摘要：本文主要介紹了四方V560系列變頻器在鏈條式燃煤熱水鍋爐集中供熱中的應用，在河北 L市熱力站新建項目中，著(zhù)重解決了低壓大功率設備適配變頻器問(wèn)題，有效降低了投入成本。同時(shí)采用先進(jìn)的DCS控制系統和變頻節能技術(shù)，使供熱系統的各設備 充分發(fā)揮其效能的同時(shí)節省用電量。

關(guān)鍵詞：集中供暖、熱水鍋爐、V560、低壓大功率、變頻器

引言：

我 國北方冬季供暖中，用于集中供熱的鏈條式燃煤熱水鍋爐是比較常見(jiàn)的設備。其電氣系統主要由引風(fēng)機、鼓風(fēng)機、上煤爐排、分層給煤機、拔渣機及循環(huán)水泵組成。 根據風(fēng)機和水泵的變轉矩特性，電機輸出功率正比于轉速的三次方，采用變頻器控制系統中的風(fēng)機、水泵，具有顯著(zhù)的節能效果。而大功率引風(fēng)機若采用高壓變頻 器，由于國內外高壓變頻器價(jià)格奇高，且國內技術(shù)不夠成熟，高壓變頻器投入成本大。四方V系列低壓變頻器（功率范圍：0.75kW~900kW），可滿(mǎn)足大 功率風(fēng)機水泵的需求，成熟的技術(shù)和穩定的生產(chǎn)工藝，確保了產(chǎn)品的可靠性和穩定性。價(jià)格是高壓變頻器的一半，有很高的性?xún)r(jià)比。從而燃煤鍋爐采用低壓變頻器有 很好的推廣和使用價(jià)值。

一、工程概況

河北L市某熱力公司新建供暖工程項目采用5臺70WM（100噸）鏈條式燃煤熱水鍋爐，1臺 鍋爐配置1臺引風(fēng)機630kW，1臺鼓風(fēng)機185kW，1臺爐排傳動(dòng)機5.5 kW，1臺分層給煤機4kW和2臺拔渣機22 kW、11 kW。5臺 70WM熱水鍋爐共用一套循環(huán)水系統和一套補水系統，即2臺循環(huán)水泵315 kW，2臺補水泵30 kW。該項目所有變頻器全部配套使用深圳四方電氣生產(chǎn) 的V560系列產(chǎn)品，整個(gè)控制系統采用DCS集中控制，能夠實(shí)現鍋爐的自動(dòng)燃燒及供熱運行（如下圖1、2所示）。

供熱鍋爐控制系統框圖（圖1）

引風(fēng)機變頻器監控組態(tài)畫(huà)面（圖2）

二、供熱系統變頻方案介紹

1、引風(fēng)機和鼓風(fēng)機

引風(fēng)機和鼓風(fēng)機控制著(zhù)鍋爐爐膛內的壓力，引風(fēng)量隨著(zhù)鼓風(fēng)量的變化作相應的調整，使鍋爐內部始 終保持一定負壓值，確保整個(gè)燃燒系統的穩定性。引風(fēng)機采用1臺V560-4T6300G變頻器驅動(dòng)，鼓風(fēng)機采用1臺V560-4T1850G變頻器驅動(dòng)。 控制方式采用本柜（手動(dòng)控制）/DCS（自動(dòng)控制）控制，變頻器通過(guò)DI端子選擇頻率源，手動(dòng)調節頻率采用本柜電位器給定0~10V信號（模擬輸入 AI1-GND）控制電機轉速，自動(dòng)控制頻率采用DCS給定4~20mA信號（模擬輸入AI2-GND）控制電機轉速，起/停由本柜端子控制，同時(shí)具有起 /停、故障報警狀態(tài)指示，急停裝置；電機轉速值和電流值分別以4~20mA信號（模擬輸AO1-GND、AO2-GND）輸出反饋給DCS控制器作為運行 狀態(tài)監控。以引風(fēng)機為例，V560系列變頻器的控制線(xiàn)路如下圖2所示：

圖3引風(fēng)機變頻器接線(xiàn)示意圖

引風(fēng)機變頻器參數設置如下表1

注：大功率風(fēng)機或水泵啟動(dòng)慣量大，啟動(dòng)時(shí)間適當的設置長(cháng)些，確保啟動(dòng)平穩。

2、循環(huán)水泵和補水泵

循環(huán)水泵配有2臺315kW離心水泵，分別采用2臺V560-4T3150G變頻器驅動(dòng)，保 持供回水壓差處的恒定?？刂品绞脚c引風(fēng)機相同，本柜控制變頻器起/停，手動(dòng)/自動(dòng)控制運行頻率，在DCS自動(dòng)控制狀態(tài)下，可使系統供回水壓差在恒定狀態(tài)下 運行。補水泵配有2臺30kW離心水泵，一備一用，其中1 臺采用V560-4T0300G變頻器驅動(dòng)，正常時(shí)由變頻器與壓力傳感器構成閉環(huán)系統可以自動(dòng) 定壓補水，同時(shí)將變頻器運行狀態(tài)反饋給DCS系統監視。當故障時(shí)又可以手動(dòng)切換到工頻狀態(tài)，進(jìn)行手動(dòng)補水，確保供熱系統中水循環(huán)系統的可靠運行。

3、爐排和分層給煤機

爐排和分層給煤機控制著(zhù)鍋爐進(jìn)煤的變化，驅動(dòng)部分采用V560系列5.5kW和4.0kW變頻器驅動(dòng)，采用聯(lián)動(dòng)控制，分層給煤機運行頻率通過(guò)比例系數可微調?？刂品绞脚c引風(fēng)機相同，在DCS自動(dòng)控制狀態(tài)下，可以根據燃燒情況自動(dòng)調節進(jìn)煤的速度。 

三、供熱系統方案優(yōu)勢

1、 節能降耗，綜合節能達40%以上

隨 著(zhù)科技與經(jīng)濟的發(fā)展，北方冬季集中供暖需達到恒溫供暖、節能減排的要求，從而熱源廠(chǎng)供熱量就得隨著(zhù)需熱量的波動(dòng)而隨時(shí)調整，同時(shí)保證燃燒的經(jīng)濟性和鍋爐運 行的安全性。同時(shí)供熱循環(huán)水泵也得隨著(zhù)供熱需求變流量、壓力運行。對此，根據流體力學(xué)理論可知，離心式流體傳輸設備（如離心式水泵、風(fēng)機等）采用變頻器調 試控制其轉速方式調節流量，當流量下降時(shí)，電能消耗將以三次方的比較下降。根據熱力站引風(fēng)機、鼓風(fēng)機、循環(huán)水泵控制特點(diǎn)，綜合節能達40%以上。

2、 豐富I/O端口，支持多種通訊協(xié)助，便于工業(yè)自動(dòng)化控制

四方V系列變頻標配6路數字輸入（DI），2路數字輸出（DO），2路模擬量輸入（AI），

2路模擬量輸出（AO）；支持MODBUS/PROFIBUS/CANopen通訊協(xié)議，便于連接PC、

PLC、HMI等，組成工業(yè)以太網(wǎng)，實(shí)現智能化集中控制。

3、 四方V系列變頻器保護功能完善，對電機的保護監控、機械部件壽命、電網(wǎng)的電流和電壓波動(dòng)都能做到有效控制。

變頻啟動(dòng)較工頻直接啟動(dòng)相比，啟動(dòng)電流僅工頻啟動(dòng)的1/8，減小啟動(dòng)電流對電網(wǎng)系

統 的沖擊。同時(shí)，電流引起的電機繞組電應力和熱量大大降低，延緩電機壽命和損壞。電機工頻啟動(dòng)時(shí)，電流劇增的同時(shí)，電壓也會(huì )大幅度波動(dòng)，電壓下降的幅度將取 決于啟動(dòng)電機的功率大小和配電網(wǎng)的容量，電壓下降將會(huì )導致同一供電網(wǎng)絡(luò )中的電壓敏感設備故障跳閘或工作異常。而變頻調速由于能在零頻零壓時(shí)逐步啟動(dòng)，則能 最大程度上消除電壓下降。

四方V系列變頻器保護功能完善，可實(shí)施的保護包括：a、主電路的欠壓、過(guò)電壓保護；b、輸出電流的欠電流、過(guò)電流保護；c、電動(dòng)機或變頻器的過(guò)載、過(guò)熱保護；d、電機或變頻器異常保護等。

 在機械部件的損耗上，變頻調試對電機停止方式的選擇（減速停止、自由停止、減速停止配合直流制動(dòng)等）能夠減少電機和其聯(lián)動(dòng)機械部件的沖擊；有效減少水泵的水錘效應。

4、 V系列是一款功率范圍為0.75kW~900kW的全系列變頻器，滿(mǎn)足大功率風(fēng)機、水泵的需求。

為了滿(mǎn)足北方城市集中供暖的需求，燃煤熱水鍋爐選型上多選擇大噸位鍋爐。例如，廊坊熱力站新 建項目，選用100噸燃煤熱水鍋爐，配備1臺630kW引風(fēng)機。而國內大功率低壓變頻器成熟的生產(chǎn)商為數不多，四方電氣專(zhuān)注于低壓變頻器十幾年，配套向麥 克維爾、特靈、美的中央空調供大功率低壓變頻器，技術(shù)成熟、產(chǎn)品可靠。

四、結束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)了一個(gè)采暖季的運行，整個(gè)鍋爐燃煤系統運行良好，鼓風(fēng)機、引風(fēng)機調速響應快，爐膛壓力和 溫度控制穩定，循環(huán)水系統供出水壓差恒定，使用效果受到客戶(hù)的一致好評。對此，該熱力公司把該項目作為樣本工程，為今后的北京第二機場(chǎng)等大型集中供暖項目 提供參考。四方V560系列變頻器在集中供暖中的應用有很好的推廣和使用價(jià)值。