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变频器在工业锅炉风机上的应用

发布时间:2019-08-05 10:01:23来源:

变频器在工业锅炉风机上的应用
 
1、引言

某木材加工厂由于产品转向,需使用原有的10t/h锅炉一台,由于用汽量减少形成大马拉小车,只能采取间歇供汽,至使锅炉风机启动、停止频繁,由于系当地小电网供电、启动时常跳闸。基于上述问题,厂方下决心,在锅炉风机上使用变频器,但该厂地处边远地区,技术力量薄弱,管理还有待改进,为保证改造后的设备安全和稳定运行,在实施中,我们采取了一些非常规做法,现介绍如下:

2、方案

该厂锅炉仅有汽包水位自动调节系统、水位过低、汽压过高报警、联锁装置;鼓、引风机由人工遥控档板调节风量。因此本项目只在鼓、引风机上使用变频器,由人工改变风机转速来调节风量。

选用富士FRN37P11S及FRN75P11S变频器各一台,保留原有的鼓、引风机的常规启动电控柜,不进行工频、变频电压自动切换,而采用比较原始、比较可靠的做法,万一变频器出故障时,由人工用刀开关进行电机动力线的切换工作。并充分利用变频器控制端子的功能,简化常规接线;尽量采用易于更换的电气零配件。

3.实施

鼓、引风机变频器供电,采取在主开关后加装交流接触器以保护变频器。鼓、引风机设置的电路是相同的,其电路元件型号、作用及工作原理是一样的,只是交流接触器容量不同。现仅以引风机为例进行介绍:


图1中KM1为加装的交流接触器

  并由变频器的总报警继电器的接点输出端子(30A.30B.30C)来控制,其常闭触点30C-30B串联在KM1接触器控制回路中,变频器出故障跳闸时,30C-30B断开以切断变频器的主电源,防止故障扩大;同时,常开触点30C-30A闭合,通过报警电路进行声光报警,提醒司炉工注意。RST为变频器的报警复位输入,当变频器报警跳闸后,司炉工可按KF1按钮进行复位操作。由于引风机远离操作室,因此在风机旁边装有“风机检修开关”,并串入接触器KM1控制回路中,检修引风机时把该开关板至检修档,等于断开该开关,使无法接通变频器的主电源,以保护检修人员的安全。并要求变频器跳闸后,仍应具备显示功能,便于观察分析故障原因,因此从接触器KM1的主触点前接入控制电源,至变频器的Ro、To端。

项目实施后仍要保持锅炉原有的电气联锁保护、工艺联锁保护功能。电气联锁保护要求锅炉启、停时,保证引风机先于鼓风机启动而晚于鼓风机停止,以防误操作使炉膛正压喷火,危及司炉工安全,及粉尘外喷影响环境;工艺联锁保护,要求在汽包水位或汽包压力超标时,自动停止鼓、引风机,迅速减弱燃烧,以确保锅炉的安全。鼓、引风机启动的相互联锁保护,是利用变频器控制端子的功能,即利用引风变频器的频率值检测信号FDT来实现,即先合上开关SY启动引风,当引风机转速达到某一设定频率时,FDT信号起作用,使接在引风变频器Y3端子的继电器K吸合(图1),用其常开触点K-1来接通鼓风机正转信号FWD(图2);为避免炉膛正压喷火,可将鼓风加速时间设定得比引风加速时间长一些;停机时,断开引风机启动开关SY则KM失压,其常开触点KM-1复原,断开引风机正转信号(图1),同时常闭触点KM-2复原,将鼓风变频的BX与CM短接(图2),输入自由旋转命令,鼓风变频输出为0Hz,鼓风机很快停下,而引风机则按原设定的减速时间慢慢停下来。工艺参数超标时,与仪表相联的继电器(图1中的L或P)动作,在报警的同时,还使鼓、引风机停机,停机过程同上,不再赘述。

  用电位器进行变频器的频率设定,存在滑动触点磨损后产生接触不良,使频率设定信号不稳定的问题;尤其在该工厂购买和更换电位器都成一个问题。因此,我们利用变频器的输入控制端子功能来实现频率设定。仍以引风机为例:在引风变频器的X1和CM端接入控制按钮SK1,X2和CM端接入控制按钮SK2(图1),利用按钮的通、断信号来增减设定频率,X1为增速命令UP端,X2为减速命令DOWN端。则在接通变频器的正转命令FWD后,当SK1闭合时,X1得到UP信号,变频器的输出频率按加速时间增加,SK1断开时变频器的输出频率保持;当SK2闭合时,X2得到DOWN信号,变频器的输出频率按减速时间减少,SK2断开时变频器的输出频率保持。鼓风机的增、减速按钮设置及电路元件型号、作用原理与引风机是一样的(见图2)。


图2 鼓风变频器接线示意图


与变频器控制端子有关参数的设置见表1

4、结语
  
本项目实施后,基本做到了轻负荷均衡供汽,锅炉风机启动跳闸的现象已不存在,风机转速的下降机械磨损减小了;由于厂方原有的记录数据不完善,只进行了一个月的节电数据对比,但证明风机节电可达32%。厂方满意,认为变频改造这钱没白花。


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