Giải pháp ứng dụng biến tần 3 pha điều khiển quạt lò hơi

Việc ứng dụng biến tần 3 pha điều khiển hệ thống quạt lò hơi – nồi hơi giúp hệ thống ổn định áp suất hơi, tiết kiệm điên năng, motor quạt khởi động êm, tránh được tác động của dòng khởi động, giúp bảo vệ động cơ, bảo vệ dây cua-roa, chống sốc cơ khí, giảm chi phí bảo trì, bảo dưỡng. Đây là yếu tố đóng vai trò quan trọng giúp doanh nghiệp hoạt động hiệu quả, nâng cao năng lực cạnh tranh trên thị trường.

Biến tần là gì ?

Biến tần là thiết bị làm thay đổi tần số dòng điện đặt lên cuộn dây bên trong động cơ và thông qua đó biến tần có thể điều khiển tốc độ động cơ một cách vô cấp, không cần dùng đến các hộp số cơ khí. Biến tần thường sử dụng các linh kiện bán dẫn để đóng ngắt tuần tự các cuộn dây của động cơ để làm sinh ra từ trường xoay làm quay rô-to (rotor).

Hiện trên thị trường có 2 loại biến tần là biến tần 1 pha và biến tần 3 pha. Biến tần 1 pha là một thiết bị sử dụng nguồn điện đầu vào là 1 pha 220v  đầu ra sẽ cho 3 pha 220v /380v để ứng dụng vào loại động cơ 3 pha 220v/380v. Biến tần 3 pha là loại biến tần có thiết bị đầu vào là 3 pha 220v hoặc 480v, được ứng dụng rộng rãi hầu hết các loại máy móc, thiết bị công nghiệp trong nhà máy.

Nguyên lý hoạt động của biến tần

Để hiểu được nguyên lý biến tần, ta xem sơ đồ mạch như trên. Đầu tiên, nguồn điện xoay chiều 1 pha hay 3 pha đi qua biến tần được chỉnh lưu và lọc thành nguồn 1 chiều bằng phẳng. Công đoạn này được thực hiện bởi bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện. Nhờ vậy, hệ số công suất cosphi của hệ biến tần đều có giá trị không phụ thuộc vào tải và có giá trị ít nhất 0.96.

Điện áp một chiều này được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng. Công đoạn này hiện nay được thực hiện thông qua hệ IGBT (transistor lưỡng cực có cổng cách ly) bằng phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM). Nhờ tiến bộ của công nghệ vi xử lý và công nghệ bán dẫn lực hiện nay, tần số chuyển mạch xung có thể lên tới dải tần số siêu âm nhằm giảm tiếng ồn cho động cơ và giảm tổn thất trên lõi sắt động cơ.

Hệ thống điện áp xoay chiều 3 pha ở đầu ra có thể thay đổi giá trị biên độ và tần số vô cấp tuỳ theo bộ điều khiển. Theo lý thuyết, giữa tần số và điện áp có một quy luật nhất định tuỳ theo chế độ điều khiển. Đối với tải có mô men không đổi, tỉ số điện áp – tần số là không đổi.

Tuy vậy với tải bơm và quạt, quy luật này lại là hàm bậc 4. Điện áp là hàm bậc 4 của tần số. Điều này tạo ra đặc tính mô men là hàm bậc hai của tốc độ phù hợp với yêu cầu của tải bơm/quạt do bản thân mô men cũng lại là hàm bậc hai của điện áp.

Hiệu suất chuyển đổi nguồn của các bộ biến tần rất cao vì sử dụng các bộ linh kiện bán dẫn công suất được chế tạo theo công nghệ hiện đại. Nhờ vậy, năng lượng tiêu thụ xấp xỉ bằng năng lượng yêu cầu bởi hệ thống.

Lò hơi – nồi hơi là gì ?

Lò hơi công nghiệp hay còn gọi là nồi hơi là thiết bị sản xuất ra hơi nước cung cấp cho các thiết bị máy móc sử dụng trong các lĩnh vực công nghiệp như chế biến thực phẩm, dệt nhuộm, sản xuất giấy, bao bì…Tùy theo nhu cầu sử dụng mà người dùng tạo ra nguồn hơi có nhiệt độ và áp suất phù hợp, đáp ứng cho các loại công nghệ khác nhau.

Xem thêm: Giải pháp biến tần điều khiển bơm cấp nước lò hơi

Hệ thống lò hơi tương đối đa dạng, tuỳ thuộc vào loại nhiên liệu đầu vào mà chia hệ thành lò hơi thành 3 loại. Lò hơi ghi xích đốt than sử dụng nguồn nhiên liệu đầu vào là than, trấu, mùn cưa, vỏ hạt điều, mía…, lò hơi đốt dầu sử dụng nguồn nhiên liệu dầu như (dầu DO, FO,khí tự nhiện, gas). Lò hơi tầng sôi sử dụng nhiên liệu đầu vào là than đá, nhiên liệu sinh khối, rác thải công nghiệp, rác thải sinh hoạt đã phân loại.

Lò hơi đốt dầu

               Lò hơi ghi xích 

Hệ thống quạt công nghiệp trong lò hơi – Nồi hơi

Quạt cao áp vận chuyển nhiên liệu

Thông thường quạt cao áp vận chuyển nhiên liệu được sử dụng lắp thêm trong hệ thống lò hơi ghi xích đốt than bởi nhiên liệu đầu vào của loại lò hơi này là mùn cưa, trấu, vỏ hạt điều, bã mía…Đây là loại nhiên liệu thể rắn, có trọng lượng lớn nên cần lực đẩy khỏe để vận chuyển nguyên liệu vào trong nồi hơi.

Quạt cấp khí tươi

Quạt cấp khí tươi được sử dụng trong các loại nồi hơi. Quạt cấp khí tươi có nhiệm vụ cung cấp không khí (Oxy) liên tục vào buồng đốt lò hơi với áp suất, lưu lượng và công suất phù hợp nhằm đảm bảo quá trình cháy và sinh nhiệt liên tục.

Quạt hút khói

Quạt hút khói có nhiệm vụ vận chuyển sản phẩm cháy trong lò hơi. Chúng đi qua các bề mặt hấp thụ nhiệt và trở lực khí động (Cụm ống sinh hơi đối lưu, Bộ hâm nước, Bộ sấy không khí, Bộ xử lý bụi…), cuối cùng là thoát ra ống khói.

Ứng dụng biến tần 3 pha cho quạt lò hơi – Nồi hơi

Hiện nay, các hệ thống quạt dùng trong lò hơi công nghiệp như quạt cao áp, quạt cấp khí tươi và quạt hút khói luôn chạy trực tiếp điện lưới. Vì vậy, động cơ hoạt động liên tục với công suất 100%, vào những lúc lượng hơi đủ, thay vì dừng chạy hoặc chạy với tốc độ thấp thì quạt vẫn hoạt động, gây lãng phí điện năng rất lớn.

Một số dòng lò hơi cũ sử dụng công tắc áp suất điều khiển On/Off quạt hút và quạt thổi để cung cấp khí và xả khí ra môi trường. Quy trình này tồn tại một số hạn chế như:

• Việc đóng mở thường xuyên trong quá trình vận hành làm cho Motor nhanh hư hỏng, nguồn điện mất ổn định, hệ thống vận hành tạm thời gây hao tổn điện năng và tăng giá thành sản xuất.
• Nguyên tắc điều khiển theo chế độ đóng mở motor có nhược điểm là khi áp suất đầu ra đủ, buồng đốt đc đóng kín, quạt hút và quạt đẩy dừng hẳn, nhiên liệu đốt là Than, Củi, Trấu đang cháy không đủ khí Oxi để cháy tiếp sẽ sinh ra nhiều khói thải, khí thải và nồng độ những chất độc hại tăng đột ngột.

Để giải quyết vấn đề trên, giải pháp lắp đặt biến tần 3 pha cho quạt lò hơi được nhiều doanh nghiệp ứng dụng trong sản xuất với nhiều ưu điểm:

• Motor quạt khởi động êm, tránh được tác động của dòng khởi động, giúp bảo vệ động cơ, bảo vệ dây cua-roa, chống sốc cơ khí, giảm chi phí bảo trì, bảo dưỡng
• Lượng điện giảm 20%, tương đương với chi phí tiết kiệm mỗi tháng lên đến hàng trăm triệu đồng.
• Bảo vệ động cơ điện khỏi các lỗi mất pha, chạm pha, quá tải, quá áp…
• Tiết kiệm được nguyên liệu đầu vào, tăng sức cạnh tranh trên thị trường.

Xem thêm:

• Giải pháp Biến tần điều khiển hệ thống Lò hơi
• Giải pháp tiết kiệm năng lượng cho Hệ thống Lò hơi công nghiệp

Các dòng biến tần 3 pha điều khiển quạt trong lò hơi

Các dòng sản phẩm biến tần Hoàng Gia Automation đang cung cấp trong hầu hết các hệ thống lò hơi công nghiệp bao gồm:

 Biến Tần INVT cho quạt lò hơi

Biến Tần Siemens cho quạt lò hơi

Đơn Vị Cung Cấp Giải Pháp Và Phân Phối Sản Phẩm Biến Tần 3 pha Cho quạt lò hơi