本文介紹了某電廠鍋爐給煤控制系統(tǒng)存在的問題、變頻調速原理以及應用這一技術在5號爐給煤調速改造中的實施效果。

1、概述

5#爐給煤機采用電磁調速電機進行調速，其原動機恒速運行，通過調節(jié)電磁離合器的電流大小來改變輸出轉速，其調速原理如圖一所示。對5#爐給煤機系統(tǒng)進行變頻改造，通過對變頻器的控制實現3臺給煤機的啟動、停止、加速、減速。另外，從節(jié)能角度講，提高能源利用率，實施節(jié)能技術改造也是是熱動力廠發(fā)展刻不容緩的緊要任務，由電磁調速改為變頻調速，節(jié)能效果比較明顯。

2、實際運行中，該調速系統(tǒng)存在以下問題

電磁調速系統(tǒng)效率低，能耗大，離合器中心軸承容易損壞，更換困難。一旦這種現象出現，那么調速控制器便無法發(fā)揮控制作用，電磁電磁轉差離合器就不被正?？刂?，這種迅猛的旋轉必然使得很多的煤粉進入到爐膛之中，這樣內部燃燒必然出現變化，汽包壓力隨之迅猛增加，必然對爐膛本身有安全危害及發(fā)供電系統(tǒng)安全運行。

3、變頻調速

現在比較常見的先進技術，就是經過對電機頻率的實時控制和調整對電機轉速實現比較合理的控制，這種技術被日益廣泛使用并且不斷得到完善。三相繞組接通三相電源產生的磁場在空間旋轉，稱為旋轉磁場，轉速的大小由電動機極數和電源頻率而定。轉子在磁場中相對定子有相對運動，切割磁楊，形成感應電動勢。轉子銅條是短路的，有感應電流產生。轉子銅條有電流，在磁場中受到力的作用。轉子就會旋轉起來。一：要有旋轉磁場，二：轉子轉動方向與旋轉磁場方向相同，三：轉子轉速必須小于同步轉速，否則導體不會切割磁場，無感應電流產生，無轉矩，電機就要停下來，停下后，速度減慢，由于有轉速差，轉子又開始轉動，所以只要旋轉磁場存在，轉子總是落后同步轉速在轉動。當下科學技術通過交流電直流電轉換技術，比較后通過直流逆變改變頻率，比較終改變電機的轉速，這樣可以使得精密度很高，安全。

4、給煤變頻調速控制方案

4.1基本思路 鑒于將來的燃燒系統(tǒng)可能要采用自動投放和實際需要控制操作，因此要對整個系統(tǒng)做全面的調整與型號的變更，，由于給煤機啟動電流大和負載為恒轉矩特性等因素，選用進口FUJIG9S系列變頻器，一般的公路就會遠遠超過電機的功率，接受標準4-20mA1DC信號，同操器還是要使用，這樣能夠對多臺機械進行控制，能夠用單一的操作系統(tǒng)實現對全部給煤機的控制，可以作為儲備的操作程序保留。指針形式的轉速表不再使用，操作器接收變頻器輸出轉速信息，更加準確且直觀。

4.2現場改造 在進行現場改造的過程中，要將原滑差離合器、測速電機進行拆除，電纜也要相應的變更為屏蔽電纜，避免信號受到干擾。對原三相電機不做改動，，重新設計加工電機支架、聯(lián)接對輪、密封環(huán)等，將電機輸出軸與減速箱連接起來，保證功率充分發(fā)揮。要有控制變頻器的專業(yè)的工具箱，這種工作箱要安放在通風環(huán)境就好的位置，同時這個位置必須相對清潔，還要在原來的配電控制箱附近，避免需要再多的動力電纜。接觸器常閉接點方式實現對變頻器的控制，無需再經由人工參與。對于轉速做了一定范圍內的限定區(qū)間，控制室和現場都能夠實現控制，聯(lián)鎖回路以及兩段供電母線跳閘自動切換的控制模式依然使用。在進行安裝的過程中，必須要保證對電機軸承進行充分的潤滑和密封，同時輸出軸和減速箱對輪中心必須要保證軸心在一條水平之上，不然，會造成電機運轉的不平穩(wěn)，對軸承本身也可能造成一定的損害，電機都會可能被燒毀。另外，控制信號電纜屏蔽層單點為了避免受到干擾，可以設置為單點接地。

5、改造效果

5.1機械部分改造方案

要保證能夠將現有的設備進行充分的使用，可以將現有的電動機改裝為變頻調速的傳動電機，一方面節(jié)約成本，同時也將原設備進行了充分的使用，實現了給煤機械系統(tǒng)的完整性。只要對原有電磁調速的離合器的部分原件處理和拆除，將主動和從動軸連接起來即可。

另外，電動機并不是專業(yè)的變頻電機，因此在運作進程中，會導致電動機本身溫度的上升。要確保其正常的順利的運轉，必須要對其的散熱進行有效的調整?？梢詫ζ渖热~進行控制，增加數量或者運轉速度，并裝置感應輔助裝置，也就是在電動機的任何頻率運行的時候，散熱風葉都能夠發(fā)揮散熱作用。

5.2電氣部分改造方案

（1）主回路方案 在選擇使用變頻器的時候，我們遵循一定的標準與原則，他的功率不能小于電機輸出的功率，同時充分考慮熱力廠的具體狀況，這些狀況涵蓋：生產過程中粉塵產生較大、腐蝕相對比較強、電機啟動停車頻繁等特點，同時對電機型號Y100L2-4，功率3.0KW和給煤機型號及給煤量的要求，決定選配EDS1000變頻器。變頻器與電動機構成一拖一的電路結構，其中一臺作為備用，斷路器QF1安裝在給煤機拖動系統(tǒng)主回路與電源之間，以確保設備檢修時的人身安全和強制斷電需要，QF2-QF5作為1#-4#變頻器過流保護用，以避免單臺設備故障造成故障范圍擴大。

（2）控制回路方案 變頻器控制回路按鈕SB2、SB4、SB6、SB8通過手動接通后，分別啟動KM1-KM4線圈，使KM1-KM4觸點閉合，并通過變頻器的FWD端子向變頻器發(fā)出啟動命令。SB1、SB3、SB5、SB7以常閉的形式串接于控制回路中，用來向變頻器發(fā)送停止命令。在變頻器VCI、+10V/+5V、GND端子上安裝電位器，運行人員通過電位器手動向變頻器發(fā)送增速、減速命令，實現變頻調速。

6、效益分析

6.1經濟效益 5#鍋爐3臺給煤機電動機的功率為7.5KW，每年運行時間按360天計算，變頻器節(jié)電效率按60%計算，每年可減少廠用電量11.664萬度，每度電按0.36元計算，每年可節(jié)約資金9.3312萬元。電磁調速電機平均每年報廢一臺，其價格約為2.5萬元。綜上，變頻改造后，每年可節(jié)約資金約約12萬元。

6.2無形效益

（1）為電氣設備變頻改造積累了實踐經驗。（2）提高了小組解決疑難問題的能力，增強了小組的凝聚力。

7、鞏固措施

（1）優(yōu)化操作，嚴格按照操作規(guī)程執(zhí)行，防止因操作不當造成鍋爐運行參數不合格。（2）崗位操作人員加強現場巡檢及運行分析。（3）加強設備定期檢查。

總之，通過對某電廠5號爐給煤機實施變頻調速的改造，在提高燃燒系統(tǒng)的可靠性，控制精度，節(jié)能等方面，均收到滿意的效果，投資見效快。通過在活動中的資料收集、整理、分析，提高了大家運用專業(yè)知識解決問題的能力，加強了成員的交流。解決了給煤機的超速問題，降低了生產成本，利于節(jié)能降耗。大大減少熱工人員的檢修維護工作量，保證設備的安全、可靠、經濟運行，也為今后應用計算機分散控制系統(tǒng)，燃燒自動的投入，奠定了必要的基礎。