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工業(yè)控制理論的不斷創(chuàng)新和科學(xué)技術(shù)的日新月異，無(wú)疑為鍋爐控制系統(tǒng)的快速發(fā)展注入了新鮮血液，但因傳統(tǒng)控制模式下的鍋爐運(yùn)行存在控制精度低、耗電高、污染嚴(yán)重等缺陷，為變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)造了機(jī)會(huì)，從而改善了鍋爐燃燒效率和質(zhì)量。本文首先介紹了變頻調(diào)速技術(shù)的基本內(nèi)涵，然后具體探討了變頻調(diào)速技術(shù)在鍋爐控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，以期為相關(guān)技術(shù)與設(shè)計(jì)人員提供參考。
隨著節(jié)能減排呼聲的日益高漲，優(yōu)化鍋爐控制系統(tǒng)，提高鍋爐運(yùn)行效益逐漸被提上議程，畢竟鍋爐是發(fā)電、供熱、機(jī)械制造、化纖生產(chǎn)等諸多行業(yè)領(lǐng)域的主要?jiǎng)恿?lái)源，因此將調(diào)速效率高、精度高、范圍廣、平滑性好且性能穩(wěn)定、安裝便捷的變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用其中十分必要。
一、變頻調(diào)速技術(shù)的基本內(nèi)涵
對(duì)于交流調(diào)速技術(shù)而言，變頻調(diào)速可謂有著絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，而這在很大程度上取決于其良好的調(diào)速性能。
而之所以強(qiáng)調(diào)其在鍋爐控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，是因?yàn)榛铍姍C(jī)調(diào)速等傳統(tǒng)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(huán)境污染相對(duì)嚴(yán)重、耗電量較大等，這顯然與節(jié)能環(huán)保的科學(xué)理念不符。但若將變頻調(diào)速技術(shù)及其產(chǎn)品引入其中，用于取代擋板、風(fēng)門(mén)、液偶等傳統(tǒng)的控制方式，不僅可以顯著提高燃燒效率，節(jié)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(tǒng)中應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)不僅必要，而且迫切。
二、鍋爐控制系統(tǒng)中變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用分析
由上可知，變頻調(diào)速技術(shù)可為鍋爐控制水平和效益的提升提供有力的技術(shù)支持，故為進(jìn)一步了解其應(yīng)用原理和應(yīng)用效果，在此作了重點(diǎn)分析，以供同行參考。
1.變頻調(diào)速技術(shù)在鍋爐風(fēng)機(jī)控制中的應(yīng)用
由于鍋爐中的鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量多為額定流量，且通常高于風(fēng)量實(shí)際需求，所以需要在運(yùn)行期間予以適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)和變更，但當(dāng)下普遍采用的閥門(mén)調(diào)節(jié)或擋板調(diào)節(jié)這雖然操作簡(jiǎn)單，但容易因風(fēng)量偏大或偏小造成空氣含氧較高和熱能浪費(fèi)或者碳粉殘留超標(biāo)和煤質(zhì)浪費(fèi)，故不足可取。
而若采用變頻調(diào)速技術(shù)，即以汽量變化為重要依據(jù)，結(jié)合使用閉環(huán)控制，可實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的隨時(shí)、平滑和高效調(diào)節(jié)，一來(lái)可提升調(diào)速精度，避免出現(xiàn)過(guò)大或過(guò)小的風(fēng)量調(diào)節(jié)偏差，從而確保合適的空氣含氧量和達(dá)標(biāo)的殘留碳粉，二來(lái)利于噪音的降低和電能、煤炭等資源能源的有效節(jié)約;與此同時(shí)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速因長(zhǎng)期低于額定轉(zhuǎn)速，還利于延緩風(fēng)機(jī)和電機(jī)軸承的損壞，進(jìn)而降低發(fā)熱量和維修量以及停機(jī)時(shí)間，彰顯節(jié)約維修費(fèi)用的效用。
2.變頻調(diào)速技術(shù)在鍋爐供水控制中的應(yīng)用
變頻調(diào)速技術(shù)在鍋爐供水控制中也有所應(yīng)用，因?yàn)殄仩t系統(tǒng)中的水泵一般處于恒速連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)，而且是通過(guò)調(diào)節(jié)閥或者回流支路的改變完成流量控制的，但無(wú)論選擇上述何種形式，均有一定的缺陷，如其中的調(diào)節(jié)閥控制方式，水泵出口位置的壓力會(huì)因減小的閥門(mén)開(kāi)度而出現(xiàn)上升，導(dǎo)致閥門(mén)兩側(cè)壓差增大，從而為其使用壽命構(gòu)成威脅;而基于回流支路的控制方式，則會(huì)造成一定的能量消耗等。
故針對(duì)由一個(gè)變頻器和單片機(jī)構(gòu)成的供水控制系統(tǒng)，可將汽包水位視為被控變量，將蒸發(fā)量與給水量視為輔助沖量，然后在電動(dòng)差壓變送器的檢測(cè)作用和單片機(jī)計(jì)算作用下，輸出處于4-20mA之間的電流信號(hào)，以此經(jīng)控制變頻器按需調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速。但值得注意的是，必須綜合考慮水泵揚(yáng)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(qiáng)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(jìn)行設(shè)置，一般分為自動(dòng)與手動(dòng)兩種工作狀態(tài)：自動(dòng)工作狀態(tài)通過(guò)單片機(jī)的輸出信號(hào)完成調(diào)控過(guò)程;手動(dòng)工作狀態(tài)則利用電位器的調(diào)整來(lái)給定變頻器的輸出效率，其主要在單機(jī)出現(xiàn)某些故障而發(fā)生中斷時(shí)才能實(shí)施操作。
變頻調(diào)速技術(shù)在鍋爐燃燒控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
在鍋爐燃燒系統(tǒng)中通常采用含有比例積分功用的多通道輸入調(diào)節(jié)器進(jìn)行變頻控制。比例積分功用是指在系統(tǒng)負(fù)荷為非動(dòng)態(tài)工作環(huán)境時(shí)，能夠保證送風(fēng)與燃料調(diào)節(jié)器的輸入為零且爐膛與蒸汽的負(fù)壓值與主調(diào)節(jié)器的設(shè)定值保持一致，由此送風(fēng)調(diào)節(jié)器便能完全控制空氣在鍋爐中的占空比。若系統(tǒng)負(fù)荷轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)工作環(huán)境是，主調(diào)節(jié)器的設(shè)定值與蒸汽的負(fù)壓力之間會(huì)形成一定的偏差，而蒸汽壓力狀況主要由主調(diào)節(jié)器進(jìn)行判斷采集，因此采用主調(diào)節(jié)器將信號(hào)發(fā)送至燃料調(diào)節(jié)器和送風(fēng)調(diào)節(jié)器中對(duì)送風(fēng)量和燃料量進(jìn)行協(xié)同調(diào)節(jié)，便能使給定值與當(dāng)前的負(fù)荷狀態(tài)進(jìn)行重新匹配，繼而讓系統(tǒng)恢復(fù)到靜態(tài)平衡過(guò)程。鍋爐變頻燃燒控制系統(tǒng)通常由引風(fēng)調(diào)節(jié)器、送風(fēng)調(diào)節(jié)器和燃料調(diào)節(jié)器三部分組成，其控制方案一般選用閉環(huán)控制方式。
4、變頻調(diào)速技術(shù)的節(jié)能狀況分析
為進(jìn)一步分析變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用到底能為鍋爐控制系統(tǒng)帶來(lái)何種效益，可根據(jù)(其中Q、H、P和n分別代表風(fēng)量、風(fēng)壓、軸功率和轉(zhuǎn)速)等流體力學(xué)定律得出，電動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出功率會(huì)隨著風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)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(nèi)，依然有著明顯的節(jié)電效果;同理采用調(diào)速控制技術(shù)替代水泵和風(fēng)機(jī)的閥門(mén)和風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)，也可起到良好的節(jié)能效果。
結(jié)束語(yǔ)：
總之，在能源緊缺的嚴(yán)峻形勢(shì)下，將變頻調(diào)速技術(shù)合理應(yīng)用于鍋爐控制系統(tǒng)中有著重要的現(xiàn)實(shí)意義，畢竟鍋爐系統(tǒng)是當(dāng)下生產(chǎn)生活不可或缺的關(guān)鍵設(shè)備，且屬于能耗大戶。這就要求我們加強(qiáng)變頻調(diào)速技術(shù)及其產(chǎn)品研究，然后將其應(yīng)用于鍋爐控制系統(tǒng)中，并總結(jié)系統(tǒng)應(yīng)用中存在的問(wèn)題及技術(shù)處理措施，以此提高鍋爐控制精度和運(yùn)行水平，并降低鍋爐能源消耗和環(huán)境污染。
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