鍋爐控制系統中變頻調速技術的應用分析

　　工業控制理論的不斷創新和科學技術的日新月異，無疑為鍋爐控制系統的快速發展注入了新鮮血液，但因傳統控制模式下的鍋爐運行存在控制精度低、耗電高、污染嚴重等缺陷，為變頻調速技術的應用創造了機會，從而改善了鍋爐燃燒效率和質量。本文首先介紹了變頻調速技術的基本內涵，然后具體探討了變頻調速技術在鍋爐控制系統中的應用，以期為相關技術與設計人員提供參考。

　　隨著節能減排呼聲的日益高漲，優化鍋爐控制系統，提高鍋爐運行效益逐漸被提上議程，畢竟鍋爐是發電、供熱、機械制造、化纖生產等諸多行業領域的主要動力來源，因此將調速效率高、精度高、范圍廣、平滑性好且性能穩定、安裝便捷的變頻調速技術應用其中十分必要。

　　一、變頻調速技術的基本內涵

　　對于交流調速技術而言，變頻調速可謂有著絕對優勢，而這在很大程度上取決于其良好的調速性能。

　　而之所以強調其在鍋爐控制系統中的應用，是因為滑差電機調速等傳統的鍋爐控制方式雖然在一定程度上提高了煤炭燃燒效率，但也存在諸多弊端，如控制精度不高、環境污染相對嚴重、耗電量較大等，這顯然與節能環保的科學理念不符。但若將變頻調速技術及其產品引入其中，用于取代擋板、風門、液偶等傳統的控制方式，不僅可以顯著提高燃燒效率，節省20%以上的電量和10%左右的煤，還有助于控制效率和精度的改善，以及排煙濃度的降低，故在鍋爐控制系統中應用變頻調速技術不僅必要，而且迫切。

　　二、鍋爐控制系統中變頻調速技術的應用分析

　　由上可知，變頻調速技術可為鍋爐控制水平和效益的提升提供有力的技術支持，故為進一步了解其應用原理和應用效果，在此作了重點分析，以供同行參考。

　　1.變頻調速技術在鍋爐風機控制中的應用

　　由于鍋爐中的鼓風機風量多為額定流量，且通常高于風量實際需求，所以需要在運行期間予以適當的調節和變更，但當下普遍采用的閥門調節或擋板調節這雖然操作簡單，但容易因風量偏大或偏小造成空氣含氧較高和熱能浪費或者碳粉殘留超標和煤質浪費，故不足可取。

　　而若采用變頻調速技術，即以汽量變化為重要依據，結合使用閉環控制，可實現對風機轉速的隨時、平滑和高效調節，一來可提升調速精度，避免出現過大或過小的風量調節偏差，從而確保合適的空氣含氧量和達標的殘留碳粉，二來利于噪音的降低和電能、煤炭等資源能源的有效節約；與此同時，風機轉速因長期低于額定轉速，還利于延緩風機和電機軸承的損壞，進而降低發熱量和維修量以及停機時間，彰顯節約維修費用的效用。

　　2.變頻調速技術在鍋爐供水控制中的應用

　　變頻調速技術在鍋爐供水控制中也有所應用，因為鍋爐系統中的水泵一般處于恒速連續運行狀態，而且是通過調節閥或者回流支路的改變完成流量控制的，但無論選擇上述何種形式，均有一定的缺陷，如其中的調節閥控制方式，水泵出口位置的壓力會因減小的閥門開度而出現上升，導致閥門兩側壓差增大，從而為其使用壽命構成威脅；而基于回流支路的控制方式，則會造成一定的能量消耗等。

　　故針對由一個變頻器和單片機構成的供水控制系統，可將汽包水位視為被控變量，將蒸發量與給水量視為輔助沖量，然后在電動差壓變送器的檢測作用和單片機計算作用下，輸出處于4-20mA之間的電流信號，以此經控制變頻器按需調節水泵轉速。但值得注意的是，必須綜合考慮水泵揚程、流量以及用水量的最小值和最大值確保變頻器有著最佳輸出頻率，以便增強控制效果。通常變頻器利用同外部電路連接的輸入輸出端子進行設置，一般分為自動與手動兩種工作狀態：自動工作狀態通過單片機的輸出信號完成調控過程；手動工作狀態則利用電位器的調整來給定變頻器的輸出效率，其主要在單機出現某些故障而發生中斷時才能實施操作。

　　變頻調速技術在鍋爐燃燒控制系統中的應用

　　在鍋爐燃燒系統中通常采用含有比例積分功用的多通道輸入調節器進行變頻控制。比例積分功用是指在系統負荷為非動態工作環境時，能夠保證送風與燃料調節器的輸入為零且爐膛與蒸汽的負壓值與主調節器的設定值保持一致，由此送風調節器便能完全控制空氣在鍋爐中的占空比。若系統負荷轉變為動態工作環境是，主調節器的設定值與蒸汽的負壓力之間會形成一定的偏差，而蒸汽壓力狀況主要由主調節器進行判斷采集，因此采用主調節器將信號發送至燃料調節器和送風調節器中對送風量和燃料量進行協同調節，便能使給定值與當前的負荷狀態進行重新匹配，繼而讓系統恢復到靜態平衡過程。鍋爐變頻燃燒控制系統通常由引風調節器、送風調節器和燃料調節器三部分組成，其控制方案一般選用閉環控制方式。

　　4、變頻調速技術的節能狀況分析

　　為進一步分析變頻調速技術的應用到底能為鍋爐控制系統帶來何種效益，可根據（其中Q、H、P和n分別代表風量、風壓、軸功率和轉速）等流體力學定律得出，電動機的實際輸出功率會隨著風機轉速的減小而降低，即使將效率下降以及其他控制裝置效率考慮在內，依然有著明顯的節電效果；同理采用調速控制技術替代水泵和風機的閥門和風門調節，也可起到良好的節能效果。

　　結束語：

　　總之，在能源緊缺的嚴峻形勢下，將變頻調速技術合理應用于鍋爐控制系統中有著重要的現實意義，畢竟鍋爐系統是當下生產生活不可或缺的關鍵設備，且屬于能耗大戶。這就要求我們加強變頻調速技術及其產品研究，然后將其應用于鍋爐控制系統中，并總結系統應用中存在的問題及技術處理措施，以此提高鍋爐控制精度和運行水平，并降低鍋爐能源消耗和環境污染。