引言

       在北方，鍋爐供暖關系到千家萬戶的日常工作和生活，尤其大片集中供熱系統(tǒng)中，對恒壓恒溫控制及可靠性要求較高。傳統(tǒng)的鍋爐水位控制系統(tǒng)中，給水泵是連續(xù)恒速運行的，并且流量的控制是通過調節(jié)水管道中調節(jié)閥和回流支路實現(xiàn)的，這兩種方法都存在明顯的缺陷。采用調節(jié)閥調節(jié)時由于閥門的開度的減小，水泵出口的壓力會上升，閥門兩邊的壓差會增大，當增大到很大時不但會造成能量的浪費，而且使該水泵的振動和磨損加大，進而壽命縮短。采用回流支路調整時，大量的水回流也會造成能量的浪費。

系統(tǒng)要求

◆ 有三臺鍋爐控制及循環(huán)、補水系統(tǒng)

◆ 每臺鍋爐有鼓風，引風系統(tǒng)，基本要求為恒壓控制，部分要求為恒壓、恒溫控制

◆ 要求全自動及部分單臺控制

◆ 要求能部分檢修及部分系統(tǒng)不間斷工作

◆ 有調度室集中監(jiān)控系統(tǒng)

系統(tǒng)方案

l 系統(tǒng)圖如下

◆ 變頻器：BD330系列變頻器8臺，功率從22kW到200kW

◆ PLC：選用SPB30點PLC，由于西門子人機界面有強大處理功能，大部分功能可通過觸摸屏來實現(xiàn)

◆ 人機界面：西門子人機界面，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理運算，相關數(shù)學模型建立在人機界面內部的豐富處理指令

◆ 低壓電器主要用于保護和切換，由手動和PLC控制執(zhí)行，空氣開關選用EA系列，接觸器選用SC-E系列

◆ 溫控器選用富士PXR4TE系列，帶Modbus通訊

l 變頻器的工作狀態(tài)

       變頻器通過與外部電路相連的輸入輸出端子設置，有手動和自動兩種狀態(tài)，手動工作狀態(tài)由電位器調節(jié)來給定頻率，自動工作狀態(tài)由PLC的輸出信號進行控制。

       在實際應用中，該系統(tǒng)自動化程度高，顯示直觀，節(jié)電效果明顯，延長設備壽命。

l 結論

       本系統(tǒng)充分利用西門子人機界面的強大集成功能，將PLC、變頻器、溫控器上位機有機聯(lián)合在一齊，做到數(shù)據(jù)共享，控制一體化。

鍋爐變頻調速的鼓引風控制系統(tǒng)

l 引言

       在整套供暖系統(tǒng)中，鍋爐的鼓引風機的風量也是經常變動的，由于氣量變化是經常的，所以風量就需要經常調節(jié)，在老系統(tǒng)中是通過調節(jié)閥門來改變風量，鍋爐離閥門較遠，調節(jié)起來很不方便，也調節(jié)的不得當。風量調節(jié)過大，空氣含氧量超標，浪費熱能，風量調節(jié)過小煤渣殘留碳粉超標又浪費煤，因此提高控制水平，保證空氣含氧量和煤殘留的碳粉達標，必須對風量進行有效的調節(jié)，調節(jié)方式必須方便，靈敏、可靠。

       為了提高鍋爐風量的控制水平，又能達到節(jié)能的效果，采用變頻調速控制方式對風量進行調節(jié)是首選方案。應用變頻調速技術，可根據(jù)用氣量的變化隨時調整鼓引風機的轉速，減少噪音對環(huán)境的污染、減少能源的浪費、延長設備的壽命、節(jié)約維修費用。

l 風機調速原理

◆ 風機是一種平方轉矩負載，其基本參數(shù)有：

      ① 風量Q：單位時間內流過風機的空氣量

      ② 風壓H：當空氣流過風機時，風機給予每立方米空氣的總能量稱為風機的全壓Ht(Pa)，其由靜壓Hd和動壓Hg組成，即Ht=Hd+Hg

      ③ 功率P：風機工作有效的總功率，Pt=QHt

      ④ 效率η：風機空氣功率除以風機軸功率

◆ 風機特性曲線

      H-Q曲線：當轉速恒定時，風壓與風量間的關系特性

      P-Q曲線：當轉速恒定時，功率與風量間的關系特性

      η-Q曲線：當轉速恒定時，風機的效率特性

      由流體力學可知：P（功率）=Q（流量）×H（壓力）

      而 Q/Qe=n/ne

      H/He= (n/ne)²

      P/Pe=(n/ne)³

      Qe: 風機的額定流量

      He: 風機的額定壓力

      Pe：風機的額定功率

      ne：風機的額定轉速

       由上述公式可知：如果風機的效率一定，當要求調節(jié)流量Q下降時，轉速n可成比例下降，此時風機的軸輸出功率P是成立方關系下降。即風機電機的耗電功率P與其轉速n近似成立方關系。

◆ 管網的風阻特性

      當管網的風阻特性保持不變時，風量與通風阻力之間的關系為：K=R*Q2

      K：通風阻力，單位（Pa）

      R：風阻，單位（kg/ m3）

      Q：風量，單位（m3/s）

      由風量與通風阻力之間的關系式可知：風阻特性曲線為拋物線。

◆ 風機的節(jié)能原理

      三相異步電機轉速與頻率的關系為：n=60f(1-s)/P

       當改變定子繞組的電源頻率時，就可以改變電機的轉速，即可調節(jié)風量的大小，因此調節(jié)電機轉速就可相應地調節(jié)輸入風機的功率，這樣就避免了風門調節(jié)風量時消耗在風門上的功率。

l 引風機變頻調速控制系統(tǒng)的設計

        在此鍋爐引風機變頻調速控制中，利用變頻器的段速功能根據(jù)鍋爐的不同工作狀態(tài)自動調節(jié)電機頻率，從而達到調節(jié)引風量的目的。

        此鍋爐為負壓燃燒的鍋爐，如爐膛壓力偏高，火焰就可能噴出，損壞設備或燒傷人員；而如果爐膛負壓過大，則會吸入過多的冷空氣，致使爐膛溫度降低，增加熱損失。

        鍋爐的啟動應緩慢進行，其啟動過程為：

        ① 水系統(tǒng)檢查

        ② 啟動引風機

        ③ 啟動鍋爐，此時鍋爐自控系統(tǒng)先啟動鼓風機對爐膛和風道進行吹掃

        ④ 點燃過程，電極產生高壓電火花，燃油助燃器開始點燃，燃燒器電磁閥開通，點小火，火焰監(jiān)測器開始工作，如燃燒正常，延遲一分鐘，啟動大火電磁閥點大火，經監(jiān)測大火正常后，轉為正常燃燒階段

        ⑤ 根據(jù)蒸氣用量情況鍋爐在大火、小火之間反復切換

        在鍋爐的運行過程中，鍋爐自控系統(tǒng)根據(jù)大、小火電動閥的不同工作情況自動調節(jié)鼓風機入口檔板的開度調節(jié)鼓風量大小，而引風機則是通過人工調節(jié)其風門的大小調節(jié)其引風量，考慮到鍋爐實際運行情況及投資成本，我們運用變頻器的段速功能對鍋爐引風機進行變頻調速改造。

l 主要參數(shù)設置

結束語

       工業(yè)鍋爐風機，采用變頻器調速實現(xiàn)風量控制，穩(wěn)定性和可靠性高，調節(jié)特性好。投入變頻器后風機風道擋板在全開位置，風機擋板壓流損失減少到近似于零。由于變頻器可非常平滑穩(wěn)定的調整風量，操作人員可靈活的調控燃燒，提高了鍋爐的效率。

BD330基本信息與介紹

產品概述

      BD330是公司在DZB300基礎上開發(fā)的新一代高性能開環(huán)矢量變頻器，性能優(yōu)越，功能豐富，外型美觀大方；散熱性能優(yōu)良，體積更小，結構設計更加合理；配置靈活多變，能滿足客戶的不同需求。

產品特征
◆ 兩種控制方式：無PG矢量控制（SVC）、V/F控制
◆ 多段V/F曲線設定功能
◆ 啟動轉矩：無PG矢量控制（SVC）0.5Hz可達150%

◆ 內置PID控制功能，可實現(xiàn)閉環(huán)恒溫、恒壓控制
◆ 支持多種頻率設定：數(shù)字設定、模擬量設定、PID設定、RS485通訊設定
◆ I/O端子可自由編程，根據(jù)用戶需要組合出多種工作模式
◆ 具備跳躍頻率控制功能，可有效抑制機械共振，使系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠
◆ 具備瞬時掉電保持功能，可避免因瞬時掉電而停機影響生產
◆ 過轉矩、欠轉矩檢出功能
◆ 主輔頻率切換功能、運行命令切換功能、就地/遠程切換功能
◆ 自動電壓調整功能，有效解決大功率電機低頻振蕩問題
◆ 提供多種故障保護功能：過流、過壓、欠壓、過熱、過載、缺相等全方位實時監(jiān)控保護，確保安全運行
◆ 0.75~22kW內置制動單元，只需加制動電阻就可實現(xiàn)快速停車
◆ 11kW以上內置轉速跟蹤功能，可實現(xiàn)對旋轉中的電機無沖擊平滑啟動
◆ 模塊化設計，可配置多種擴展卡
◆ 16段速，每段加減速時間可調

應用場合
◆ 金屬加工、數(shù)控機床、拉絲機等機械設備
◆ 鍋爐鼓風機、引風機、煤礦井下排風機
◆  市政工程、中央空調節(jié)能改造
◆  對旋風機、離心風機等
◆  循環(huán)水泵、補水泵、油田注水泵、輸油泵、音樂噴泉
◆  造紙設備、化工行業(yè)、制藥行業(yè)、紡織行業(yè)等

選型表

l AC220V系列額定參數(shù)：