锅炉控制系统中变频调速技术的应用分析

　　工业控制理论的不断创新和科学技术的日新月异，无疑为锅炉控制系统的快速发展注入了新鲜血液，但因传统控制模式下的锅炉运行存在控制精度低、耗电高、污染严重等缺陷，为变频调速技术的应用创造了机会，从而改善了锅炉燃烧效率和质量。本文首先介绍了变频调速技术的基本内涵，然后具体探讨了变频调速技术在锅炉控制系统中的应用，以期为相关技术与设计人员提供参考。

　　随着节能减排呼声的日益高涨，优化锅炉控制系统，提高锅炉运行效益逐渐被提上议程，毕竟锅炉是发电、供热、机械制造、化纤生产等诸多行业领域的主要动力来源，因此将调速效率高、精度高、范围广、平滑性好且性能稳定、安装便捷的变频调速技术应用其中十分必要。

　　一、变频调速技术的基本内涵

　　对于交流调速技术而言，变频调速可谓有着绝对优势，而这在很大程度上取决于其良好的调速性能。

　　而之所以强调其在锅炉控制系统中的应用，是因为滑差电机调速等传统的锅炉控制方式虽然在一定程度上提高了煤炭燃烧效率，但也存在诸多弊端，如控制精度不高、环境污染相对严重、耗电量较大等，这显然与节能环保的科学理念不符。但若将变频调速技术及其产品引入其中，用于取代挡板、风门、液偶等传统的控制方式，不仅可以显着提高燃烧效率，节省20%以上的电量和10%左右的煤，还有助于控制效率和精度的改善，以及排烟浓度的降低，故在锅炉控制系统中应用变频调速技术不仅必要，而且迫切。

　　二、锅炉控制系统中变频调速技术的应用分析

　　由上可知，变频调速技术可为锅炉控制水平和效益的提升提供有力的技术支持，故为进一步了解其应用原理和应用效果，在此作了重点分析，以供同行参考。

　　1.变频调速技术在锅炉风机控制中的应用

　　由于锅炉中的鼓风机风量多为额定流量，且通常高于风量实际需求，所以需要在运行期间予以适当的调节和变更，但当下普遍采用的阀门调节或挡板调节这虽然操作简单，但容易因风量偏大或偏小造成空气含氧较高和热能浪费或者碳粉残留超标和煤质浪费，故不足可取。

　　而若采用变频调速技术，即以汽量变化为重要依据，结合使用闭环控制，可实现对风机转速的随时、平滑和高效调节，一来可提升调速精度，避免出现过大或过小的风量调节偏差，从而确保合适的空气含氧量和达标的残留碳粉，二来利于噪音的降低和电能、煤炭等资源能源的有效节约；与此同时，风机转速因长期低于额定转速，还利于延缓风机和电机轴承的损坏，进而降低发热量和维修量以及停机时间，彰显节约维修费用的效用。

　　2.变频调速技术在锅炉供水控制中的应用

　　变频调速技术在锅炉供水控制中也有所应用，因为锅炉系统中的水泵一般处于恒速连续运行状态，而且是通过调节阀或者回流支路的改变完成流量控制的，但无论选择上述何种形式，均有一定的缺陷，如其中的调节阀控制方式，水泵出口位置的压力会因减小的阀门开度而出现上升，导致阀门两侧压差增大，从而为其使用寿命构成威胁；而基于回流支路的控制方式，则会造成一定的能量消耗等。

　　故针对由一个变频器和单片机构成的供水控制系统，可将汽包水位视为被控变量，将蒸发量与给水量视为辅助冲量，然后在电动差压变送器的检测作用和单片机计算作用下，输出处于4-20mA之间的电流信号，以此经控制变频器按需调节水泵转速。但值得注意的是，必须综合考虑水泵扬程、流量以及用水量的最小值和最大值确保变频器有着最佳输出频率，以便增强控制效果。通常变频器利用同外部电路连接的输入输出端子进行设置，一般分为自动与手动两种工作状态：自动工作状态通过单片机的输出信号完成调控过程；手动工作状态则利用电位器的调整来给定变频器的输出效率，其主要在单机出现某些故障而发生中断时才能实施操作。

　　变频调速技术在锅炉燃烧控制系统中的应用

　　在锅炉燃烧系统中通常采用含有比例积分功用的多通道输入调节器进行变频控制。比例积分功用是指在系统负荷为非动态工作环境时，能够保证送风与燃料调节器的输入为零且炉膛与蒸汽的负压值与主调节器的设定值保持一致，由此送风调节器便能完全控制空气在锅炉中的占空比。若系统负荷转变为动态工作环境是，主调节器的设定值与蒸汽的负压力之间会形成一定的偏差，而蒸汽压力状况主要由主调节器进行判断采集，因此采用主调节器将信号发送至燃料调节器和送风调节器中对送风量和燃料量进行协同调节，便能使给定值与当前的负荷状态进行重新匹配，继而让系统恢复到静态平衡过程。锅炉变频燃烧控制系统通常由引风调节器、送风调节器和燃料调节器三部分组成，其控制方案一般选用闭环控制方式。

　　4、变频调速技术的节能状况分析

　　为进一步分析变频调速技术的应用到底能为锅炉控制系统带来何种效益，可根据（其中Q、H、P和n分别代表风量、风压、轴功率和转速）等流体力学定律得出，电动机的实际输出功率会随着风机转速的减小而降低，即使将效率下降以及其他控制装置效率考虑在内，依然有着明显的节电效果；同理采用调速控制技术替代水泵和风机的阀门和风门调节，也可起到良好的节能效果。

　　结束语：

　　总之，在能源紧缺的严峻形势下，将变频调速技术合理应用于锅炉控制系统中有着重要的现实意义，毕竟锅炉系统是当下生产生活不可或缺的关键设备，且属于能耗大户。这就要求我们加强变频调速技术及其产品研究，然后将其应用于锅炉控制系统中，并总结系统应用中存在的问题及技术处理措施，以此提高锅炉控制精度和运行水平，并降低锅炉能源消耗和环境污染。