蒸汽鍋爐一般根據(jù)鍋爐水位控制補(bǔ)水泵的起停以保證鍋筒內(nèi)的水位在要求的范圍之內(nèi)。采用變頻器驅(qū)動(dòng)補(bǔ)水泵以控制蒸汽鍋爐水位在上世紀(jì)九十年代就已有應(yīng)用。蒸汽鍋爐補(bǔ)水泵采用變頻調(diào)速控制的主要目的是確保鍋爐水位恒定,其次是節(jié)能。本文主要介紹鍋爐補(bǔ)水泵采用變頻調(diào)速控制時(shí)的控制原理及節(jié)能分析,并給出了控制原理框圖，對(duì)熱水鍋爐補(bǔ)水泵介紹了變頻器驅(qū)動(dòng)的控制方法,雖然與蒸汽鍋爐補(bǔ)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(bǔ)水泵的連接原理圖如圖1所示。鍋爐在燃燒過程中鍋內(nèi)的水變成了水蒸汽供用戶使用。鍋筒內(nèi)水位下降通過水位傳感器測出鍋筒內(nèi)的水位并通過顯示儀表顯示。為了確保鍋筒內(nèi)不缺水,以免影響蒸汽供應(yīng)甚至鍋爐的安全,補(bǔ)水泵應(yīng)能根據(jù)水位的變化及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)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(shí)鍋爐的水位變化很小甚至不變,對(duì)補(bǔ)水泵采用變頦調(diào)速控制。隨著蒸汽用量的變化,調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率,從而改變補(bǔ)水泵的轉(zhuǎn)速隨之改變補(bǔ)水泵的補(bǔ)水量,確保鍋筒水位穩(wěn)定。圖2為實(shí)現(xiàn)上述功能的原理框圖。采用閉環(huán)調(diào)節(jié)的方式進(jìn)行控制時(shí),利用了變頻器自身的PID調(diào)節(jié)功能。圖中虛線內(nèi)部分為變頻器內(nèi)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(jìn)行比較,經(jīng)PID調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)后控制變頻器的輸出電壓和頻率,從而控制補(bǔ)水泵的轉(zhuǎn)速,使鍋爐鍋筒水位在設(shè)定的值上。

3 補(bǔ)水泵電氣電路

蒸汽鍋爐補(bǔ)水泵一般采用多用一備的方式,對(duì)于小型蒸汽鍋爐,多為一用一備。下面以后者為例進(jìn)行介紹圖3為兩臺(tái)補(bǔ)水泵的電氣主電路。圖中QS為空氣開關(guān)KM0為變頻器進(jìn)線接觸器KM與KM3為1號(hào)和2號(hào)補(bǔ)水泵電動(dòng)機(jī)變頻運(yùn)行切換接觸器,可以通過挖制電路的選擇開關(guān)進(jìn)行選擇。KM2與KM4為1號(hào)和2號(hào)補(bǔ)水泵電動(dòng)機(jī)工頻運(yùn)行接觸器,當(dāng)變頻器故障時(shí)吸合運(yùn)行。FR1和FR2為熱繼電器。

與圖3主電路相對(duì)應(yīng)的控制電路如圖4所示。圖中QF為控制電路電源開關(guān),SW為轉(zhuǎn)換開關(guān),用于切換補(bǔ)水泵的工作狀態(tài),當(dāng)打到左側(cè)時(shí)為工頻運(yùn)行,當(dāng)打到右側(cè)時(shí)為變頻運(yùn)行,通過按鈕起動(dòng)或停止相應(yīng)的補(bǔ)水泵。工與變頻之間設(shè)置了相應(yīng)的互鎖,確保二者不同時(shí)驅(qū)動(dòng),以免損壞變頻器。用于接通變頻器與1號(hào)、2號(hào)補(bǔ)水泵的接觸器KM和KM3也設(shè)置了互鎖,避免變頻器同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)補(bǔ)水泵。

蒸汽鍋爐補(bǔ)水泵采用變頻調(diào)速控制后在蒸汽用量發(fā)生變化時(shí)鍋筒內(nèi)的水位基本保持不變達(dá)到了預(yù)期效果。經(jīng)某礦區(qū)鍋爐房2臺(tái)20噸蒸汽鍋爐半年的運(yùn)行證明,效果良好,令人滿意。