一、前言
鍋爐節(jié)能消耗的主要控制指標是煤耗和耗電效率,傳統(tǒng)的控制方法是通過風閥板、閥門和機械調速來控制汽包、供水泵、循環(huán)泵的流量和爐排的運行速度。同時,在技術和生產任務的差異、蒸汽需求量變化的情況下,為了實現(xiàn)高效燃燒,需要變更煤供給量,傳統(tǒng)的控制方式是人工操作的,功耗高,控制精度低,容易因操作錯誤而發(fā)生環(huán)境污染(煙囪冒出黑煙)。
二、改造鍋爐供水系統(tǒng)
水泵運行原理
根據泵的工作原理,流量q與速度n成正比,頭部h與速度n的平方成正比,軸功率p與速度n立方成正比,電機的速度n與功率f成正比,因此改變功率頻率可以改變電機的速度,即進給泵的速度,從而調節(jié)水流量。
原設備的運行狀態(tài)
通過調節(jié)管道調節(jié)閥的閥門和分支回流,實現(xiàn)鍋爐給水泵的連續(xù)恒速。當調整閥門時,泵出口壓力由于閥門開出口壓力增加,閥門兩側壓差增大,造成了能量的浪費,并且容易損壞閥門和軸承的磨損;在使用分支回流調節(jié)時,大量的水回流也會引起能量消耗。
改造方案
在保留原系統(tǒng)的工頻設備備用的前提下,在原系統(tǒng)中增加水泵和風機專用變頻器。變頻器故障輸出繼電器常開觸點接延時繼電器,再接原工頻主電路接觸器,以保證變頻器故障時鍋爐給水系統(tǒng)的正常運行。同時,控制室的聲光報警提示操作人員及時排除故障;變頻器設定下限頻率,確保鍋爐供水高于安全值;
變頻器工作狀態(tài)
操作人員可以根據控制室汽包水位的變化,實時調整變頻器的頻率,以滿足蒸發(fā)和供水,努力使變頻器在較好的運行狀態(tài)下運行?,F(xiàn)場測量:給水泵與原調節(jié)筏節(jié)電率相比達到24%,泵磨損明顯減小,設備壽命延長。
三、鍋爐鼓(引)風控制系統(tǒng)的改造
原現(xiàn)場工況
如果鍋爐送風機的風量總是隨蒸汽量的變化而變化,就用閥門調整原來的位置。 鍋爐控制室到閥門的距離很遠,操作不方便,難以正確控制。 風量調節(jié)過大,空氣中的氧含量超過標準,浪費熱能的風量調節(jié)太小,爐渣的殘留碳含量超過標準,煤炭消耗量增加的高速風扇產生的噪音也給環(huán)境帶來了很大污染,是長期的高速運轉,導致鼓風機軸承和馬達的溫度上升高,設備
變頻器工作狀況
安裝變頻器后,操作人員隨時根據蒸汽消耗量的變化調整風機的轉速,減少了噪聲對環(huán)境的污染(風機噪聲低于額定轉速),因為電機和風機軸承不易損壞,延長了使用壽命,降低了電機的加熱量,降低了維修量。
節(jié)能效果
在一般的設計中,鼓風機、泵設備的額定風量、流量通常超過了實際所需的風量、流量,運轉中的風量、流量是實時變化的,但現(xiàn)在使用擋板和閥調節(jié)風量和流量的方式一般,方法很簡單,但實際上通過人為增加阻力來達到調節(jié)目的
根據流體力學原理,用以下公式表達了風機風量、風速與電機功率的關系:
公式中式中,Q-風量(流量) H-風壓(揚程) P-軸力n-轉速
當風扇轉速降低且風量減小時,其電機輸入功率會迅速降低。例如,當空氣量降低到80%且速度(n)也降低到80%時,其軸功率降低到額定功率的51%。如果軸功率低至額定功率的13%且風量降低到50%時,具有很大的節(jié)能潛力。因此,對于風量和流量調節(jié)范圍大的風機泵,用變頻調速代替調節(jié)風門或閥門是實現(xiàn)節(jié)能的有效途徑。
變頻調速的特點是效率高,無調速引起的附加旋轉損失,調速范圍寬,精度高,無級調速。 由于容易實現(xiàn)協(xié)調控制和閉環(huán)控制,可以利用原來的籠形電動機,特別適用于舊設備的技術改造,在保持原電動機結構簡單、可靠性高、耐久性高、維護方便的優(yōu)點的同時,還能實現(xiàn)節(jié)電的顯著效果,是鼓風機泵的節(jié)能的較好的選擇。
四、排爐電機的變頻改造
原現(xiàn)場工況
因為爐排電機相對性較小,很多生產商忽視了它的更新改造。爐排電機控制系統(tǒng)煤在爐膛內的等待時間,其速度煤的點燃速率息息相關。傳統(tǒng)式的變速方式是機械設備換檔,精密度低,原煤后碳含量比較嚴重超標準。
在現(xiàn)場,我們發(fā)現(xiàn)爐排的三級變速傳動齒輪早已銹死,僅有快速傳動齒輪才可以運行。爐渣呈灰黑色和深灰色,腳摸上去有點硬,顯而易見沒有徹底點燃。
變頻改造效果
采用變頻器后,情況發(fā)生了很大變化。 由于可以實時調整,煤塊燃燒充分,提高了熱效率,在煤渣出來后變成灰白色的同時,幾乎沒有煙囪冒出黑煙的現(xiàn)象,煤的消耗量減少了10%左右。
總結:
用變頻調速器代替擋板、擋板、閥來控制流量,控制速率,總體改造效果如下:
1、提升燃燒效率,節(jié)省10%的煤。
2、可避免冒黑煙的環(huán)境污染。 有效降低排煙濃度,
3、提升機器設備的自動化程度,使操縱更為精確、便捷、立即。
4、完成電動機軟起動,減少沖擊性電流量6、降低設備運作耗損,增加使用壽命
5、綜合性環(huán)保節(jié)能約35%,項目投資約9個月成本回收。