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摘要：变频器作为一种先进的变频调速设备，在锅炉电气系统中被广泛使用。本文针对变频器在锅炉电气中的应用和配置设计要点进行分析探讨。
关键词：变频器；锅炉电气；工作原理；配置设计；节能
1、变频器的工作原理
变频器是一种控制交流电机运转的控制器，它把固定频率的交流电源变成频率电压可调的交流电源，从而控制电机的转速。变频调速的优点是：操作调速方便快捷，启动电源小，对电网的冲击力也小，功能多样，有利于自动化生产，提高了生产效率和自动化水平，在节能降耗方面也突出表现。变频调速的缺点是，无论供热需求的大小，水泵和风机都需要满负荷进行运转，这样的话，电动机的消耗也就不会减少。这样一方面损耗了大量的能源，另一方面也加大了设备的损耗，导致设备维护费用的上升。因此，这里我们在锅炉的电气系统中引人了变频器，它能够随着负荷的变化而控制电动机自动地改变速度。变频器调速方式的范围比较宽、精度比较高，是一种理想的电动机调速方式。同时，也可以节约大量的电能。这对促进企业节能降耗，降低生产成本，提高企业效益具有重要的意义。.
2、锅炉电气系统中变频器的主要应用
一般情况下，人们会按照工艺要求的最大负荷选用风机和水泵，并且锅炉中的引风和鼓风设备的风量都是通过调节风门大小来进行调节，这样会造成巨大的能量损耗。我们利用变频器就可以解决上述问题，具体应用方式如下：
2.1变频器可以对炉膛内的负压进行自动控制
变频器可以随时采集炉膛内的负压值，并利用自带的调节功能对锅炉引风机的转速实现自动的控制，从而维持炉膛内负压的稳定。如果采用人工方式调节，负压大小不易控制，过大会漏风损失和排烟热损失加大，过小则会使炉膛因正压而向外喷火，这样的操作方式不安全而且对环境污染严重。采用变频器闭环控制后，就可以做到负压的精确控制。
2.2 变频器可以自动控制蒸汽压力
变频器通过蒸汽压力传感器测量到的压力值，可以利用内置的调节功能对锅炉的炉排和鼓风机进行自动的同步调节，从而有效维持蒸汽压力的稳定。风机内蒸汽压力是一项十分重要的参数，如果波动过大会影响到正常的生产工作和产品的质量。而采用变频器闭环控制就可以随时跟踪蒸汽压力的变化，并随时进行控制。
2.3变频器汽包的液位进行自动控制
和上述方式一样，变频器通过测量到的汽包液位值，使用自带调节功能进行调节，从而维持汽包水位的稳定。水位的大小会严重影响到蒸发的效果和锅炉的安全。采用变频器闭环控制后，给水泵的转速自动跟踪汽包液位的变化，做到精确控制。锅炉电气系统变频器的使用，能够有效提高锅炉的运行可靠性和运行安全性，另一方面，还改善了燃烧条件，大量减少了烟尘的排放量，降低了环境的污染程度，同时还大大降低了劳动强度，提高了产品的生产效率，最终使企业受益。
3、变频器系统配置设计要点
3.1 通过接触器来控制变频器启、停时，接触器必须放在变频器后，因变频器带电初始化需要一段时间。如果接触器在变频器前，在接触器吸合并给变频器启动信号的同时，变频器还没有初始化完毕，致使变频器不能正确启动。如：在进行75t/hCFB锅炉埋刮板给煤机调试时，初期就是将接触器放在变频器前，结果变频器没有正常启动，后来将接触器放在变频器后就正常了。
3.2在设备排列布置时，应该注意将变频器单独布置，尽量减少可能产生的电磁辐射干扰。在实际工程中，由于受到房屋面积的限制往往不可能有单独布置的位置，应尽量将容易受干扰的弱电控制设备与变频器分开。
3.3变频器电源输人侧可采用容量适宜的空气开关作为短路保护，但不可频繁操作。因为变频器内部有大电容，其放电过程较为缓慢，频繁操作将造成过电压而损坏内部元件。
3.4控制变频调速电机启动、停止，如果由接触器来控制时，切记频繁的操作有可能损坏变频器内部元件。
3.5尽量减少变频器与控制（DCS）统不必要的连线，以避免传导 干扰。除了控制系统（DCS）与变频器之间必须的控制线外，其它如控制电源等应分开。由于控制系统及变频器均需要24V直流电源，有时变频器会通过直流电源对控制系统（DCS）产生传导干扰，所以在设计中或订货时要特别加以说明，要求用两个直流电源分别对两个系统供电。
3.6注意变频器对电网的干扰。变频器在运行时产生的高次谐波会对电网产生影响，使电网波型严重畸变，可能造成电网电压降很大、电网功率因数很低，大功率变频器应特别注意。解决的方法主要有采用无功自动补偿装置以调节功率因数，同时可以根据具体情况在变频器电源进线侧加装电抗器以减少对电网产生的影响。
3.7变频器柜内除本机专用的空气开关外，不宜安置其它操作性开关电器，以免开关噪声人侵变频器，造成误动作。
3.8应注意限制最低转速。在低转速时，电机噪声增大，电机冷却能力下降，若负载转矩较大或满载，可能烧毁电机。
3.9注意防止发生共振现象。由于定子电流中含有高次谐波成分，电机转矩中含有脉动分量，有可能造成电机的振动与机械振动产生共振，使设备出现故障。应在预先找到负载固有的共振频率后，利用变频器频率跳跃功能设置，躲开共振频率点。锅炉电气性能分析及存在的问题锅炉电气单元及拖动机构一般由鼓和除渣泵（除灰泵）组成。在原有的锅炉系统中一般都采用以下方式：鼓、引风机采用离心式风机，利用档板或阀门调节鼓、引风量；给水和循环水系统由给水泵和循环泵完成，给水量、出水量、回水量及水压由阀门调节；利用调速电机和控制器拖动炉排往复运行。
所有电机均工作在工频50Hz状态下（炉排电机除外），电能消耗量大，浪费严重而且噪音大。磁调速电机的滑差部分封闭性差，在运行环境较恶劣的锅炉现场长期使用易产生滑差头抱死的情况，可靠性差，维护工作量大。普通控制方式基本上为手动调节，锅炉运行人员劳动强度大、控制精度低，由于水量、压和风量、压不能准确控制，致使水、煤量消耗较大，原有的自藕降压启动装置在电机启动时仍存在较大的冲击电流，对一次开关回路电器元件、二次继电回路仪表和电缆的容量要求较高且系统可靠性较低，维护工作量大等。
参考文献：
[1]李兴艳.浅谈锅炉燃煤系统中变须器应用需注意的几个问题[J].甘肃科技纵横，2013.
[2]杨芳红.工业燃煤锅炉电器节能方法研[J].现代机械，2010.
关键词：变频器；锅炉电气；工作原理；配置设计；节能
1、变频器的工作原理
变频器是一种控制交流电机运转的控制器，它把固定频率的交流电源变成频率电压可调的交流电源，从而控制电机的转速。变频调速的优点是：操作调速方便快捷，启动电源小，对电网的冲击力也小，功能多样，有利于自动化生产，提高了生产效率和自动化水平，在节能降耗方面也突出表现。变频调速的缺点是，无论供热需求的大小，水泵和风机都需要满负荷进行运转，这样的话，电动机的消耗也就不会减少。这样一方面损耗了大量的能源，另一方面也加大了设备的损耗，导致设备维护费用的上升。因此，这里我们在锅炉的电气系统中引人了变频器，它能够随着负荷的变化而控制电动机自动地改变速度。变频器调速方式的范围比较宽、精度比较高，是一种理想的电动机调速方式。同时，也可以节约大量的电能。这对促进企业节能降耗，降低生产成本，提高企业效益具有重要的意义。.
2、锅炉电气系统中变频器的主要应用
一般情况下，人们会按照工艺要求的最大负荷选用风机和水泵，并且锅炉中的引风和鼓风设备的风量都是通过调节风门大小来进行调节，这样会造成巨大的能量损耗。我们利用变频器就可以解决上述问题，具体应用方式如下：
2.1变频器可以对炉膛内的负压进行自动控制
变频器可以随时采集炉膛内的负压值，并利用自带的调节功能对锅炉引风机的转速实现自动的控制，从而维持炉膛内负压的稳定。如果采用人工方式调节，负压大小不易控制，过大会漏风损失和排烟热损失加大，过小则会使炉膛因正压而向外喷火，这样的操作方式不安全而且对环境污染严重。采用变频器闭环控制后，就可以做到负压的精确控制。
2.2 变频器可以自动控制蒸汽压力
变频器通过蒸汽压力传感器测量到的压力值，可以利用内置的调节功能对锅炉的炉排和鼓风机进行自动的同步调节，从而有效维持蒸汽压力的稳定。风机内蒸汽压力是一项十分重要的参数，如果波动过大会影响到正常的生产工作和产品的质量。而采用变频器闭环控制就可以随时跟踪蒸汽压力的变化，并随时进行控制。
2.3变频器汽包的液位进行自动控制
和上述方式一样，变频器通过测量到的汽包液位值，使用自带调节功能进行调节，从而维持汽包水位的稳定。水位的大小会严重影响到蒸发的效果和锅炉的安全。采用变频器闭环控制后，给水泵的转速自动跟踪汽包液位的变化，做到精确控制。锅炉电气系统变频器的使用，能够有效提高锅炉的运行可靠性和运行安全性，另一方面，还改善了燃烧条件，大量减少了烟尘的排放量，降低了环境的污染程度，同时还大大降低了劳动强度，提高了产品的生产效率，最终使企业受益。
3、变频器系统配置设计要点
3.1 通过接触器来控制变频器启、停时，接触器必须放在变频器后，因变频器带电初始化需要一段时间。如果接触器在变频器前，在接触器吸合并给变频器启动信号的同时，变频器还没有初始化完毕，致使变频器不能正确启动。如：在进行75t/hCFB锅炉埋刮板给煤机调试时，初期就是将接触器放在变频器前，结果变频器没有正常启动，后来将接触器放在变频器后就正常了。
3.2在设备排列布置时，应该注意将变频器单独布置，尽量减少可能产生的电磁辐射干扰。在实际工程中，由于受到房屋面积的限制往往不可能有单独布置的位置，应尽量将容易受干扰的弱电控制设备与变频器分开。
3.3变频器电源输人侧可采用容量适宜的空气开关作为短路保护，但不可频繁操作。因为变频器内部有大电容，其放电过程较为缓慢，频繁操作将造成过电压而损坏内部元件。
3.4控制变频调速电机启动、停止，如果由接触器来控制时，切记频繁的操作有可能损坏变频器内部元件。
3.5尽量减少变频器与控制（DCS）统不必要的连线，以避免传导 干扰。除了控制系统（DCS）与变频器之间必须的控制线外，其它如控制电源等应分开。由于控制系统及变频器均需要24V直流电源，有时变频器会通过直流电源对控制系统（DCS）产生传导干扰，所以在设计中或订货时要特别加以说明，要求用两个直流电源分别对两个系统供电。
3.6注意变频器对电网的干扰。变频器在运行时产生的高次谐波会对电网产生影响，使电网波型严重畸变，可能造成电网电压降很大、电网功率因数很低，大功率变频器应特别注意。解决的方法主要有采用无功自动补偿装置以调节功率因数，同时可以根据具体情况在变频器电源进线侧加装电抗器以减少对电网产生的影响。
3.7变频器柜内除本机专用的空气开关外，不宜安置其它操作性开关电器，以免开关噪声人侵变频器，造成误动作。
3.8应注意限制最低转速。在低转速时，电机噪声增大，电机冷却能力下降，若负载转矩较大或满载，可能烧毁电机。
3.9注意防止发生共振现象。由于定子电流中含有高次谐波成分，电机转矩中含有脉动分量，有可能造成电机的振动与机械振动产生共振，使设备出现故障。应在预先找到负载固有的共振频率后，利用变频器频率跳跃功能设置，躲开共振频率点。锅炉电气性能分析及存在的问题锅炉电气单元及拖动机构一般由鼓和除渣泵（除灰泵）组成。在原有的锅炉系统中一般都采用以下方式：鼓、引风机采用离心式风机，利用档板或阀门调节鼓、引风量；给水和循环水系统由给水泵和循环泵完成，给水量、出水量、回水量及水压由阀门调节；利用调速电机和控制器拖动炉排往复运行。
所有电机均工作在工频50Hz状态下（炉排电机除外），电能消耗量大，浪费严重而且噪音大。磁调速电机的滑差部分封闭性差，在运行环境较恶劣的锅炉现场长期使用易产生滑差头抱死的情况，可靠性差，维护工作量大。普通控制方式基本上为手动调节，锅炉运行人员劳动强度大、控制精度低，由于水量、压和风量、压不能准确控制，致使水、煤量消耗较大，原有的自藕降压启动装置在电机启动时仍存在较大的冲击电流，对一次开关回路电器元件、二次继电回路仪表和电缆的容量要求较高且系统可靠性较低，维护工作量大等。
参考文献：
[1]李兴艳.浅谈锅炉燃煤系统中变须器应用需注意的几个问题[J].甘肃科技纵横，2013.
[2]杨芳红.工业燃煤锅炉电器节能方法研[J].现代机械，2010.