河南中烟工业有限责任公司南阳卷烟厂 杨如惠 叶帛 唐克争

引言

变频技术在当代的调速技术中占有一席之地，有着不可替代的理想技术效果。科技的迅速发展，使变频技术逐渐具备了在工业领域发展的条件[1]。老式的锅炉电控系统主要以接触器（contactor）、继电器（relay）为链接，若从技术层面进行评估，会存在影响锅炉整体运行节能性与安全性的问题。本文提出的电机变频调速装置主要为系统执行部门进行控制应用，可节约系统元器件的使用成本，从而借助交流电机变频技术达到降低锅炉整体能耗率的问题。

1 变频技术的原理及优势

变频器的电路主要由整流（rectification）、直流、逆变（contravariant）和控制四大部分构成，对设备运转速度、耗能等方面进行共同作用。变频技术的基本原理是通过改变电流的频率达到改变电机转速的目的，从而达到机电设备可以无极调速的使用状态。变频技术应用于电机的优势则在于实现电机运行的安全性，并对运行速度进行自动降速控制，在降低电机的能源消耗的同时提高运行工作效率[2]。

变频器应用于电机可整体提高锅炉运转的效率，原因在于：在频率变化后，电动机基本保持额定转差率同步运行的状态，在变频器作用时，变频装置只产生变流的损失，锅炉整体运行的效率下降。

变频器应用于电机可整体提高锅炉运转的范围，并在锅炉运转的范围内具有较高的调速效率，可达到10∶1 甚至20∶1。所以变频技术适用于常处于低运转速率转台下的负载宽范围。

变频技术简化了燃气锅炉的运行过程，如未应用前，燃气锅炉的启动时间为10 分钟，在应用变频技术后，仅需要1 分钟就可达到风机与随风机一同开启的效果。

概括来说，变频技术基本可以保持锅炉运作时的额定转差率，是一种高效调速方法。

2 变频技术在燃气锅炉中的燃烧控制

燃气锅炉应用变频器的根本原因在于可以保证锅炉燃烧热量适应整体系统运转负荷的需要，符合燃气锅炉对安全性的需求。变频器对燃气锅炉的燃烧控制方式如下所示。

（1）可通过变频器对燃气量进行控制信号的传递，通过调节燃气量的使用比例，再结合鼓风量的大小，使燃气锅炉的燃烧状态达到最佳。

（2）提高烟气含氧量的参数，保证锅炉的经济燃烧，提高燃气锅炉的热效率。

（3）变频器对燃气锅炉内传感器的数值进行采集，利用自身的调节功能对锅炉引风机进行控制，以保证锅炉堂内的气压值稳定。

在传统人工调节系统时，燃气锅炉内堂的气压值不稳定，导致工作人员难以对数值进行精确掌握。当压力值过大时，则会导致燃气锅炉的漏风损失和排烟热损失；当压力值过小时，会导致燃气锅炉内正膛向外部喷火，以至于对环境造成破坏以及污染。在应用变频器后，闭环控制整个燃气锅炉的工作方式，促使引风机能够自动根据膛内的压值进行精准调控。

3 变频调速器的节能控制

根据流体力学可知，风机的交流电动机功率与转速的三次方成正比。所以，当风机转速低时，燃气锅炉内的电动机功率成立方比下降，节能效果明显提升。在本系统中变频器通过调节转速对燃气量、给水量、鼓风量进行整体调节，节能原理详情如图1 所示。

图1 变频器控制的风压与风量曲线图

如图1 所示，曲线A 为风机在转速保持不变的情况下的风压；曲线B 为燃气锅炉风门全开的风阻特性。假设锅炉风机工作在HC点的工作效率最高，此时风量为QC，轴功率为NC，成正比关系。在顺应生产工艺需求时，风量由HC降至HB，官网组力特性变为曲线B，在图1 中可明显看出风压QB反而增加，说明轴功率下降幅度不大。如采用变频器的方式，风机数由C 降至B，则转数风量（Q-H）特性如曲线n 所示，功率随着风压的降低也随之降低，实现了燃气锅炉绿色减排的功效[3]。

4 结语

综上所述，变频技术在锅炉节能系统中的应用改造，可以将燃气锅炉运行时的各个元器件的运行参数进行快速计算和启停。同时可延长电机以及其他设备的寿命，节约机器的使用成本，避免大功率元器件在运行时对燃气锅炉的损坏。