序言

變頻調速在節能、調速精度、調速范圍等方面具有同其它調速裝置無法比擬的優越性，以及可以方便實現同自動化控制系統（如DCS系統等）的通訊，使其在各領域得到廣泛的應用。本文以我公司最近幾年應用變頻調速進行技術改造的幾個成功事例進行介紹和總結，由此說明變頻器裝置在各行業技術改造中的廣闊應用前景。

1鍋爐風機電機應用變頻器調速控制

1．1 鍋爐二次風機電機應用變頻器調速控制

我公司鍋爐為75（T/H）循環流化床鍋爐，每臺鍋爐配置引風機、一次風機（送風機）、二次風機各一臺，各電機主要技術參數如下：

在進行變頻器改造以前,各風機在正常情況下的運行數據，以2000年全年運行情況統計如下：

我們知道，由于鍋爐在正常運行中的燃料構成、熱負荷、電負荷以及季節等變化因數較大，因此，鍋爐燃燒所需要的空氣量在各個不同的情況下，也相應有較大的變化，然而，鍋爐配置的風機是按鍋爐最大出力情況下的所需最大風量來設計，并必須考慮鍋爐在事故情況下一定的風量裕度，所以，風機電機功率的配置一般都較大，從表中的統計數據可看出，鍋爐風機檔板的平均開度，在正常情況下引風機為48%左右，二次風機僅為45%左右。用檔板調節控制，大量電能浪費克服擋板的阻力上，造成廠用電率高，影響機組的經濟運行。

2000年底，我們首先選擇在1#爐的二次風機上進行改造嘗試，并考慮到二次風機電機功率設計時配置裕量較大，我們有意選擇132kW功率的變頻器來控制160kW功率的電機，變頻器的型號為三菱FR—F540L—132K，電壓等級為380V，變頻器于2001年元月安裝調試完畢并投入運行，通過一段時間的運行測試，二次風機工頻電流由原來的平均135（A）下降到現在的平均70—75（A），節能效果相當顯著，并且變頻器技術性能完全滿足鍋爐運行工藝的要求（主要是風壓、風量、加減風的速率等），根據電度表測定，節能效率在45%左右,基本上一年可以收回投資。并且電機在啟動、運行調節、控制操作等方面都得到極大的改善。由于效益顯著，在2001年2月，我公司又對2#、3#爐二次風機也進行了變頻器改造，運行至今情況良好。在對鍋爐二次風機電機旁路設計上，我們采用的是雙投閘刀，用手動切換方式，在實際使用中效果也很好，不僅投資節約，而且接線簡單、可靠，安裝也相當方便，二次風機變頻器接線如圖（1）。

圖1 —— 二次風機變頻器接線圖
2 鍋爐引風機電機應用變頻器調速控制

在鍋爐二次風機上變頻器調節裝置改造成功后，使我們看到變頻器技術改造的巨大節能潛能和良好的效益，2002年12月，我們在3#鍋爐引風機上進行高壓變頻器調速系統改造，經過多方面技術考察、比較，我們認為北京利德華福技術有限公司生產的HARSVERT-A06/050變頻器在性能價格比上有較好優勢，并且產品在國內市場應用也比較廣泛，售后服務全面周到， 圖2—引風機變頻器接線圖 HARSVERT-A06/050變頻調 速系統采用多級模塊串聯，交直交、高-高型電路，電源變換器采用30脈沖，二極管三相全橋，輸出采用IGBT 逆變橋串連型式，原電動機電源直接作為變頻器輸入電源，再通過變頻器輸出連接到電機，為充分保證系統的可靠性，變頻器同時加裝了工頻旁路裝置，變頻器異常時退出運行，電機可以直接手動切換到工頻運行下運行。旁路由3個高壓隔離開關QS1、QS2和QS3組成（見圖2，其中QF為原高壓開關柜內的斷路器）。在變頻運行時，QS1 和QS2閉合，QS3 斷開；工頻運行時，QS3閉合，QS1和QS2斷開。

變頻調速由安裝在鍋爐操作臺上的啟動、停機、轉速調整開關進行遠程控制，并可同DCS系統接口，通過DCS實現變頻器的調速控制，變頻調速裝置還提供報警指示、故障指示、待機狀態、運行狀態、旁路狀態、高壓合閘允許、高壓緊急分斷等保護信息以及轉速給定值和風機實際轉速值等必要指示，以便操作人員進行操作控制。

設備從2003年4月24日到貨至4月28日安裝調試結束，總共4天時間，還進行了一系列的動態試驗，如：變頻器50Hz滿載運行試驗、電機—風機系統臨界振動實驗、母線電壓波動試驗、變頻器與高壓開關的聯鎖試驗、連續快速增減負荷試驗等，一切正常后，再進行連續的72小時試運行，至5月1日投入正常工作運行，設備運行至今一切正常，沒有發生過任何異常情況。

在變頻器改造以前，根據統計情況，鍋爐引風機的運行工頻電流在25A左右，通過變頻器調節裝置改造后，目前在鍋爐相同運行情況下，鍋爐引風機在變頻后的電流為9—10A左右，平均降低電流達到15—16A。根據計算，平均節電128—136wh/h ，考慮裝置自耗電及將來空調用電16kwh/h，總體節電可達到112—120 kwh/h，節電率達到53%—56%，經濟效益相當顯著。因此，鍋爐引風機高壓變頻器節能技術改造項目是相當成功的，我公司將進一步計劃對其它鍋爐引風機也進行變頻器調節裝置改造，以取得更大經濟效益。

3 補水泵電機應用變頻器進行補水調節控制

我公司熱電廠日消耗水量約6000—7000噸，主要用于凈化水處理、工業用水和生活用水，泵房共有補水泵三臺，其電動機的技術參數分別為：

一方面，3#泵出力太小，不能滿足日耗水需要，而1#、2#泵的出力又太大，水泵不好控制和調節，使得電機啟停過于頻繁。另一方面，從凈水器的凈水效果來看，最理想的凈化方法應該是保持一定水量進行連續供水，這樣凈水效率高，效果也好。如果水泵經常啟動、停止，易造成斷水的嚴重后果。凈水器停運期間，凈水器內的塑料斜管暴露在陽光下的時間過長容易老化，影響塑料斜管的使用壽命，如果凈水器停運時間過長，再使用時則需要重新經過反洗，這樣對用水的浪費相當大，再者，補水泵房至凈水器大約有600米距離，并且管道敷設較淺，在冬季發生過管道破裂現象，以上這些都是由于停水時間過長，管道內的積水不流動，在低溫下造成結凍引起。為此，我們對1#、2#補水泵電機進行變頻器調節改造，以期達到控制水泵供水連續性的目的。變頻器選用三菱FR—F540L—37，電壓等級為380V。

補水泵改用變頻器調節補水，不僅僅在于考慮它對電機的節能效益，更重要的是從生產設備運行安全角度考慮，改造后的運行情況良好，提高了凈水器的凈水效果。并實現連續供水的目的，我們對補水泵變頻器控制的工藝要求，按照以下方案進行設計（接線如圖3）。