锅炉给水泵的变频调速改造

1、锅炉给水泵的变频调速改造1现状系统是向锅炉不间断供水，保证锅炉正常运行的重要环节。我 厂现有锅炉5台，其中SHL35-16-P型2台，SHL20-13-P型1台， T-18A-13型2台，总蒸发量126吨/时。供给本厂及相邻各厂的生 产和生活用汽。实际运行中炉前蒸汽压力较低，夏季一般为0.4-0.6Mpa,冬季一般为0.5-0.7Mpa，蒸发量变化较大，夏季 20- 35T/H，冬季90-110T/H。与锅炉相配套的给水泵为 4GC-8X5型，共 6台，分为2组，每组3台，通过母管向各台锅炉供水。每台泵的 额定流量55M3/H扬程19M,驱动电动机功率55KW运行方式是夏 季开1-2台，冬季开

2、2-3台，其余备用。运行时，由于锅炉给水泵 的供水能力大于锅炉的蒸发量，尤其是当锅炉负载愈轻时，二者的 差值愈大，因此必须实行流量调节。传统的给水泵是连续恒速运行 的，流量调节通过调节阀和回流支路来实现（如图一）。2改造的可行性这两种方法都存在明显的缺陷：采用调节阀时，随着阀门开度 的减小，水泵出口压力上升，达到 2Mpa以上，阀门两侧的压差将增 大，达到1.3Mpa以上，远远大于原设计的水泵出口压力高于锅炉汽 包压力0.5Mpa （包括给水垂直落差及管路压降）的要求，不但造成 能量的浪费，而且使得水泵的振动和磨损加大，寿命缩短。采用回 流支路调节时，大量水的回流同样造成能量的无谓消耗。因此，

3、对给水系统实施技术改造，降低水泵的出口压力，消除 回流，减少能源消耗和设备磨损，已成大势所趋。众所周知，水泵运行遵循如下规律：流量 Q与转速N成正比， 扬程（压力）H与转速N的平方成正比，轴功率P与转速N的三次 方成正比，电动机的转速 N与电源的频率F成正比，因此改变电源 频率就可改变电动机即给水泵的转速。变频调速技术是电力电子技术和微电子技术相结合的产物，以 其优异的调速特性和显著的节能效果，在国民经济的各个领域获得 了广泛的应用。当今，变频调速已成为交流电动机转速调节的最佳 方法。水泵采用变频调速后，给水流量的调节就可通过改变转速的 方法来实现，此时调节阀可开到最大开度，回流支路可切除。既

4、能 够方便地调节流量，又可降低能量消耗，使这一问题获得圆满的解3改造方案在制定改造方案时，曾提出2种方案：一是恒压供水，通过变频调速，使水泵的出口压力略高于锅炉 汽包压力，且为一恒定值，可使水泵出口压力得以降低。但其出口 压力必须大于汽包的最大压力，否则当锅炉汽包压力大于水泵出口 压力时，将无法保证锅炉正常上水。当汽包压力较低时，与水泵出 口压力的差值仍然较大，上述现象仍不能有效改善。二是差压供水，分别取锅炉汽包及水泵出口的压力，送入差压 变送器，其压差信号经PID调节器与设定值（给定）进行比较后, 送到变频器，控制电动机（水泵）的转速，构成闭环控制系统。如 图二所示。运行中随着锅炉汽包压力的

5、变化，变频器的输出频率将自动改 变，水泵的转速也相应改变，始终使水泵的出口压力跟踪且大于锅 炉汽包压力，其差值保持在设定值。这样在绝大部分时间里，水泵 的运行速度将低于额定转速，因此不但水泵的功率消耗将大幅度降 低，而且水泵的磨损也大为减轻。显然，第二种方案在节能效果， 安全性，频繁操作程度的等各个方面皆优于第一种方案。我们选择了第二种方案。每组泵（三台）安装一台变频器（东 芝VFA5P-4550P 55KW，为提高设备运行的可靠性，设置了工频 旁路，这样同组三台泵中的任意一台都可选择工频或变频运行，并 且可方便快速的进行切换，如图三所示。既可单台变频运行，又可 二台变频泵并联运行，也可变频泵

6、和工频泵并联运行。4运行效果该项目于1999年2月24日调试完毕正式投入运行。设定差压 值为0.45Mpa,关闭回流支路，打开调节阀。运行时随着锅炉汽包 压力的变化，变频器输出频率（即水泵转速）也随之改变，一般在 30-40HZ之间，水泵出口压力保持在 1Mpa左右，压差始终稳定在 0.45Mpa。经过半年多的运行，系统稳定可靠，操作方便，效果非常 显著。为了对比改造前后的效果，我们用 DT YC-92A型三相异步电动机 经济运行测试仪分别对给水泵的三种运行方式进行了测试，即： 1。 工频运行2。工频运行打开回流支路3。变频运行。每种方式均测15分钟，4组数据。测试记录如下：改造后运行半年来的

7、耗电量与 98年同期的对比数据见下表：6个月平均节电率78.67%,累计节电223, 320度。以平均电价 0.45元/度计算，共节约资金100,359元。98年全年耗电量为591，480度，以平均节电率78.67%计算则全年节电量为：591,480 X 78.67% = 465,317 度全年节约资金为：465,316 X 0.45 = 209,392.65 元改造前，由于水泵运行压力很高，水泵的磨损非常严重，通常 每二周即须检修一次。改造后，半年来，已累计运行4,500小时从未检修，因此节约了大量的维修费用。由此可见，全部投资不到一 年即可收回，经济效益十分显著。5结论实践证明采用变频调速技术，不仅节约能源，而且对于提高整 个系统的自动化水平