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[摘 要]针对下石节煤矿SZL-15-1.25-AⅡP型锅炉蒸汽压力达不到采暖要求（0.5 MPa）的技术难题，通过采用KBSGZY-200 kVA/6 kV移动变电站、ZJT-280 kW/660 V变频器、JDSB-125型125 kW电机等设备及控制按钮加以解决。实践证明，该改造方案具有较好的应用及推广价值。
[关键词]变频器；锅炉；引风机；改造；应用效果
中图分类号：TM921.51 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）13-0204-02
1 矿井概况
陕西煤化集团铜川矿业公司下石节煤矿是一座高瓦斯、煤/油/气共生的特厚煤层易自燃矿井，主采中侏罗统延安组4-2号煤层，煤层厚度0～34.28 m，一般厚8～12 m，平均厚10.51 m，煤层倾角平缓。矿井采用平峒、斜井综合开拓方式，采煤方法为走向长壁综采放顶煤，一次采全高，采后灌浆，全部垮落法管理顶板，中央并列式通风。采煤的煤种为长焰煤，发热量：5 100～5 300 kcal；含硫：1.8%～2.1%；灰分：18%～22%；水分：10%～12%。工业及采暖锅炉为SZL-15-1.25-AⅡP型，总功率为267 kW，其中最大一台电机功率为75 kW。
2 锅炉存在的问题
我矿SZL-15-1.25-AⅡP新型锅炉自2010年冬季投运以来运行正常，但从2013年冬季起由于居民楼数量增加，供热面积增大，出现锅炉蒸汽压力达不到供暖要求（0.5 MPa）的问题。若增大鼓风量，加大火势，又表现为因锅炉引风机抽风量不足出烟不利，锅炉出现正压烧火现象，锅炉房内烟气缭绕，熏人呛人，锅炉炉体局部钢体烧红，一来危害工作人员身体健康，二来有可能导致锅炉炉体局部钢体烧坏，直接影响我矿职工家属冬季采暖。究其原因：（1）煤质水分大，发热量不高；（2）锅炉炉膛及烟道因煤质含硫量高结硫，又因煤质灰分大烟道壁挂灰，减小了烟道断面；（3）居民楼数量增加，要求供热量增大。
为解决该问题，我矿工程技术人员经过反复分析研究ZJT-280 kW/660 V变频器及JDSB-125型125 kW电机的工作原理，提出了2点解决方案：一是每隔15天对锅炉炉膛及烟道结硫、烟灰进行一次清理，增大烟道断面；二是对锅炉引风机进行变频改造，增加引风机电机功率，提高电机运行频率，从而达到提速增风的目的，以避免正压烧火。根据2014年10月份改造后运行情况来看，锅炉满足了全矿职工家属冬季采暖需要。
3 锅炉引风机的变频提速增风改造
针对KBSGZY-200 kVA/6 kV移动变电站、ZJT-280 kW/660 V变频器及JDSB-125型电机的工作原理及性能进行分析，在不影响锅炉性能的前提下进行了以下改造：
（1）采用一台KBSGZY-200 kVA/6 kV移动变电站向ZJT-280 kW/660 V变频器进行660 V供电。
（2）将原引风机YB-28M-4型电机更换为JDSB-125型电机，使其功率由75 kW提高到125 kW，电压由380 V提高到660 V，频率由50 Hz提高到54 Hz，转速由1 488 r/min提高到1 598 r/min，电流由150 A降低到107 A。使引风机电机功率增加50 kW，转速增加110 r/min，风量明显增大，保证了在煤质差的情况下锅炉蒸汽压力达到采暖要求。
（3）利用原锅炉操作台启动、停止按钮及电流表实现远方操作控制，以便工作人员正常观察及操作。
（4）由于原75 kW引风机电机与现125 kW引风机电机基座号不一致，现引风机电机不能直接与原引风机用对轮连接拖动，故对125 kW引风机电机采用打砼基础的办法，再利用2个φ370 mm皮带轮进行连接拖动。
4 锅炉引风机变频器介绍
三相调速装置接线图如图1所示。
4.1 变频器键盘说明
使用键盘操作，可对调速装置进行功能参数修改、工作状态监控及运行控制（启动、停止）等操作，键盘操作面板示意图如图2所示。
键盘操作面板说明如表1所示。
4.2 变频器键盘显示与操作
4.2.1 显示
运行频率：000.00 Hz；
母线电压：000.00 V；
输出电压：000.00 V；
输出电流：000.00 A；
输出功率：000.00 kW。
4.2.2 操作
（1）按设定进入一级显示菜单：1）基本功能设定；2）电机参数设定；3）V/F控制参数设定；4）矢量控制参数设定；5）启停控制设定；6）PID参数设定；7）故障与保护设定；8）用户密码设定。
（2）一级菜单可通过上翻键或下翻键进行上、下选择，如果选择了某一要设定的选项，按确认进入下一级菜单，进行参数设定。
（3）二、三级菜单均可通过上翻键或下翻键进行选项上、下选择，如果选择某一选项，按确认进入下一级菜单，按返回键返回上一级菜单。
（4）当调速装置处于停止或运行状态时，按返回键逐级返回进入状态查询界面，查看当前状态参数。
4.3 变频器键盘菜单操作说明
4.3.1 参数的修改
选择某一选项，进行参数修改。
说明：在停机或运行显示界面下，按上翻键或下翻键可选择要修改的参数项。输入数字0～9即可进入修改，修改完一位数字后，光标自动移到下一位，进行下一位修改。数字修改完成后，按确认键使修改的参数有效，否则修改无效。按上翻键或下翻键可继续进行上一个或下一个参数修改，按左移键或右移键可选择修改参数的修改位。 操作说明：要进行启动保持时间的修改，在液晶屏显示为一级菜单时，按上翻键或下翻键选择。
4.3.2 功能选项的设定
按上翻键或下翻键选择某一功能选项，并按确认键，则设定该控制方式。按返回键返回上级菜单，被设定模式则有“▲”标志，表示设定完成。
5 锅炉引风机变频调速调风工作原理
如图3所示，接通KBSGZY-200 kVA/6 kV移动变电站、ZJT-280 kW/660 V变频器及JDSB-125型电机电源和控制回路，送上移动变电站、变频器电源，待变频器显示屏显示正常后，在变频器键盘上设定电机运行各项参数及预运行频率（54 Hz，变频器频率在0～100 Hz范围内可调）。按下操作台QA引风机启动按钮，引风机频率由0 Hz逐渐升至54 Hz，电流由0 A逐渐升至107 A，引风机正常工作。若要停运引风机，按下操作台TA引风机停止按钮，引风机频率由54 Hz逐渐降至0 Hz，电流由107 A逐渐降至0 A，引风机停止工作。若需再次启动引风机，待引风机电机完全停稳后方可进行（大约3～5 min），否则变频器会报故障。若报故障，只需按一下变频器键盘上的复位键，故障即可消失，然后方可启动。若引风机风量不能满足要求，可重新设定频率，直至达到要求为止。
6 应用效果
技术改造后，经陕西陕煤铜川矿业公司下石节煤矿实际使用，锅炉运行正常，引风机电机各项运行参数均在许可范围内，且运行良好，很好地解决了锅炉蒸汽压力达不到供暖要求（0.5 MPa）的问题，保证了我矿冬季职工家属的正常采暖，实现了预期目的。
7 结语
陕西陕煤铜川矿业公司下石节煤矿锅炉存在的引风机引风量不足的技术难题，通过进行变频器调频提速增风及增加引风机电机功率的改造得到了解决，实现了锅炉安全运行，确保了正常采暖，对同类锅炉在全国的应用及改造具有广泛的借鉴意义。
参考文献
[1] 辽宁荣信防爆电气有限公司.ZJT-280 kW/660 V变频器使用说明书
[2] 北京朗威达科技发展有限公司.KBSGZY-200 kVA/6 kV移动变电站使用说明书
[3] 中华人民共和国郑州锅炉股份有限公司.SZL-15-1.25-AⅡP型锅炉使用说明书
[4] 陕西陕煤铜川矿业公司下石节煤矿锅炉设计资料（内部资料）
作者简介
段振利（1964—），男，陕西武功人，机电工程师，从事矿井机电工作。
何晓军（1987—），男，陕西渭南人，机电助理工程师，从事矿井机电工作。
[关键词]变频器；锅炉；引风机；改造；应用效果
中图分类号：TM921.51 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）13-0204-02
1 矿井概况
陕西煤化集团铜川矿业公司下石节煤矿是一座高瓦斯、煤/油/气共生的特厚煤层易自燃矿井，主采中侏罗统延安组4-2号煤层，煤层厚度0～34.28 m，一般厚8～12 m，平均厚10.51 m，煤层倾角平缓。矿井采用平峒、斜井综合开拓方式，采煤方法为走向长壁综采放顶煤，一次采全高，采后灌浆，全部垮落法管理顶板，中央并列式通风。采煤的煤种为长焰煤，发热量：5 100～5 300 kcal；含硫：1.8%～2.1%；灰分：18%～22%；水分：10%～12%。工业及采暖锅炉为SZL-15-1.25-AⅡP型，总功率为267 kW，其中最大一台电机功率为75 kW。
2 锅炉存在的问题
我矿SZL-15-1.25-AⅡP新型锅炉自2010年冬季投运以来运行正常，但从2013年冬季起由于居民楼数量增加，供热面积增大，出现锅炉蒸汽压力达不到供暖要求（0.5 MPa）的问题。若增大鼓风量，加大火势，又表现为因锅炉引风机抽风量不足出烟不利，锅炉出现正压烧火现象，锅炉房内烟气缭绕，熏人呛人，锅炉炉体局部钢体烧红，一来危害工作人员身体健康，二来有可能导致锅炉炉体局部钢体烧坏，直接影响我矿职工家属冬季采暖。究其原因：（1）煤质水分大，发热量不高；（2）锅炉炉膛及烟道因煤质含硫量高结硫，又因煤质灰分大烟道壁挂灰，减小了烟道断面；（3）居民楼数量增加，要求供热量增大。
为解决该问题，我矿工程技术人员经过反复分析研究ZJT-280 kW/660 V变频器及JDSB-125型125 kW电机的工作原理，提出了2点解决方案：一是每隔15天对锅炉炉膛及烟道结硫、烟灰进行一次清理，增大烟道断面；二是对锅炉引风机进行变频改造，增加引风机电机功率，提高电机运行频率，从而达到提速增风的目的，以避免正压烧火。根据2014年10月份改造后运行情况来看，锅炉满足了全矿职工家属冬季采暖需要。
3 锅炉引风机的变频提速增风改造
针对KBSGZY-200 kVA/6 kV移动变电站、ZJT-280 kW/660 V变频器及JDSB-125型电机的工作原理及性能进行分析，在不影响锅炉性能的前提下进行了以下改造：
（1）采用一台KBSGZY-200 kVA/6 kV移动变电站向ZJT-280 kW/660 V变频器进行660 V供电。
（2）将原引风机YB-28M-4型电机更换为JDSB-125型电机，使其功率由75 kW提高到125 kW，电压由380 V提高到660 V，频率由50 Hz提高到54 Hz，转速由1 488 r/min提高到1 598 r/min，电流由150 A降低到107 A。使引风机电机功率增加50 kW，转速增加110 r/min，风量明显增大，保证了在煤质差的情况下锅炉蒸汽压力达到采暖要求。
（3）利用原锅炉操作台启动、停止按钮及电流表实现远方操作控制，以便工作人员正常观察及操作。
（4）由于原75 kW引风机电机与现125 kW引风机电机基座号不一致，现引风机电机不能直接与原引风机用对轮连接拖动，故对125 kW引风机电机采用打砼基础的办法，再利用2个φ370 mm皮带轮进行连接拖动。
4 锅炉引风机变频器介绍
三相调速装置接线图如图1所示。
4.1 变频器键盘说明
使用键盘操作，可对调速装置进行功能参数修改、工作状态监控及运行控制（启动、停止）等操作，键盘操作面板示意图如图2所示。
键盘操作面板说明如表1所示。
4.2 变频器键盘显示与操作
4.2.1 显示
运行频率：000.00 Hz；
母线电压：000.00 V；
输出电压：000.00 V；
输出电流：000.00 A；
输出功率：000.00 kW。
4.2.2 操作
（1）按设定进入一级显示菜单：1）基本功能设定；2）电机参数设定；3）V/F控制参数设定；4）矢量控制参数设定；5）启停控制设定；6）PID参数设定；7）故障与保护设定；8）用户密码设定。
（2）一级菜单可通过上翻键或下翻键进行上、下选择，如果选择了某一要设定的选项，按确认进入下一级菜单，进行参数设定。
（3）二、三级菜单均可通过上翻键或下翻键进行选项上、下选择，如果选择某一选项，按确认进入下一级菜单，按返回键返回上一级菜单。
（4）当调速装置处于停止或运行状态时，按返回键逐级返回进入状态查询界面，查看当前状态参数。
4.3 变频器键盘菜单操作说明
4.3.1 参数的修改
选择某一选项，进行参数修改。
说明：在停机或运行显示界面下，按上翻键或下翻键可选择要修改的参数项。输入数字0～9即可进入修改，修改完一位数字后，光标自动移到下一位，进行下一位修改。数字修改完成后，按确认键使修改的参数有效，否则修改无效。按上翻键或下翻键可继续进行上一个或下一个参数修改，按左移键或右移键可选择修改参数的修改位。 操作说明：要进行启动保持时间的修改，在液晶屏显示为一级菜单时，按上翻键或下翻键选择。
4.3.2 功能选项的设定
按上翻键或下翻键选择某一功能选项，并按确认键，则设定该控制方式。按返回键返回上级菜单，被设定模式则有“▲”标志，表示设定完成。
5 锅炉引风机变频调速调风工作原理
如图3所示，接通KBSGZY-200 kVA/6 kV移动变电站、ZJT-280 kW/660 V变频器及JDSB-125型电机电源和控制回路，送上移动变电站、变频器电源，待变频器显示屏显示正常后，在变频器键盘上设定电机运行各项参数及预运行频率（54 Hz，变频器频率在0～100 Hz范围内可调）。按下操作台QA引风机启动按钮，引风机频率由0 Hz逐渐升至54 Hz，电流由0 A逐渐升至107 A，引风机正常工作。若要停运引风机，按下操作台TA引风机停止按钮，引风机频率由54 Hz逐渐降至0 Hz，电流由107 A逐渐降至0 A，引风机停止工作。若需再次启动引风机，待引风机电机完全停稳后方可进行（大约3～5 min），否则变频器会报故障。若报故障，只需按一下变频器键盘上的复位键，故障即可消失，然后方可启动。若引风机风量不能满足要求，可重新设定频率，直至达到要求为止。
6 应用效果
技术改造后，经陕西陕煤铜川矿业公司下石节煤矿实际使用，锅炉运行正常，引风机电机各项运行参数均在许可范围内，且运行良好，很好地解决了锅炉蒸汽压力达不到供暖要求（0.5 MPa）的问题，保证了我矿冬季职工家属的正常采暖，实现了预期目的。
7 结语
陕西陕煤铜川矿业公司下石节煤矿锅炉存在的引风机引风量不足的技术难题，通过进行变频器调频提速增风及增加引风机电机功率的改造得到了解决，实现了锅炉安全运行，确保了正常采暖，对同类锅炉在全国的应用及改造具有广泛的借鉴意义。
参考文献
[1] 辽宁荣信防爆电气有限公司.ZJT-280 kW/660 V变频器使用说明书
[2] 北京朗威达科技发展有限公司.KBSGZY-200 kVA/6 kV移动变电站使用说明书
[3] 中华人民共和国郑州锅炉股份有限公司.SZL-15-1.25-AⅡP型锅炉使用说明书
[4] 陕西陕煤铜川矿业公司下石节煤矿锅炉设计资料（内部资料）
作者简介
段振利（1964—），男，陕西武功人，机电工程师，从事矿井机电工作。
何晓军（1987—），男，陕西渭南人，机电助理工程师，从事矿井机电工作。