西門子變頻器在鍋爐鼓/引風燃燒系統(tǒng)中的應用

摘要：本文簡要描述瑞千源自動化公司在對某科技園區(qū)的鍋爐進行變頻改造采用的方案。采用西門子MM4系列變頻器，控制鍋爐鼓風與引風，實現(xiàn)手動開環(huán)/自動閉環(huán)運行。

控制對象: 包括6噸蒸汽鍋爐， 鼓風電機和 引風電機等。

設備參數(shù): 客戶現(xiàn)場的電機參數(shù): 鼓風電機功率:5.5 KW 引風電機功率18.5KW

控制目的: 改造并組成良好的燃燒工況，提高鍋爐燃燒效率，降低能耗減少排污。

變頻控制系統(tǒng)設計工作原理：

　　本系統(tǒng)可實現(xiàn)開/閉環(huán)運行：

　　1.引風控制：

　　通過爐膛上的負壓變送器將爐膛壓力標準電信號送入引風變頻器PID 控制器的反饋通道, 經(jīng)處理后與設定爐膛負壓力比較, 經(jīng)過PID 控制器產(chǎn)生運算信號, 此信號控制引風變頻器調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速, 使爐內(nèi)負壓穩(wěn)定在設定值, 從而達到自動跟蹤鼓風保持爐膛負壓恒定目的。引風電機速度隨著爐膛負壓值的變化而變化。即保證鍋爐燃燒部分的自動運行。

　　2.鼓風控制：

　　通過蒸汽管道上的壓力變送器將所需蒸汽壓力標準電信號送入鼓風變頻器PID 控制器的反饋通道, 經(jīng)處理后與設定蒸汽壓力值比較, 經(jīng)過PID 控制器產(chǎn)生運算信號, 此信號控制鼓風變頻器調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速, 使蒸汽管道上壓力基本穩(wěn)定在設定值, 從而達到自動跟蹤蒸汽管道上壓力。

　　3.由于原鍋爐為非節(jié)能型燃燒方式，控制風量靠人工操作風道擋板，蒸汽壓力單靠人工控制燃燒不好。因此電機全速運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的風量不能全部使用，采用擋板截流造成約30%的電能損耗。使用變頻器可根據(jù)生產(chǎn)需求任意調(diào)整電機速度，使輸出風量可以調(diào)節(jié)，提高生產(chǎn)工效并且節(jié)能降耗。

　　變頻器采用西門子MM430系列。控制系統(tǒng)的起動方式為外部遠程人工控制。

調(diào)速方式：

　　1: 為操作工人根據(jù)生產(chǎn)情況由外部遠程升速/降速按鈕實現(xiàn)對電機的速度控制。

　　2：變頻器通過端子BICO連接切換為自動PID運行方式。

　　3：系統(tǒng)還可實現(xiàn)全開環(huán)運行，通過控制柜或現(xiàn)場操作箱上的啟停按鈕和電位器實現(xiàn)人工控制和調(diào)速。

系統(tǒng)的主要連鎖：

　　1.鼓風機運行條件：只有當引風機投入運行后，鼓風機才允許啟動運行。

　　2.變頻和工頻連鎖。變頻運行與原舊工頻運行，連鎖控制系統(tǒng)。

　　3.當變頻系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)故障時,發(fā)出聲、光報警信號,提醒值班人員適時處理。

系統(tǒng)構(gòu)成：

　　1、 鍋爐變頻改造控制系統(tǒng)原理

　　配置：GGD控制柜體2200×1000×600 一臺

　　鼓風變頻功率: MM430-7.5 KW　引風變頻功率MM430-22KW

　　見下圖:

變頻控制柜技術參數(shù)及性能特點：

　　1.主要技術參數(shù)：

　　（1）主回路電源：三相五線制。380V+10%。

　　（2）控制回路電壓：220V

　　（3）負壓壓力傳感器調(diào)節(jié)范圍：以保證建立充分燃燒系統(tǒng)為準。

　　（4）蒸汽壓力傳感器調(diào)節(jié)范圍：以生產(chǎn)所需實際為準。

　　2.系統(tǒng)性能特點：

　　（1）具備運行方式選擇開關：實現(xiàn)變頻和工頻互鎖，工頻運行為原控制系統(tǒng)，變頻與工頻由轉(zhuǎn)換開關轉(zhuǎn)換，并具有互鎖保護功能。

　　（2）具備變頻方式下的——本地/遠程——選擇開關：實現(xiàn)本地電位器人工調(diào)速。變頻器PID閉環(huán)調(diào)速方式。

　　（3）變頻軟啟動：電機通過變頻器啟動，電機電壓采用數(shù)字自動斜坡補償技術， 電 機緩步升速時系統(tǒng)機械沖擊小，能顯著延長電控元件及風機機械的壽命。

　　（4）具有完善的電機，及變頻器自身保護功能：電機欠電壓、再生過壓、過流、過載、短路、過熱保護等。

　　（5）具有電源電壓、電機電流等柜體儀表顯示功能。變頻器運行工作狀態(tài)指示燈顯示功能。并能將變頻器速度和電機運行電流以0—20mA標準模擬量形式傳輸給DCS監(jiān)控系統(tǒng)。

　　（6）變頻器故障報警指示及開關量傳輸、遠程復位功能。

變頻器的主要調(diào)試參數(shù)：