1、1浅谈 10KV 高压变频器在锅炉引风机中的节能应用摘要：基于智光电气 Zinvert 系列智能高压变频器调速系统在河南煤化工 60 万甲醇项目筹建处锅炉引风机节能控制系统的应用，讨论了控制系统的系统组成及节能原理，讲述系统的控制方式，进行了节能分析。关键词：Zinvert 系列智能高压变频器调速系统 节能 引风机 1 前言 Zinvert 系列智能高压变频器调速系统采用功率单元串联技术，解决了器件耐压的问题，级间 SPWM 信号移相叠加，提高了输出电压谐波性能，降低输出电压的 dv/dt；通过电流多重化技术降低输入侧谐波，减小了对电网的谐波污染；主控制器采用双数字信号处理（DSP） 、超大规
2、模集成电路可编程器件（CPLD 和 FPGA）为核心，配合数据采集、单元控制和光纤通信回路以及内置的可编程逻辑控制器（PLC）构成系统控制部分。Zinvert 系列智能高压变频器调速系统的优点在各个领域应用中被充分地证实，在工业锅炉的节能控制中已逐步引入了 Zinvert 系列智能高压变频器变频调速技术，利用该技术对锅炉引风机进无级调速控制，得到了显著的节能效果。 2 系统组成 Zinvert 系列智能高压变频器调速系统整体结构上由整流变压器、功率逆变柜及控制柜组成。其中整流变压器副边绕组相互隔离，并采用移2相延边三角形接法，保证系统工作在 20%负载以上时电网的功率因数保持在 0.96 以上
3、；功率单元主要由三相全桥整流器、滤波电容器组、IGBT 逆变桥构成，同时还包括功率器件驱动、保护、信号采集、光纤通讯等功能组成的控制电路并且 Zinvert 系列智能高压变频器调速系统是由多个功率单元经过移相串联而成。 另外我单位还根据自身的情况配套使用了手动工频旁路切换柜。其目的是当变频调速系统发生故障停机或对变频调速系统进行检修时，采用工频旁路运行方式提高用户负载的设备利用率，保证我单位引风机连续运行的要求。从而形成了我单位的引风机控制系统图（见图 1） ，其系统采用隔离开关作为旁路切换。当变频调速系统发生故障停机或对变频调速系统进行检修时，分开 K1、将 K2 打至工频，电动机直接接电网
4、工频运行，负载的调节控制系统同时切换回传统的风门和阀门等控制方式。 3 控制系统 Zinvert 系列智能高压变频器调速系统的控制采用压频比控制，结构简单、工作可靠，主控制部分以双数字信号处理器（DSP）为控制核心，辅以超大规模集成电路可编程逻辑器件、模拟输入采样和模拟输出单元、数字量输入输出接口。人机界面由大屏幕汉化液晶显示器、数码管显示和触摸按键组成。单元的控制部分以可编程逻辑器件为核心，配置专用的 IGBT 驱动和保护模块与输入电压、输出电流、直流电压、器件温度检测回路。主控部分和单元控制部分的控制信号通过光纤进行信号传输，有效避免电磁干扰，保证系统控制信号传输的可靠性。 通常锅炉运行都
5、要求炉膛负压保持在一定的范围内，如果炉膛负压3太小，炉膛容易向外喷火，既影响环境卫生，又可能危及设备与操作人员的安全。负压太大，炉膛漏风量增大，增加了引风机的电耗和烟气带走的热量损失。炉膛的负压控制主要通过变频器来完成。并且在选择锅炉配套风机时，要考虑短期的超负荷能力，并加以适当裕量来确定机型。综上所述两个环节的选定又受到产品规格分档的限制，因此最后的风机容量往往偏大，加之对锅炉鼓、引风机的调节，是靠调节闸板完成的，但是当风量变化时，就风机系统而言，会浪费大量的电能。假如引风机运行方式是采用降压启动、工频运行，其风量大小采用调节风门的方法来调节风量。这种控制方式的缺点是电能浪费大，调节实时性差
6、，噪声大，工人的劳动强度大。故为了改变这种情况，我单位采用 Zinvert 系列智能高压变频器调速系统技术来达到节能的目的。 Zinvert 系列智能高压变频器调速系统通过测量炉膛负压，然后经过压力变送器将其测量值改变成电压信号，然后把转化的电压信号作为压力反馈信号与压力设定值构成一个差值 PID 控制系统，把得到的调节值再次送给变频器，达到控制电机转速的作用，从而调节了引风机的引风量，使炉膛维持在微负压状态下，起到静态时对炉膛负压的校正作用。这样既提高了控制精度，又节约了能源达到了节能的作用，使引风机控制具有一定的合理性，而且由于减小了引风机启动时的启动电流，而达到延长了设备的使用寿命。 4
7、 节能分析 以河南煤化工筹建处 6 台引风机为例，采用 Zinvert 系列智能高压变频器调速系统可自动调节电动机转速与负荷匹配，达到节能的目的。4对于风机负载，功耗与电机转速成立方关系，理论上若系统运行在 90%额定转速，其有效功率可降至 70%，若系统运行在 80%额定转速，其有效功率可降至 50%。若按调速后其转速为额定转速的 70%来计算：则风机的理论节电率=1-（70%）3=65.7%，每台引风机按照每年按 300 个工作日计算，每天运行 16h，引风机节约电=8003001665.7%-800300161.5%=2465680（kW?h） （式中的 1.5%是考虑了变频器的效率） 。 一次性投资回收期大约为 4.73 年，效益特别显著，以上计算中还未计及风门电动执行机构节省的投资，变频后使鼓引风机软启动，软停止，工作电流降低使引风机电动机寿命延长、减少对机械设备的伤害等带来的经济效益，如全部考虑，则综合效益将更加显著。 5 结束语 本文讨论了 Zinvert 系列智能高压变频器调速系统控制锅炉引风机，不仅达到了节能的目的，而且也大大降低了电动机及其负载的机械磨损，从而又为用户节省维修费用。
