鍋爐給水泵的變頻調速改造

1、.鍋爐給水泵的變頻調速改造1 現(xiàn)狀 系統(tǒng)是向鍋爐不間斷供水，保證鍋爐正常運行的重要環(huán)節(jié)。我廠現(xiàn)有鍋爐5臺，其中SHL35-16-P型2臺，SHL20-13-P型1臺，T-18A-13型2臺，總蒸發(fā)量126噸/時。供給本廠及相鄰各廠的生產(chǎn)和生活用汽。實際運行中爐前蒸汽壓力較低，夏季一般為0.4-0.6Mpa，冬季一般為0.5-0.7Mpa，蒸發(fā)量變化較大，夏季20-35T/H，冬季90-110T/H。與鍋爐相配套的給水泵為4GC-8X5型，共6臺，分為2組，每組3臺，通過母管向各臺鍋爐供水。每臺泵的額定流量55M3/H，揚程19M，驅動電動機功率55KW。運行方式是夏季開1-2臺，冬季開2-3臺

2、，其余備用。運行時，由于鍋爐給水泵的供水能力大于鍋爐的蒸發(fā)量，尤其是當鍋爐負載愈輕時，二者的差值愈大，因此必須實行流量調節(jié)。傳統(tǒng)的給水泵是連續(xù)恒速運行的，流量調節(jié)通過調節(jié)閥和回流支路來實現(xiàn)（如圖一）。 2 改造的可行性 這兩種方法都存在明顯的缺陷：采用調節(jié)閥時，隨著閥門開度的減小，水泵出口壓力上升，達到2Mpa以上，閥門兩側的壓差將增大，達到1.3Mpa以上，遠遠大于原設計的水泵出口壓力高于鍋爐汽包壓力0.5Mpa（包括給水垂直落差及管路壓降）的要求，不但造成能量的浪費，而且使得水泵的振動和磨損加大，壽命縮短。采用回流支路調節(jié)時，大量水的回流同樣造成能量的無謂消耗。 因此，對給水系統(tǒng)實施技術改

3、造，降低水泵的出口壓力，消除回流，減少能源消耗和設備磨損，已成大勢所趨。 眾所周知，水泵運行遵循如下規(guī)律：流量Q與轉速N成正比，揚程（壓力）H與轉速N的平方成正比，軸功率P與轉速N的三次方成正比，電動機的轉速N與電源的頻率F成正比，因此改變電源頻率就可改變電動機即給水泵的轉速。 變頻調速技術是電力電子技術和微電子技術相結合的產(chǎn)物，以其優(yōu)異的調速特性和顯著的節(jié)能效果，在國民經(jīng)濟的各個領域獲得了廣泛的應用。當今，變頻調速已成為交流電動機轉速調節(jié)的最佳方法。水泵采用變頻調速后，給水流量的調節(jié)就可通過改變轉速的方法來實現(xiàn)，此時調節(jié)閥可開到最大開度，回流支路可切除。既能夠方便地調節(jié)流量，又可降低能量消耗

4、，使這一問題獲得圓滿的解決。 3 改造方案 在制定改造方案時，曾提出2種方案： 一是恒壓供水，通過變頻調速，使水泵的出口壓力略高于鍋爐汽包壓力，且為一恒定值，可使水泵出口壓力得以降低。但其出口壓力必須大于汽包的最大壓力，否則當鍋爐汽包壓力大于水泵出口壓力時，將無法保證鍋爐正常上水。當汽包壓力較低時，與水泵出口壓力的差值仍然較大，上述現(xiàn)象仍不能有效改善。 二是差壓供水，分別取鍋爐汽包及水泵出口的壓力，送入差壓變送器，其壓差信號經(jīng)PID調節(jié)器與設定值（給定）進行比較后，送到變頻器，控制電動機（水泵）的轉速，構成閉環(huán)控制系統(tǒng)。如圖二所示。 運行中隨著鍋爐汽包壓力的變化，變頻器的輸出頻率將自動改變，水

5、泵的轉速也相應改變，始終使水泵的出口壓力跟蹤且大于鍋爐汽包壓力，其差值保持在設定值。這樣在絕大部分時間里，水泵的運行速度將低于額定轉速，因此不但水泵的功率消耗將大幅度降低，而且水泵的磨損也大為減輕。顯然，第二種方案在節(jié)能效果，安全性，頻繁操作程度的等各個方面皆優(yōu)于第一種方案。 我們選擇了第二種方案。每組泵（三臺）安裝一臺變頻器（東芝VFA5P-4550P，55KW），為提高設備運行的可靠性，設置了工頻旁路，這樣同組三臺泵中的任意一臺都可選擇工頻或變頻運行，并且可方便快速的進行切換，如圖三所示。既可單臺變頻運行，又可二臺變頻泵并聯(lián)運行，也可變頻泵和工頻泵并聯(lián)運行。 4 運行效果 該項目于1999

6、年2月24日調試完畢正式投入運行。設定差壓值為0.45Mpa，關閉回流支路，打開調節(jié)閥。運行時隨著鍋爐汽包壓力的變化，變頻器輸出頻率（即水泵轉速）也隨之改變，一般在30-40HZ之間，水泵出口壓力保持在1Mpa左右，壓差始終穩(wěn)定在0.45Mpa。經(jīng)過半年多的運行，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，操作方便，效果非常顯著。 為了對比改造前后的效果，我們用DTYC-92A型三相異步電動機經(jīng)濟運行測試儀分別對給水泵的三種運行方式進行了測試，即：1。工頻運行2。工頻運行打開回流支路3。變頻運行。每種方式均測15分鐘，4組數(shù)據(jù)。測試記錄如下： 改造后運行半年來的耗電量與98年同期的對比數(shù)據(jù)見下表： 6個月平均節(jié)電率78.67%，累計節(jié)電223，320度。以平均電價0.45元/度計算，共節(jié)約資金100,359元。 98年全年耗電量為591，480度，以平均節(jié)電率78.67%計算則 全年節(jié)電量為：591,480 X 78.67% = 465,317度 全年節(jié)約資金為：465,316 X 0.45 = 209,392.65元 改造前，由于水泵運行壓力很高，水泵的磨損非常嚴重，通常每二周即須檢修一次。改造后，半年來，已累計運行4,500小時從未檢修，因此節(jié)約了大量的維修費用。由此可見，全部投資不到一年即可收回，經(jīng)濟效益十分顯著。 5 結論 實踐證明采用變頻調速技術，不僅節(jié)約能源，而且對于提高整個系統(tǒng)的自動化水