蒸汽鍋爐補水泵變頻調速控制工作原理及原理圖解

? ? ? ?蒸汽鍋爐一般根據鍋爐水位控制補水泵的起停以保證鍋筒內的水位在要求的范圍之內。采用變頻器驅動補水泵以控制蒸汽鍋爐水位在上世紀九十年代就已有應用。蒸汽鍋爐補水泵采用變頻調速控制的主要目的是確保鍋爐水位恒定,其次是節能。本文主要介紹鍋爐補水泵采用變頻調速控制時的控制原理及節能分析,并給出了控制原理框圖，對熱水鍋爐補水泵介紹了變頻器驅動的控制方法,雖然與蒸汽鍋爐補水泵的控制有所不同,但也有共同之處,可以借鑒。

? ? ? ?1 工藝要求

? ? ? ?蒸汽鍋爐鍋筒與補水泵的連接原理圖如圖1所示。鍋爐在燃燒過程中鍋內的水變成了水蒸汽供用戶使用。鍋筒內水位下降通過水位傳感器測出鍋筒內的水位并通過顯示儀表顯示。為了確保鍋筒內不缺水,以免影響蒸汽供應甚至鍋爐的安全,補水泵應能根據水位的變化及時進行補水。

? ? ? ?2 控制原理

? ? ? ?為了減小鍋爐水位的變化確保在蒸汽用量變化時鍋爐的水位變化很小甚至不變,對補水泵采用變頦調速控制。隨著蒸汽用量的變化,調節變頻器的輸出頻率,從而改變補水泵的轉速隨之改變補水泵的補水量,確保鍋筒水位穩定。圖2為實現上述功能的原理框圖。采用閉環調節的方式進行控制時,利用了變頻器自身的PID調節功能。圖中虛線內部分為變頻器內部電路。水位給定通過變頻器外接電位器完成,水位傳感器測得水位后送入變頻器,與給定進行比較,經PID調節器調節后控制變頻器的輸出電壓和頻率,從而控制補水泵的轉速,使鍋爐鍋筒水位在設定的值上。

? ? ? ?3 補水泵電氣電路

? ? ? ?蒸汽鍋爐補水泵一般采用多用一備的方式,對于小型蒸汽鍋爐,多為一用一備。下面以后者為例進行介紹圖3為兩臺補水泵的電氣主電路。圖中QS為空氣開關KM0為變頻器進線接觸器KM與KM3為1號和2號補水泵電動機變頻運行切換接觸器,可以通過挖制電路的選擇開關進行選擇。KM2與KM4為1號和2號補水泵電動機工頻運行接觸器,當變頻器故障時吸合運行。FR1和FR2為熱繼電器。

? ? ? ?與圖3主電路相對應的控制電路如圖4所示。圖中QF為控制電路電源開關,SW為轉換開關,用于切換補水泵的工作狀態,當打到左側時為工頻運行,當打到右側時為變頻運行,通過按鈕起動或停止相應的補水泵。工與變頻之間設置了相應的互鎖,確保二者不同時驅動,以免損壞變頻器。用于接通變頻器與1號、2號補水泵的接觸器KM和KM3也設置了互鎖,避免變頻器同時驅動兩臺補水泵。

? ? ? ?蒸汽鍋爐補水泵采用變頻調速控制后在蒸汽用量發生變化時鍋筒內的水位基本保持不變達到了預期效果。經某礦區鍋爐房2臺20噸蒸汽鍋爐半年的運行證明,效果良好,令人滿意。