锅炉鼓引风机节能降耗改造

洛阳白马集团有限公司现有燃煤锅炉6台，其中20吨炉鼓引风机均为较大功率电机，鼓风为55kw，引风为110kw。过去采用星三角启动降压时，经常发生接触器、时间继电器及热继电器等电器元件的故障，影响全厂正常生产。另外，锅炉并不是总在满负荷状态下工作，随着用气量的变化，锅炉负荷也要变化，燃煤也随着变化。同时，鼓风引风需要改变风量，锅炉所需运行风量是由司炉工控制调节旋钮，由电动执行器调节风门，而风门开度的大小是由操作人员根据仪表盘上的温度、压力等参数所定的。这就带来了两个问题：

（1） 当鼓引风量需求减小时，风门关小，阻力却增加了，风机的功率基本不变，电机的耗能量没有节省；

（2） 风门的流通面积减小后，风速增加，风门两侧压力增大，从而引起风机和风门的振动、噪声，磨损增加。

下面就具体工作作一总结。

一、改造前锅炉运行情况

6台锅炉担负全厂生产、生活用汽，在冬季全部运行，采暖期过后则根据生产、生活需要，基本上是单台运行，用汽量基本为11吨/小时左右。10吨炉由于使用年限长，热效率有所下降，单台运行无法满足生产、生活需求。为保证生产、生活用汽，基本上是开20吨炉，鼓风机（55kw）的风门开度一般是50％以下，引风机(110kw)的风门开度一般是25%左右，存在“大马拉小车”现象，浪费大量电能。

二、状况分析

鼓引风机原有控制方式是星三角降压启动，需要用交流接触器、时间继电器及热继电器等多种电气元件组合，风量是通过执行器调节风门来控制的，而这些控制元件都有各自的机械和电气寿命，只要有一个环节出问题，都会影响锅炉的正常运转，如要简化这些控制环节，改变原有控制方式，采用变频调速控制，则可完全消除这些易出问题的故障隐患，而且通过变频器降低电机运转频率，电机转速和电流均可大幅度降低，“大马拉小车”的矛盾可以解决，风量也得到控制，节能效果显著。

这是因为转速同频率成一次方正比，风纪风量同转速成一次方正比，而风压同转速成二次方正比，电机轴功率同转速成三次方正比，若频率下降20％(即40Hz)，则转速下降20％，风压下降32％，功率下降48.8％，电机电流下降48.8％。

三、改造措施

3.1）我们通过对市场上不同品牌变频器的性能、控制方式、价格、质量和服务进行了多方面的比较，最终选用了日本明电舍VT230-110H（引风机）和VT230-055H（鼓风机）的原装变频，它具有能在不更换原有老电机的条件下进行调速改造，电动机启动电流小，系统电气及机械冲击小，能显著延长电机寿命，低速时转矩大，确保低速恒转矩的输出，大幅度节能等功能和特点。

3.2）操作方式由原来的司炉工通过调节旋钮控制电动机执行器调节风门开度，改变频调速后，这种操作方式不变，只是将风门开度变成调电机速度，不需要培训，司炉工会很快掌握调节方法。在控制系统中设计了强电联锁电路（系统只能先启动引风机再启动鼓风机；当引风机失电后鼓风机立即失电）、弱电联锁电路(当引风机变频器频率降为0HZ时，鼓风机变频器频率立即为0HZ;当引风机变频器跳保护或出现报警后鼓风机立即停机)和引风机变频故障停机联锁功能等。为了操作方便，从后台变频器上引出开、停机、调速控制线到锅炉操作室操作台上，用电位器自由控制风机转速，达到调节风量的目的，并显示风机转速。

3.3）为防万一，原风机星一三角控制电路不拆除，风门开到最大，留做备用，另选取一个倒闸操作柜，即变频器连锁控制系统与原启动系统并联安装，实现两柜手动切换功能，以便在变频系统有故障时可及时切换于原启动柜工作。其原理如图所示。

四、改造效果

4.1）采用变频调速控制鼓引风机后，从未出现过故障，电机运转良好，性能稳定，且大幅度节省了电能，在锅炉产汽量不变的情况下，我们对改造前后的电量做了对比，改造前15天的每天平均用电量为3067kwh，改造后15天平均用电量为1629kwh，节电率平均为46％，启动时不会再冲击电网，电机由工频状态转为低频运转，改善了工况，减少了电机本身的故障率。

4.2）节能效果特别显著，节电率平均达到46％。

4.3）改造后鼓引风机运行状态良好，自由控制风量、风速，改造后鼓引风机故障为零。

五、经济效益分析

根据公司计量处提供的节电量，改造后平均每天节约1438kwh，一个月节电量约43140kwh，全年节约电量为517680kwh，年节约电费258840元（以工业电价0.5元/kwh计），购买变频器及开关，转速表等全部费用为15.2万元，经核算8个月收回全部投资，而我们同变频器供应商签有协议，变频器运行半年后无质量问题给予付款，几乎是不花钱完成了改造。以后每年给公司带来超过20万元的节能效益，投运至今，故障为零，极大的方便了操作工的生产，且锅炉连续安全运行，保证了生产的连续性，带来的间接效益无法估算。

鼓引风机变频调速控制风机风量，具有节能，控制灵活，性能可靠，运行平稳的特点，而且低噪声、低震动，是代替传统电机起动控制的先进方式，是今后我公司在可调速运转的风机类、泵类等机电控制中节能降耗的发展方向。