1 概述

蒸汽鍋爐是化工企業一期生產裝置中的主要動力源。其生產的高溫高壓蒸汽被送入工藝管網供各系統使用，而給水泵是蒸汽鍋爐系統的關鍵設備。兗礦魯南化肥廠現有6 臺蒸汽鍋爐，共有20臺給水泵分套供水，給水泵電機功率45 kW，連續運轉，給水壓力1 Mpa，由于供水量波動大，不能選用小容量水泵，所以大多數時間50%以上的水由閥門控制返回儲水器，造成大量電能浪費。

考慮到大多數給水泵電機雖然額定功率選的較大，但實際負載小、節流多、效率低，運行中電機的實際功率也較小，近年來，我廠的給水泵電機等主要設備大量使用變頻器，取得了良好的節能效果。下面就我廠3#鍋爐采用富士電機株式會社的G11變頻器傳動取得的節能效果做一介紹，便于同行交流。

2 變頻技術改造

我們將3# 鍋爐4 臺給水泵全部選用G11 變頻器對水泵做調速控制，實現了按需恒壓給水。大多數時間運行時，頻率在30~40 Hz 之間自動調整，由于轉速下降，噪聲、發熱顯著降低，機械磨損減少，近幾年的運行結果證明水泵的機械壽命延長，維護工作量減少了，水壓穩定，6 臺蒸汽鍋爐給水泵電機年節電量十萬kW·h，節能效果顯著。

變頻器接法如圖1 所示。這種接線可以滿足變頻器面板控制及外部手動/自動控制的需要。手動控制即機旁控制，自動控制即現場總線系統控制，變頻器面板也可以在變頻器室進行控制。在本設計中，現場總線系統控制為主要控制方式，手動控制只作為試車及檢修設備或其他特殊情況下使用。所以機旁只設啟、停按鈕，而不設調速旋鈕。現場總線系統可進行啟、停、調速控制并接入轉速、電流反饋。在圖1 中HR 為刀熔開關，QF 為斷路器，M 為電動機，VR 為電位器，ZJ 為加減速時間選擇，BU為變頻器故障輸出，QA3為復位按鈕，C1為COM壓力節點。由于變頻器在運行中容易產生高次諧波，而高次諧波電流使電源與負載之間不間斷地進行能量交換，并不真正做功，所以變頻器輸入電路的無功功率主要是由高次諧波電流產生的，高次諧波電流的成分越大，功率因數就越低。

改善功率因數的方法就是在電路中串入交流電抗器。交流電抗器除改善功率因數外，還能抑制輸入電路中的浪涌電流，并能削弱電流電壓不平衡的現象。電流、轉速反饋信號連接到摸擬量輸入端(11、12、13、C1)，啟、停信號根據相應的參數設置為通、斷式信號，外部給定為4耀20 mA，模擬量輸出為0耀20 mA。現場總線系統得到變頻器準備信號后，發出啟動命令，變頻器運行后給一個運行反饋信號到現場總線系統，然后根據生產現場和實際需要由現場總線系統準確調速。壓力信號取自磁阻式電接點壓力表的動點，接在變頻器C1 與COM 端，啟動后，變頻器按設定的升速曲線運行，泵輸出的水壓逐漸上升。達到控制壓力，C1 與COM 導通，變頻器按設定的降速曲線，使泵的轉速下降，壓力下降，壓力降低使電接點壓力表觸頭斷開，C1 與COM 開路，轉速重新按升速曲線運行，這樣供水壓力就在小范圍內波動，實現調速功能。

根據生產需要，還可以在變頻器的電源端加接觸器控制，而變頻器的輸出端則不允許，建議電接點壓力表裝于靠近泵出口受水量影響小的主管路上。

3 結語

變頻調速在生產系統應用中愈來愈廣泛，采用變頻調速，可實現軟啟動，電動機的啟動電流不超過額定電流，對電網和負載的機械沖擊都大大減小，同時延長電機檢修周期和壽命。

我們將在下一步生產中根據運行情況對其它風機和泵類負載逐步進行變頻技術改造。