为提高锅炉的安全性,对鹤岗某肥皂厂的一台链条炉排式10t/h燃煤蒸汽锅炉(SHL10-1.57)进行变频改造。1998年5月底,该炉运行正常,改造的项目未出一次故障,具有很高的可靠性。锅炉未因鼓、引风机和进水泵及其电动机出过一次故障,具有很高的安全性。

一、改造的前后的安全可靠性

肥皂行业的生产特点是连续性生产,往往由于蒸汽压力不足或停汽,造成停产。在锅炉本体的因素保证后,主要取决于锅炉三大辅机(引风机、鼓风机和进水泵)的安全性。为此。除经常抢修外,还定期维修、更换和更新三大辅机系统的部分设备,包括维修鼓风机的电动机4次、更换鼓风机的轴承座2次、维修鼓风机的底座1次,维修引风机的电动机5次,更换引风机的轴承座3次,维修引风机的风叶1次,维修进水泵的电动机3次,维修进水泵4次,更换进水泵1次,维修和更换各种手动阀门、电动阀门、电磁调节阀、炉顶进水止回阀等41次,更换各种空气开关、交流接触器32次。 鼓、引风机改造后已运行一年四个月,给水泵改造后已运行一年八个月,改造项目本身没有出过一次故障,具有很高的可靠性;锅炉没有因三大辅机系统出过一次故障,提高了锅炉的安全性,同时提高了锅炉的进水连续性即汽包水位安全性。

改造后进水泵在工作时,首先由于电动机软启动,明显避免了的对进水管网的冲击,消除了阀门等的损坏;电动机启动电流由额定电流的5倍(实测310A左右)下降到0.7倍(实测45A左右),避免了对电动机定子绕组绝缘层的冲击,消除了电动机的损坏。然后由于进水泵电动机运行在额定频率的0.84倍(实测42Hz左右)连续进水,根据f1/f2=n1/n2,进水泵及电动机转速在额定转速的0.84倍(实测2478r/min左右),减少了机械磨损,消除了进水泵体、电动机轴承的损坏;电动机运行电流由额定电流(60A)下降到0.55倍(实测35A左右),避免了对电动机定子绕组绝缘层的热老化,消除了电动机的损坏。

改进后鼓、引风机在工作时,首先由于电动机软启动,电动机启动电流由额定电流的5倍(实测分别为160、400A左右)下降到0.7倍(实测分别为20.54A左右),避免了对电动机定子绕组绝缘层的冲击,消除了电动机损坏。由于鼓、引风机电动机运行在额定频率的0.8倍(实是40Hz左右)连续运行,根据f1/f2=n1/n2,鼓、引风机电动机转速在额定转速的0.8倍(实测分别为1160、1456r/min左右),减少了机械磨损,消除了鼓、引风机体、电动机轴承的损坏;鼓、引风机电动机运行电流由额定电流(30A)下降到0.57倍(实测17A左右),引风机电动机运行电流由额定电流(79A)下降到0.58倍(实测46A左右)避免了对电动机定子绕组绝缘层的热老化,消除了电动机的损坏。

二、改造措施

(1)改造措施的要求。针对该厂锅炉的安全性主要取决于三大辅机的现状,锅炉变频改造的范围确定在鼓、引风机和给水泵,改造的对象确定在控制电路,改造的手段为电动机变频调速运行,改造的目的为降低转速和电流,从而降低机械和电气故障率,提高三大辅机和锅炉整体的安全性,为把改造后因司炉操作方法的改变带来的误操作可能性降到最低限度,要求改造后的司炉操作方法基本不变。

(2)改造措施的原理。在原有的鼓、引风机和进水泵的电路中,安装鼓风机变频器、引风机变频器、进水泵变频器及其转换电路,做到调速运行电路与全速运行电路互为热备用。在调速运行方式下,把鼓、引风机的碟形阀门开到最大并停用,把进水电动调节阀门关到底并打开旁通阀门。根据锅炉工况,分别调节鼓风机变频器的电位器、引风器变频器的电位器、进水泵变频器的电位器,以满足锅炉对风量、炉膛负压、水压、进水量等的要求。在两种运行方式间转换操作时,只需轻轻拨动按钮开关即可。

(3)改造措施的关键。正因为改造的目的是提高三大辅机和锅炉整体的安全性(节能只是第二位时),就不应拆除原有的鼓、引风机和进水泵的电路,电动机既有调速运行电路,又有全速运行电路,锅炉安全才有的双保险。 每一种新产品都带动一种新的维修技术,变频调速器也不例外。如果锅炉现场的变频调速器发生故障,维修不迅速,那么撤出调速运行电路,投入全速运行电路是非常必要的。因此,在两种运行电路之间设计转换电路是改造措施的关键,,使得操作方便、动作迅速、电路可靠。锅炉本身的安全性对电动机变频改造要求非常苛刻,在电路的安全性设计上稍有不周,就会引起锅炉爆炸,人员伤亡。采用“调速运行电路+全速运行电路→电动机”的方式,是变频调速器进入锅炉领域的新思路。

三、改造措施的可行性

企业的生产用汽存在着高峰、低谷,一段时间内的波动也经常发生,确实需要根据炉况随时调节水量和风量,采用降速(调速)运行方式能够更好地满足锅炉生产工艺的要求。影响锅炉停汽停炉和安全生产的设备因素,集中在两大方面:锅炉本体和三大辅机,目前三大辅机的运行都是采用电动机全速运行,由各种阀门调节风量和水量的方式。□

(编辑/丹桔)