景志华
摘要：江苏油田输油一队针对锅炉耗能大的问题，对其进行改造文中主要分析了变频调速技术在锅炉引风系统、给水系统上应用与参数控制原理，及采用变频技术的水处理器应用于锅炉除、防垢方面的工作原理与实践，从而实现了在锅炉重要设备上的节能、降耗、减污、增效，达到锅炉经济运行的目的，同时提高自动控制水平和安全系数，减轻职工劳动强度。
关键词：变频；锅炉；能耗
中图分类号：TK223.7+5；TM921.51文献标识码：A
1引言
江苏油田输油一队采用燃油／气蒸汽锅炉4台，额定蒸发量为12t/h，承担着本队原油脱水、稳定装置、储存、输送及为各生产班组加热、保温、干燥等供热任务，是保证全队整个工艺系统安全平稳运行的重要生产辅助设咎。由于锅炉使用时间较长，技术落后，锅炉运行状况与标准差距较大，主要存在热效率低、过剩空气系数超标、排烟温度偏高等问题，使得热损失高、燃油、电耗等较大。
为改变这一状况，适应节能方面的要求，该队用了近一年的时间，逐步对锅炉房进行全面改造。通过改造锅炉保温层，引进先进技术，加强职工培训，使技术水平和管理水平都有大幅度的提高。对炉膛压力、风速、风量、温度等指标进行变频控制和调节以适应工艺要求和运行工况，合理调节燃油和引风量，控制好排烟温度、过剩空气系数等，变频技术发挥了重大作用，提高了锅炉的热效率，在节能降耗、环保等方面有突出效果。
2锅炉系统改造
2.1引风机变频调速控制系统改造
锅炉炉膛的负压是一个重要的控制参数。传统的控制手段是调节风门、档板开度的大小来调整炉膛负压的大小。这样，不论生产的需求大小，风机都要全速运转，而运行工况的变化则使得能量在风门、档板的节流中损失消耗掉了。
采用变频调速技术后，炉膛负压由仪表调节器面板设定，同炉内负压检测和变送器检测到的负压实际值比较，经仪表调节器PI运算后输出4～20mA电信号，作为变频器频率给定信号，用于变频器控制电机转速，达到自动控制风量的目的。同时将原有的风门、档板开至最大，应用负压闭环控制，既通过调节引风机电机的转速直接调节风量来实现锅炉负压自动调节控制，既能够更好地满足生产要求，又达到了节电和节约燃料的目的。
对锅炉引风机采用变频调速实现炉膛负压闭环控制，对原有系统改造工作量小。锅炉运行中，还能根据用汽量的大小，结合炉排等调整合理配风，保证燃料的充分燃烧，烟气排放达到环保的要求。
监测结果（依据GB/T15317－94《工业锅炉节能监测方法》显示，过剩空气系数由以前的2.0左右下降到目前的1.5左右，排烟温度也由原来的180℃下降到130℃，而热效率由87.8%提高到目前的91.1%，节约了燃料，减少了废气排放；同时电机根据负荷大小输出电能，年节约耗电1.5万kWh以上；引风机皮带的使用寿命延长了3倍，减少了皮带用量；引风机的维修频率大大降低，节约了维修费用。
2.2锅炉给水系统的变频控制
传统的锅炉供水系统为通过锅炉高低液位控制给水泵的启停，或水泵连续恒速运行，通过调节阀和回流支路来实现流量的调节，存在着明显的缺陷，造成能量的浪费，设备使用寿命缩短。
而在锅炉给水系统中采用变频调速后，给水流量的调节就可通过改变转速的方法实现，此时调节阀可全开，回流支路切除。既能方便地调节流量，又降低能量消耗。采用差压供水，分别取锅炉汽包及水泵出口的压力送入差压变送器，其压差信号经调节器后送到变频器，控制水泵电机的转速，构成闭环控制系统。
运行中随着锅炉汽包压力的变化，变频器的输出频率将自动改变，水泵的转速也相应改变，使水出口压力跟踪且大于锅炉汽包压力，差值保持在设定值。这样在绝大部分时间里，水泵的运行速度低于额定转速，不但水泵的功率消耗将大幅降低，锅炉上水平稳，而且泵变为软启动，水泵的磨损也大为减轻。在节能效果、安全性、频繁操作程度等各个方面都有保证。
2.3变频式水处理器在锅炉除、防垢上的应用
水垢是锅炉的“百害之源”，锅炉的除垢、防垢是一项极为重要的维护性工作。
引进的ZS一SP4G型变频式微电脑水处理器，用在锅炉水垢防治方面较为新颖、独特。其工作原理为：按照编程频率在瞬间产生20～60kHz强大的直流脉冲波。水中钙、镁、硅酸盐等各种离子在电磁场的作用下，相互碰撞，运动强度和运动方向被束缚，水体中各种离子自动合成脉动的正负离子团，形成易排除的物质。由于离子团作用，改变了水体的结构形态，新旧水垢中结晶物质受冲击后逐渐疏松分散成微粒及粉末，通过排污排出炉外。和传统的人工除垢或化学除垢沪．法比，变频除垢技术具有以下优点：
(1)操作简便。彻底杜绝了传统除垢方式对锅炉本体和环境的伤害。在不停炉的情况下持续除垢、防垢，效果明显。且安装简单，无需对现场设施进行改造，安装完即可投入使用，基本上无需人员进行操作、维护，极大地减轻了职工的劳动强度。
(2)成本费用较低，系统自身损耗小，费用远低于人工除垢或化学药剂除防垢的费用。
(3)节省燃料。此技术除、防垢效果明显，无新水垢生成，提高了锅炉热效率。
(4)整个处理方式为物理反应，对环境没有污染，不会对人体产生损害，实现了清洁生产。
锅炉运行11d后，在取炉水样化验碱度时，发现水样底部有少量颗粒及粉状沉淀物，同时夹杂有氧化铁锈。连续运转120天，停炉冷却后，打开锅筒进行检查分析：下降管、后棚管、水冷壁管、排污管入口处水垢表面松浮，用手触摸有微量垢粉脱落。深入锅筒内部约0.6m长的上水管，其内部原附着的约1.5mm的水垢已基本消失，管内清洁光滑见金属色泽。锅筒内壁及上下层烟管局部水垢消失，见金属光泽，脱落处平整、光滑。沉积在底部的脱落杂质呈微粒及粉末状，左右集箱及中层烟管处水垢厚度减薄。对采集部分残留水垢进行检查、分析，水垢内部性质有一定改变，硬度降低。运行一年多后停炉检查，发现没有新水垢生成，原水垢也在逐步脱落，除、防垢效果非常好。
3结语
采用变频调速技术后，合理调节了燃油量、引风量和上水量，控制好排烟温度、过剩空气系数等，提高了锅炉的热效率；同时，使电动机起动电流大幅下降，减小了电压的波动，在节能方面的贡献是非常明显的。锅炉的各项指标均达到标准，实现了锅炉的经济运行。技术引进后，4台锅炉的热效率平均提高了8%，均达到87％以上。变频改造对于提高整个系统的自动化水平、减轻工人的劳动强度、降低操作机构的维修费用、延长设备使用寿命和检修周期等各个方面也都有显著效果。
参考文献
中国石油天然气总公司装备局．变频调速应用技术．北京：石油工业出版社，1992.
满永奎．通用变频器及其应用．北京：机械工业出版社，1998.