变频器在工业锅炉风机上的应用

1　引言
　　某木材加工厂由于产品转向，但仍需使用原有的10t/h锅炉一台，由于用汽量减少形成大马拉小车，只能采取间歇供汽，至使锅炉风机启动、停止频繁，由于系当地小容量电网供电、启动时常跳闸。基于上述问题，厂方下决心在锅炉风机上使用变频器，但该厂地处边远地区，技术力量薄弱，管理也有待改进，为保证改造后的设备安全和稳定运行，在实施中，笔者采取了一些非常规做法，解决这一问题。现介绍如下。

2　方案
　　该厂锅炉仅有汽包水位自动调节系统、水位过低、汽压过高报警及联锁装置;鼓、引风机由人工遥控档板调节风量。因此本项目只在鼓、引风机上使用变频器，由人工控制变频器的输出频率，来改变风机转速以调节风量。
　　选用富士frn37p11s及frn75p11s变频器各一台，保留原有的鼓、引风机的常规启动电控柜，不进行工频、变频供电的自动切换，而采用最原始、最可靠的做法，即万一变频器出现故障时，由人工用刀开关进行电机动力线的切换工作。并充分利用变频器控制端子的功能，简化常规接线;尽量采用易于更换的电气零配件。

3　实施
　　鼓、引风机变频器供电，采取在主开关后加装交流接触器以保护变频器。鼓、引风机设置的电路是相同的，其电路元件型号、作用及工作原理是一样的，只是交流接触器容量不同。
　　现仅以引风机为例进行介绍:图１中km1为加装的交流接触器，并由变频器的总报警继电器的接点输出端子(30a．30b．30c)来控制，其常闭触点30c－30b串联在km1接触器控制回路中，变频器出故障跳闸时，30c－30b断开以切断变频器的主电源，防止故障扩大;同时，常开触点30c－30a闭合，通过报警电路进行声光报警，提醒司炉工注意。rst为变频器的报警复位输入，当变频器报警跳闸后，司炉工可按kf1按钮进行复位操作。由于引风机远离操作室，因此在风机旁边装有“风机检修开关”，并串入接触器km1控制回路中，检修引风机时把该开关板至检修档，等于断开该开关，使无法接通变频器的主电源，以保护检修人员的安全。并要求变频器跳闸后，仍应具备显示功能，便于观察分析故障原因，因此从接触器km1的主触点前接入控制电源，至变频器的ro、to端。
　　项目实施后仍要保持锅炉原有的电气联锁保护、工艺联锁保护功能。电气联锁保护要求锅炉启、停时，保证引风机先于鼓风机启动而晚于鼓风机停止，以防误操作使炉膛正压喷火，危及司炉工安全，及粉尘外喷影响环境;工艺联锁保护，要求在汽包水位或汽包压力超标时，自动停止鼓、引风机，迅速减弱燃烧，以确保锅炉的安全。鼓、引风机启动的相互联锁保护，是利用变频器控制端子的功能，即利用引风机变频器的频率值检测信号fdt来实现，即先合上开关sy启动引风，当引风机转速达到某一设定频率时，fdt信号起作用，使接在引风变频器y3端子的继电器ｋ吸合(参见图1)，用其常开触点ｋ-1来接通鼓风机正转信号fwd(参见图２);为避免炉膛正压喷火，可将鼓风加速时间设定得比引风加速时间长一些;停机时，断开引风机启动开关sy则km失压，其常开触点km-1复原，断开引风机正转信号(参见图１)，同时常闭触点km-２复原，将鼓风变频的bx与cm短接(图２)，输入自由旋转命令，鼓风变频输出为0hz，鼓风机很快停下，而引风机则按原设定的减速时间慢慢停下来。工艺参数超标时，与仪表相联的继电器(图１中的l或p)动作，在报警的同时，还使鼓、引风机停机，停机过程同上，不再赘述。

图１　引风变频器接线示意图

　　用电位器进行变频器的频率设定，存在滑动触点磨损后产生接触不良，使频率设定信号不稳定的问题;尤其在该工厂地处边远地区。购买和更换电位器都成一个问题。因此，我们利用变频器的输入控制端子功能来实现频率设定。仍以引风机为例:在引风变频器的x1和cm端接入控制按钮sk1，x2和cm端接入控制按钮sk2(参见图１)，利用按钮的通、断信号来增减设定频率，x1为增速命令up端，x2为减速命令down端。则在接通变频器的正转命令fwd后，当sk1闭合时，x1得到up信号，变频器的输出频率按加速时间增加，sk1断开时变频器的输出频率保持;当sk2闭合时，x2得到down信号，变频器的输出频率按减速时间减少，sk2断开时变频器的输出频率保持。鼓风机的增、减速按钮设置及电路元件型号、作用原理与引风机是一样的(参见图2)。

图2　鼓风变频器接线示意图

与变频器控制端子有关参数的设置如附表所示。

4　结束语
　　本项目实施后，基本做到了轻负荷均衡供汽，锅炉风机启动跳闸的现象已不存在，风机转速的下降机械磨损减小了;由于厂方原有的记录数据不完善，只进行了一个月的节电数据对比，但证明风机节电可达32%。厂方满意，认为变频改造这钱没白花。

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