法结构简单 ， 操作容 加阻力的方式 ， 以浪费电能和金钱为代 价 ， 并 来满足 输 出流量 由 Ｑ 变为 Ｑ ， 但是 由于风机 的 工艺和工况对气体调节的要求 。这种调节方式 ， 不仅 易。目前多数风机都采用这种方法 ， 。 这样 ， 在流量减少的同时 ， 压 精度差 ， 费力费时费钱 ， 而且很难满足现代化工业进 内部压力 由 日 变为 ，
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；节能效果中图分类号tk22 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2012）58-0029-021 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。
变频技术在锅炉引风机上的应用及效益分析
采用电动机变 频调速 来调 节流量 ， 比用挡 板 、 阀门之类来调 节 ， 可节 电２ ｏ ％ ＇ ５ ￣ ／ ｏ ， 如 果平均 按３ ０ ％ 计算， 节省 的电量 为全 国总用 电量的 ９ ‰ 这将 产生 巨大 的社会 效 益和 经济效 益 。 ２ ． １ 变频调速 技术 的原理
变频调 速技 术的基本 原理 是根据 电机转 速与工 作 电源 输入频 率成正 比的 关系 ： ｒ ｌ ＝ ｎ ， （ １ － ｓ ） － ６ ０ ｆ ／ ｏ （ １ － ｓ ） ￣知 ， 异 步 电动 机通 常是 以改变 转差 率ｓ 、 磁 极对 数Ｐ 和供 电频率 ｆ ， 来 达到改 变转速 的 目的 。 引风 机变频 调速 就是 利用改 变 电压 频率达 到改 变 电机转速 ， 通过控 制转 速来调 节 风速流 量 。 变频 调速技 术调节 系统是 一个Ｐ Ｄ反馈 调节 系统 ， 它 以风机的 出 口压力 作 为被调 参数 ， 通 过实测 的机 后压力 与给定 的偏差 信号 输送给 变频控 制器 ， 由变 频控制器 来改变 电机 电源 的频率 。 从而控 制电机转 速 ， 达 到改变机 后流量 ， 稳定 机后压 力 的 目的。 ２ ２ 变频 调速技 术的运 行特性
文章编 号 ： １ ０ ０ ９ — ９ １ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ １ ２ ６ ～ ０ ２
前售
我 单位机 械厂 车间有 ３ ５ 吨锅炉 作为 节能 改造工 程的配 套工程 ， 于２ ０ ０ ９ 年３ 月正式 开始 生产 。 该锅 炉由某设计 院承 担设计 ， 锅 炉型号 为ｗ Ｇ ｚ ３ ５ ／ ３ ． ８ ２ 一ｌ ８ ， 锅炉 引风 机型 号为Ｙ４ －９ ３ Ｎｏ ｌ ７ ． ５ Ｄ， Ｑ＝ １ ８ ０ ０ ０ ｏ ， 压 力９ ５ ｏ ｏ ｏ ａ ， 配套 原动 机 电机 为Ｙ２ —３ ５ ５ Ｌ １ —６ ， 功率 ２ ２ ０ Ｋｗ， 额 定 电流３ ８ ０ Ｖ ／ ４ ０ １ Ａ， 标称 Ｃ Ｏ Ｓ ￣０ ． ８ ８ 。 原 电气 控制 采用 软起控 制 ， 风机 风量 调节 采用 传统 的进 风门挡 板调 节 。 风机最 常用 的控制手 段则是调 节 风门 、 挡板开 度的大 小来调 整受控 对象 。 这样 ， 不论生 产的 需求大小 ， 风机 都要全速 运转 ， 而运行工 况的变化 则使得 能量 以风 门 、 挡板 的节 流损失 消耗掉 了 。 在生产 过程 中 ， 不仅控 制精度 受到 限制 ， 而 且 还造成 大量 的能 源浪费 和设备 损耗 。 从而 导致生 产成 本增加 ， 设备 使用 寿命 缩短 ， 设备 维护 、 维 修费 用高居 不 下。 １改造 前状 态 在实际运行中， 由于采用进风门挡板调节， 大部分的能量都被消耗在挡板 上及 管 网中 ， 且 挡板的 开度越小 ， 能源 浪费越 大。 同时 ， 受我们的工 艺工况 影响 ， 风机挡 板长期 开度 不超过 ３ ０ ％， 风 机远离 额定 点运行 ， 其 实际效 率很低 。 ２ ０ ０ ９ 年 ｌ ０ 月， 测量 数据 如下 表 ： （ 表一 ）
变频调速技术在锅炉风机上的应用
个功 能 ， 以保证 ｖｆ ／ ：常数 。
通 过变频 调速 在 风机 上 的应 用 ， 得 风 量调 节 使
精 度高 ， 并能做 到软 启／ ， 停 启动 电流平缓 ， 对供 电 系 统无 冲击 。能根据 炉膛 燃 煤 燃烧 状 况 ， 自动 控制 鼓 风机 、 引风机 的转速 ， 持 炉 膛 处 于微 负压 状 态 ， 保 使 电机功 率小 ， 消耗 少 ， 效率高 ， 电效果好 。 燃煤 热 节
定， 仅能改变频率来调速。异步 电动机可改变频率
和转差 率来实 现无极 调速 。变频调 速是通 过改 变定
子供 电频率来 调节 电机转 速 的 ， 了保 证 电机有 良 为 好 的运 行性 能 ， 变 频 时 ， 须 改 变 定 子 的供 电 电 在 必
压， 即供 给 电机 电能 的变 频器 必 须兼 有 调 压 调频 两
行 。计算 机控制 系统采用 上下 位机进 行监控 。
引 风机 、 风机 电机是 闭环调节 中的执行机 构 。 鼓 变 频器上 的速度设 定信号 来 自控制 系统 的模 拟量 输
出模块 ， 佳值 为 ４—２ Ａ Ｄ 该 ４— ０ ｍ 最 ０ ｍ Ｃ， ２ Ａ控 制
２ 采 用 变频 技 术 的方 案
３ 变频 调 速 技术 的应 用
根据 锅炉工 艺要 求 ， 频 器 采用 深圳 安圣 电气 变
有 限公 司生产 的 Ｔ ２ ０ －Ｔ系列 变 频器 ， 出额 定 Ｄ ０ ０４ 输
电压 ３０Ｖ， 率 ５ ｚ 电压 ± ０ ， 率 ±５ ； ８ 频 ０Ｈ ， ２％ 频 ％ 输 出额定 电压 ３０Ｖ， ８ 频率 ０－ ０ ｚ启 动频 率 ０ １— ４０Ｈ ； ．
煤锅 炉 ， 其风机 型号 为 ：
变频器改造技术在锅炉引风节能工程中的应用研究
变频器改造技术在锅炉引风节能工程中的应用研究摘要:为了减少溢流和节流损失,提高系统运行的经济性,变频器开始了改造技术的探究,本文主要以变频器改造技术在锅炉引风中的应用,探讨变频器改造技术的节能功效。
关键词:变频器改造技术锅炉引风节能工程应用1 变频器概述高压交流变频调速技术,技术和性能胜过其它任何一种调速方式,给使用者带来了极大的便利和快捷的服务,使之成为企业采用电机节能方式的首选。
锅炉引风机采用挡板调节方式,由于这种原始的调节方法仅仅是改变通道的流通阻力,而驱动源的输出功率改变不大,节流损失相当大,浪费了大量电能。
致使厂用电率高,供电标煤耗高,发电成本不易降低。
同时,电机启动时会产生5～7倍的冲击电流,对电机构成损害。
风机系统自动化水平低,不能及时调节,运行效率低。
我公司正采用该技术对4台引风机进行改造,以减少溢流和节流损失,提高系统运行的经济性。
变频控制为一拖一手动方案,每台风机配备一台变频器。
变频调速系统可由现场主控系统进行协调控制,根据运行工况按设定程序,实现对电动机转速控制。
2 改造过程中遇到的实际问题主要问题有:通过考察,变频器室采用了全密封冷却方式,改变了变频器厂家的抽风式冷却方式,解决了变频器在运行过程中受灰尘和温度影响而频繁跳闸的难题。
由于变频器室在四楼,变频器较重,又没有变频器的基础图及电缆走向图,通过专业人员的现场勘察、确认,确定了变频器在楼板上的安全位置。
机柜FBM卡件问题,1#机充分利用冷渣器改造后节余的卡件;2#机冷渣器还未改造,只能把现场各测点尽量合理分配,满足控制系统安全性、可靠性的要求。
因要保留引风机工频运行控制方案,风机大联锁控制逻辑进行了大量的改动,经调试,风机在变频或工频运行状态,其保护动作正确、可靠。
变频控制方式下,通过现场调试整定控制系统PID参数,难度系数极大,我方人员经过长时间连夜调试,1#、2#机组炉膛负压控制系统的品质指标比原来有很大提高。
变频器与锅炉的联合调试,我们没有请调试所来调试,自己出方案,自己调试,而且得到了很好的效果,为公司节约了不少的资金。
高压变频器在热电厂锅炉引风机中的应用
广 西华 异 节 能 工程 设 计 有 限 公 司 李 福 权
【 摘 要 】 文介 绍 了国产 多电平 高压 变频 器在 浙江 荣胜 纸业 股份 有 限公 司热 电厂 中的应 用情 况 。变频 器现 场运行 本
情 况表 明 ， 电力行 业采 用 国产 高压 变频 器对锅 炉 风机进 行调 速 节能 ， 果非 常 明显 。 效
（ ） 完善 的数 字控 制功 能 。 ２有 （） ３ 技术 指标要 求 高 。 （ ） 求适 应 恶劣 的使用 环境 。 ４要 （） ５ 要求 标准 的数 字通信 接 口。 （） ６ 调速 范 围大 ， 效率 高 。 （） ７ 满足 锅炉 运行 工艺 的调 速要 求 。 经 过 多方 考 察 ． 比较 性 价 比． 定 选 用北 京 合康 亿 盛 决 变 频科 技 股 份 有 限公 司生产 的 ＨＩ Ｅ Ｔ Ｙ１／ ６ Ｖ Ｒ — ０ ０ １型 高压 变 频器 ． 通过 各 方技 术 人 员 的合 作 ． 同制 定 了锅炉 引风 共 机 的变频 控制 方案
引风机 配套 的高压 变频 器 ， 求具 有 极高 的 可靠 性 。对 高 要
合 ． ３断 开 ． Ｋ 风机 变
合 康 Ｈ ＶＥ Ｔ— ０ ０ １型 高 压 变 频 系 统 采 用 直 接 Ｉ Ｒ Ｙ１／ ６
“ 高” 高一 变换方 式 ， 电压源型 ． 属 采用 功率 单元 多 电平 串联 方式 ， 以最新 型 Ｉ Ｂ Ｇ Ｔ为 主控 器件 ， 全数 字 化控 制 ， 色液 彩 晶触 摸屏 控制 ， 以高可 靠性 、 易操作 、 高性 能 为设计 目标 的
热 电厂 扩建 工程 的引 风机 采用 变频 调速 控制 。
２ 对 高 压 变 频 器 的 技 术 要 求
高压变频器在锅炉引风机控制系统中的节能运行
１ 提 高风机 运行 效率的 重要性
而偏离 ３％时 ，效率则下降 ３ ％以上 。对于采用风 ０ ０
门挡板 调节 风量 的风机 ，这 是一个 固有 的不 可避 免 的 问题 。可见 ，锅 炉送 、引风 机 的用 电量 中 ，很 大一部
风机是火力发电厂重要的辅助设备之一 ，循环流 化床锅炉的 ４ 大风机 （ 送风机 、引风机 、返料风机与
较常见 的 。
２ ０
／
／ ｜
／ Ｋ Ｉ挡板调节 风机 效率 ＇ － Ｊ
ｌ ０ Ｏ
５ ０ ６ ｏ ７ ０ ８ Ｏ ９０ １ｏ ０ １Ｏ ｌ
风流量 （ 转速 ）％ ，
图 １ 不 同调 节 方 式 下 的风 机 效 率
由图 １ 可知 ：风 机的风量 由 １０ ０ ％下 降到 ５％ ０
时 ，变速 调节与 风 门挡板调 节方 式相 比 ，风机 的效率 平 均 高 出 ３％以上 。 因而 ，从 节 能 的 观 点来 看 ，变 ０ 速调 节方 式为最 佳调 节方式 。
电站锅炉 风机 的风量 与风压 的富裕 度 以及 机组 的 调峰 运 行 导 致 风机 的运 行 工况 点 与 设 计 高 效 点 相 偏
同 煤 科 技
Ｔ ＯＮＧ ＩＫＥ Ｉ ＭＥ Ｊ
第 ３期（ 总第 １ ５期） ２
２ １ 年 ９月 ００
高压变频器在锅炉引风机控制系统中的节能运行
张 玉军 张胜奇
摘 要 风机是 火力发 电厂 重要 的辅 助设备 之一 ，循环 流化床 锅 炉的 ４大风机 （ 送风机 、 引风机 、返 料 风
２ 影 响风机运 行效 率的原 因
３ 风 机 的变频调 速技 术 图 １为采用 风 门挡 板调 节和 变速 调节方 式 时 ，风
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变频器在锅炉引风机节能中的应用WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】变频器在锅炉引风机节能中的应用摘要?主要分析了锅炉引风机的工作状态，讨论了变频器用于引风机进行变频调速的工作原理，介绍了，一个具体案例的改造效果及效率。
关键字? 引风机；变频器；调速；节能1 引言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。
用户在选配风机时，都是根据工艺要求中出现的最大负荷来确定容量，所以存在“大马拉小车”现象，而且锅炉的引风机、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量的浪费。
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，而且节约了35%左右的电能，从而达到节能降耗、减少设备噪声污染的目的。
2 问题提出通常在工业生产、产品加工制造业中风机设备主要用于锅炉燃烧系统、烘干系统、冷却系统、通风系统等场合，根据生产需要对炉膛压力、风速、风量、温度等指标进行控制和调节以适应工艺要求和运行工况。
而最常用的控制手段则是调节风门、挡板开度的大小来调整受控对象。
这样，不论生产的需求大小，风机都要全速运转，而运行工况的变化则使得能量以风门、挡板的节流损失消耗掉了。
在生产过程中，不仅控制精度受到限制，而且还造成大量的能源浪费和设备损耗。
从而导致生产成本增加，设备使用寿命缩短，设备维护、维修费用高居不下。
风机类设备多数采用异步电动机直接驱动的方式运行，存在启动电流大、机械冲击、电气保护特性差等缺点。
不仅影响设备使用寿命，而且当负载出现机械故障时不能瞬间动作保护设备，时常出现泵损坏同时电机也被烧毁的现象。
近年来，出于节能的迫切需要和对产品质量不断提高的要求，采用变频器易操作、免维护、控制精度高，并可以实现高功能化等特点；因而采用变频器驱动的方案开始逐步取代风门、挡板、阀门的控制方案。
3 改造方案通常工业锅炉上的引风机都是电机以定速运转，再通过改变引风机入口的档板开度来调节风量。
而风机的最大特点是负载转矩与转速的平方成正比，而轴功率与转速的立方成正比，因此如将电机的定速运转改为根据需要的流量来调节电机的转速就可节约大量的电能。
要提高引风机电动机的工作效率、节约电能。
一是可在引风机电动机上装上调速装置。
根据工作的情况调节调速器装置的速度可以满足工作状况的要求。
二是用变频器对引风机进行改造，不必对原系统进行大改动,增加一变频器柜，选用富士frn280p11—4cx；额定容量：396kva；额定输出电流：520a型变频器，配用电抗器型号：dcr4—280b。
电气控制系统在2#锅炉引风机原电气控制系统基础上进行改造，拆除原进线交流接触器，增加中间继电器，其它部分均不变。
因为变频器在风机改造方面得到广泛的应用，改造后，可根据工艺状况需要而调节变频器的输出频率，以满足工艺要求。
当工艺状况需要时，让电动机高速运行以达到工艺要求；当工艺状况允许时，使电动机低速运转节约电能。
引风机变频器运行受锅炉燃烧控制系统dcs的控制。
调节dcs 4～20ma电流输入信号，将控制变频器的输出频率，以达到稳定工况及提高锅炉热效率和节能之目的。
2006年4月一次性投资30万元对2#锅炉引风机设备进行变频调试速节能改造，2#锅炉引风机改造电气原理图如图1所示。
图1 2#锅炉引风机电气原理图4 变频调速的特点及节能分析锅炉引风机电机在没有实现变频调速控制之前，一般采用“降压起动”，并且正常运行后，电动机全压、全速运行，而引风机风量的大小则通过风门来调节。
一般情况下，风门的开度为50%～80%，电机只能是满负荷运行，电动机的工作效率很低，造成很大浪费。
变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系：n=60f(1-s)/p，(式中n、f、s、p分别表示转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数)；通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。
变频器就是基于上述原理采用交-直-交电源变换技术，电力电子、微电脑控制等技术于一身的综合性电气产品。
利用变频调速技术，变频器很好的解决了引风机根据工况而直接控制风量的大小而满足工况的要求,变频器是无级调速的，用变频器改造风机，具有以下特点：(1) 起动停止平衡，无级调速，调速范围大；(2) 工作可靠，能长期稳定运行；(3) 操作简便，维护量小；(4) 输出特性可满足风机性能要求；(5) 节能效果显着。
根据风机的流量变化与转速成正比，压力变化与转速成正比，而功率变化与转速变化立方成正比。
因此，当风机转速降低时，风量减少。
电机功率成立方比下降。
5 风机类负荷变频调速节能原理风机是将电动机的轴功率转变为流体的设备。
过去很少采用转速控制的方法，多是由鼠笼式异步电机拖动进行恒速运转，当需要改变流量时，调节节流阀和挡板，这种方法虽然控制简单，但节能较差，不经济，动态跟踪性能也很差。
变频调速节能是相对于阀门调节而言，采用变频调速器后，将阀门全开，通过改变电机电源频率的方法来改变电机转速。
由流体力学可知，流量q与转速n的一次方成正比，风压h与转速n的平方成正比，功率p与转速n的立方成正比，即：q=q×(n/n e)，h=h e×(n/n e)2，p=p e×(n/n e)3，式中，q e为风机的额定流量，h e为风机的额定压力，p e e为风机的额定功率，n e为风机的额定转速。
由上面的公式可知，调节风机流量时，可通过转速进行调节，此时风机轴输出功率与转速的立方成正比。
根据风机系统特性曲线如图2加以分析。
图2 风机系统特性曲线假定风机最佳效率工作点是a点，当需减少风机的供风量时，采用传统的风门调节方式，增加系统阻力来满足要求，使风机工作点由a点转移到b点。
这种方法不但不能节能，反而会加快风机的效率损耗，同时低效运行会引起较高的空气和结构振动，产生噪声及有损设备。
采用变频调速技术后，通过变频调速，降低异步电机的转速，使系统重新达到平衡，工作点由a点转移到c 点。
从c点可看出，电机转速虽然降低了，但对风机效率影响不大。
根据上述原理，当风机流量在较大范围内发生变化时，采用变频调速对风机转速加以控制，将会取得非常显着的节能效果。
风机流量、转速、轴功率及电源频率关系如附表所示。
6 节能计算2#锅炉引风机电机(y355l1—6，pe=250kw，ue=380v，ie=458a)改造前、后节能效果计算情况如下；(1) 改造前实测数据u1=380v；i1=412a；cosφ1=；p1=φ=×380×412× =。
改造前每年耗电量(全年运行300天计)为：×24×300=1600920度。
(2) 改造后实测数据u2=380v；i2=；cosφ2=1；p2=×380××1=；改造后每年耗电量(全年运行300天计)为：×24×300=1200690度。
(3) 每年节省的电量1600920－1200690=400230度；节电率：400230÷1600920=25%；每年节约电费(按元/度)：400230×=元=万元7 改造效果2#锅炉引风机通过应用变频调速技术后，改变了原有的操作方式，实现了远程控制，能够有效地调节锅炉生产过程，使系统运行稳定，保持风机高效运转，电机实现了软启动，无冲击电流，设备故障率大大降低，维修费用大为减少。
拖动系统应用变频调速技术，在大大节约电能的基础上，使长期轻载运行的引风机工作在低转速、低电压的状态下，这样就使电机发热少、温升低，延长了使用寿命。
变频调速技术也提高了功率因数，使电网损耗减少，效率提高，同时降低了风机噪音，改善了生产环境。
另外变频器自我检测、故障诊断、保护功能齐全，可有效地防止事故扩大化。
通过对变频器在工业锅炉上的应用进行总结，具有以下优点：(1) 节电降耗效果显着，操作简便，调节平衡，尤其与微机控制相联更体现了优越性，深受司炉工的欢迎；(2) 平滑启动及转机转速下降，机械磨损减小，故障率下降，减少了停机、停炉对生产的影响；(3) 档板和调节阀的机械磨损、卡死等故障不复存在了，大大减少了设备维护、维修费用。
8 结束语对2#锅炉引风机改造表明：(1) 采用变频器对引风机进行节能改造具有结构简单、改造方便、节能效果明显、投资回收期短的特点；(2) 使用变频器后，风机可软起软停、减少设备机械冲击、延长设备使用寿命、降低设备的维修费用；(3) 变频调速技术先进、成熟，提高了设备的技术含量。
锅炉引风机等风机类设备采用变频调速技术实现节能运行是我国节能的一项重点推广技术，受到国家政府的普遍重视，实践证明，变频器用于风机类设备驱动控制场合取得了显着的节电效果，是一种理想的调速控制方式。
既提高了设备效率，又满足了生产工艺要求，并且因此而大大减少了设备维护、维修费用，还降低了停产周期。
直接和间接经济效益十分明显，需要大约16个月就可收回全部投资。
作者简介张庆忠(1973-) 男电气工程师，毕业于山东科技大学机械电子系机电一体化专业，现工作于兖矿鲁南化肥厂电气分厂，主要从事化工电气设备的技术管理工作。
参考文献[1] 方大千. 节能计算手册. 北京:电力工业出版社,2006[2] p11系列富士变频器操作说明书。