1、变频器技术改造实践与应用【摘要】介绍了锅炉风机电机以及补水泵、循环泵电机等设备变频器技术改造实例及应用，并对变频器调速改造中应注意的一些技术问题进行了论述。 【关键词】自动化控制；变频器；技术改造 1 锅炉风机电机应用变频器调速控制 以 DHL141.57/150/90A热水锅炉为例，每台锅炉配置引风机和鼓风机各六台，各电机主要技术参数如下： 型号 容量（KW） 电压（V） 额定电流（A） 引风机 Y280S4 75 380 139.7 鼓风机 Y200L4 30 380 57 在进行变频器改造以前，各风机在正常情况下的运行数据统计如下：平均电流 最大电流 最小电流 引风机 142 145 1
2、39 鼓风机 59 63 57 首先选择在 1#5#炉的鼓、引风机上进行改造尝试，并考虑到风机电机功率设计时配置，选择相匹配功率的变频器来控制电机，变频器的型号为 ABB ACS51001157A4（引风机） 、ZXBP30（鼓风机） ，电压等级为380V，通过一段时间的运行测试，引风机工频电流由原来的平均140（A）下降到现在的平均 95110（A） ，鼓风机工频电流由原来的平均57（A）下降到现在的平均 30（A）节能效果相当显著，并且变频器技术性能完全满足锅炉运行工艺的要求（主要是风压、风量、加减风的速率等） ，电机在启动、运行调节、控制操作等方面都得到极大的改善。变频调速由安装在锅炉操
3、作台上的启动、停机、转速调整开关进行远程控制，并可同 DCS 系统接口，通过 DCS 实现变频器的调速控制，变频调速装置还提供报警指示、故障指示、待机状态、运行状态、连锁保护等保护信息以及转速给定值和风机实际转速值等必要指示，以便操作人员进行操作控制。 2 补水泵、循环泵电机应用变频器进行调节控制 以 2 台补水泵、4 台循环泵实际应用为例，其电动机的技术参数分别为： 序号 型号 功率 额定电流 流量 补水泵 1#泵 Y180M4 18.5 35.9 25 2#泵 Y180M4 18.5 35.9 25 循环泵 1#泵 Y315M14 132 237 630 2#泵 Y315M14 132 2
4、37 630 3#泵 Y315M14 132 237 630 4#泵 Y2315M4 132 240.4 630 正常补水时泵出力太大，紧急补水时一台泵又不能满足耗水需要，同时启动时出力又太大，连续供水补水效率高，效果也好。补水泵改用变频器调节补水，不仅仅在于考虑它对电机的节能效益，更重要的是从生产设备运行安全角度考虑，变频器选用富士 FRN132P11S4CX，电压等级为 380V。 为充分利用变频器，采用 1 台变频器来实现两台电机的调速控制；2台补水泵均可实现变速、定速两种方式运行，变频器在同一时间只能作一台电机的变频电源，所以每台电机启动、停止必须相互闭锁，用逻辑电路控制，保证可靠切换
5、，出口采用双投闸刀切换；2 台补水泵工作时，其中一台由工频供电作定速运行，另一台由变频器供电作变速运行，同一台电机的变速、定速运行由交流接触器相互闭锁，即在变速运行时，定速合不上，如下图中，1C1 与 1C2 及 2C1 与 2C2 不允许同时合上；为确保工艺控制安全、可靠，变频器及两台电机的控制、保护、测量单元全部集中在就地控制柜内，控制调节通过屏蔽信号电缆引接到控制室； 图 1 补水泵电机变频器接线，虚框内为改造增加部分 3 变频器调速改造中应注意的一些技术问题 锅炉的安全运行是全队动力的根本保证，虽然变频调速装置是可靠的，但一旦出现问题，必须确保锅炉安全供热，所以，必须实现工频变频运行的
6、切换系统（旁路系统） ，在生产过程中，采用手工切换如能满足设备运行工艺要求，建议尽量不要选用自动旁路，对一般的小功率电机，采用双投闸刀方式作为手动、自动切换手段也是比较理想的方法。 对于大惯量负荷的电机（如锅炉引风机） ，在变频改造后，要注意风机可能存在扭曲共振现象，运行中，一旦发生共振，将严重损坏风机和拖动电机。所以，必须计算或测量风机电机连接轴系扭振临界转速以及采取相应的技术措施（如设置频率跳跃功能避开共振点、软连接及机座加震动吸收橡胶等） 。 采用变频调速控制后，如果变频器长时间运行在 1/2 工频以下，随着电机转速的下降，电机散热能力也下降，同时电机发热量也随之减少。所以电机的本身温度
7、其实是下降的，仍旧能够正常运行而不至温度过高。变频器不能由输出口反向送电，在电气回路设计中必须注意，如在补水泵和循环泵变频器改造接线图中，要求 1C1 与 1C2 及 2C1 与 2C2 不允许同时合上，不仅要求在电气二次回路中实现电气的连锁，同时要求在机械上实现机构互锁，以确保变频器的运行安全。 低压变频器，由于体积较小，在改造中的安装地点选择比较容易些。选择变频器室位置，既要考虑离电机设备不能太远，又要考虑周围环境对变频器运行可能造成的影响。变频器的安装和运行环境要求较高，为了使变频器能长期稳定和可靠运行，对安装变频器室的室内环境温度要求最好控制在 0-40之间，如果温度超过允许值，应考虑
8、配备相应的空调设备。同时，室内不应有较大灰尘、腐蚀或爆炸性气体、导电粉尘等。要保证变频器柜体和厂房大地的可靠连接，保证人员和设备安全。为防止信号干扰，控制系统最好埋设独立的接地系统，对接地电阻的要求不大于 4。到变频器的信号线，必须采用屏蔽电缆，屏蔽线的一端要求可靠接地。 随着电力电子技术的发展，变频器的各项技术性能也得到拓宽和提高，在热电行业中，风机水泵类负荷较多，充分应用变频器进行节能改造已经逐渐被大家所接受。对于目前低压变频器，投资较低、效益高，一年左右就可以收回投资而被广泛应用。随着目前国产变频器的迅速发展，使得变频器的性能价格比大大提高，为利用变频器进行节能技术改造提供了更加广阔的前景。 参考文献： 1王占奎.变频调速应用百例.北京：科学出版社出版，1999.4 2吴忠智，吴加林.变频器应用手册.北京：机械工业出版社，2002.7作者简介： 王峰（1974-） ，男，山东桓台人，大学本科，助理工程师。
