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一、引言
鍋爐在選用與其配套的風機容量時,均是按鍋爐的最大蒸發量予以考慮,且留有20%風壓和20%流量的裕量。這就是說,即使鍋爐全載運行,其風門開度也不會是100%,最多僅能達到80%左(zuo)右(you),並(bing)且(qie)鍋(guo)爐(lu)根(gen)據(ju)季(ji)節(jie)不(bu)同(tong)負(fu)荷(he)量(liang)也(ye)會(hui)相(xiang)應(ying)變(bian)化(hua)。此(ci)外(wai),風(feng)機(ji)在(zai)選(xuan)用(yong)其(qi)配(pei)套(tao)電(dian)動(dong)機(ji)時(shi),也(ye)留(liu)有(you)一(yi)定(ding)裕(yu)量(liang)。因(yin)而(er)在(zai)鍋(guo)爐(lu)的(de)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)中(zhong),其(qi)電(dian)動(dong)機(ji)總(zong)是(shi)處(chu)於(yu)不(bu)全(quan)載(zai)情(qing)況(kuang)下(xia)運(yun)行(xing)。因(yin)此(ci),對(dui)鍋(guo)爐(lu)風(feng)機(ji)的(de)節(jie)能(neng)改(gai)造(zao)具(ju)有(you)十(shi)分(fen)重(zhong)要(yao)的(de)經(jing)濟(ji)意(yi)義(yi)。風(feng)機(ji)係(xi)統(tong)中(zhong)流(liu)量(liang)的(de)調(tiao)節(jie)常(chang)采(cai)用(yong)改(gai)變(bian)擋(dang)板(ban)開(kai)度(du)的(de)方(fang)式(shi),因(yin)而(er)在(zai)擋(dang)板(ban)上(shang)產(chan)生(sheng)了(le)附(fu)加(jia)的(de)壓(ya)力(li)損(sun)失(shi)。浪(lang)費(fei)了(le)大(da)量(liang)能(neng)源(yuan)。采(cai)用(yong)變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)技(ji)術(shu)改(gai)造(zao)風(feng)機(ji)係(xi)統(tong),不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)節(jie)約(yue)能(neng)源(yuan),而(er)且(qie)使(shi)係(xi)統(tong)運(yun)行(xing)更(geng)加(jia)合(he)理(li)可(ke)靠(kao)。
二、節能分析
變頻調速技術的基本原理是根據電機轉速與工作電源輸入頻率成正比的關係: n =60 f(1-s)/p,(式中n、f、s、p分別表示轉速、輸入頻率、電機轉差率、電機磁極對數);通過改變電動機工作電源頻率達到改變電機轉速的目的。通過流體力學的基本定律可知:風機、泵類設備均屬平方轉矩負載,其轉速n與流量Q,壓力H以及軸功率P具有如下關係:Q∝n ,H∝n2,P∝n3;即,流量與轉速成正比,壓力與轉速的平方成正比,軸功率與轉速的立方成正比。如下圖示為壓力H-流量Q曲線特性圖: 
n1-代表電機在額定轉速運行時的特性;
n2-代表電機降速運行在n2轉速時的特性;
R1-代表風機、泵類管路阻力最小時的阻力特性;
R2-代表風機、泵類管路阻力增大到某一數組時的阻力特性。
風機、泵類在管路特性曲線R1工作時,工況點為A,其流量壓力分別為Q1、H1,此時風機、泵類所需的功率正比於H1與Q1的乘積,即正比於AH1OQ1的麵積。由於工藝要求需減小流量到Q2,實際上通過增加管網管阻,使風機、泵類的工作點移到R2上的B點,壓力增大到H2,這時風機、泵類所需的功率正比於H2與Q2的乘積,即正比於BH2OQ2的麵積。顯然風機、泵類所需的功率增大了。這種調節方式控製雖然簡單、但功率消耗大,不利於節能,是以高運行成本換取簡單控製方式。
若采用變頻調速,風機轉速由n1下降到n2,這時工作點由A點移到C點,流量仍是Q2,壓力由H1降到H3,這時變頻調速後風機所需的功率正比於H3與Q2的乘積,即正比於CH3OQ2的麵積,由圖可見功率的減少是明顯的。對於風機、泵類設備采用變頻調速後的節能效果,通常采用以下兩種方式進行計算:若采用變頻調速,風機轉速由n1下降到n2,這時工作點由A點移到C點,流量仍是Q2,壓力由H1降到H3,這時變頻調速後風機所需的功率正比於H3與Q2的乘積,即正比於CH3OQ2的麵積,由圖可見功率的減少是明顯的。對於風機、泵類設備采用變頻調速後的節能效果,根據風機平方轉矩負載關係式:P / P0=(n / n0)3計算(P0額定轉速n0時的功率;P為轉速n時的功率),當電機在額定轉速的80%運行時,理論上其消耗的功率為額定功率的(80%)3,即51.2%,去除機械損耗電機銅、鐵損等影響。節能效率也接近40% 。
節能效果計算
(1)1#、2#鍋爐引風機200KW,鼓風機110KW,二次風機110KW。假設風量在80%―50%之間變化,變頻器平均節電率為30%,電費按0.5元/KWH,一年運行天數300,則1#、2#鍋爐風機每年節約的電費:
2*(200+110+110)*30%*24*300*0.5=907200元。
(2) 3#鍋爐引風機220KW,鼓風機200KW,二次風機110KW。假設風量在80%―50%之間變化,變頻器平均節電率為30%,電費按0.5元/KWH,一年運行天數300,則每年節約的電費:(220+200+110)*30%*24*300*0.5=572400元。
三、改造前設備工況
貴公司設備是通過調節擋風板和閥門的開啟角度的機械調節方法來滿足不同的用風量,這種操作方式的缺點是:(1)電機及風機的轉速高,負荷強度重,電能浪費嚴重;(2)調節精度差,控製不精確;(3)電氣控製直接起動,啟動時電流對電網衝擊大,需要的電源(電網)容量大,功率因素較低;(4)起動時機械衝擊大,設備使用壽命低;(5)電氣保護特性差,當負載出現機械故障時不能瞬間動作保護設備等。采用變頻器可實現大的電動機的軟停、軟起,避免了啟動時的電壓衝擊,減少電動機故障率,延長使用壽命,同時也降低了對電網的容量要求和無功損耗。
四、變頻改造方案
根gen據ju原yuan有you控kong製zhi係xi統tong,可ke以yi做zuo如ru下xia改gai動dong,保bao持chi原yuan有you係xi統tong不bu變bian,增zeng加jia變bian頻pin櫃gui,係xi統tong各ge台tai電dian機ji均jun由you相xiang應ying變bian頻pin器qi驅qu動dong,在zai變bian頻pin器qi出chu現xian故gu障zhang時shi可ke選xuan擇ze工gong頻pin啟qi動dong,以yi使shi用yong原yuan有you的de控kong製zhi係xi統tong。也ye可ke以yi直zhi接jie用yong雙shuang投tou開kai關guan,在zai變bian頻pin器qi出chu現xian故gu障zhang時shi將jiang雙shuang投tou開kai關guan切qie向xiang原yuan有you的de控kong製zhi係xi統tong,保bao證zheng生sheng產chan的de連lian續xu性xing。通tong過guo調tiao節jie電dian位wei器qi以yi調tiao節jie各ge變bian頻pin器qi的de頻pin率lv,保bao證zheng一yi定ding的de煤mei風feng比bi例li。負fu壓ya則ze通tong過guo顯xian示shi的de壓ya力li情qing況kuang,人ren為wei地di調tiao節jie變bian頻pin器qi的de頻pin率lv。變bian頻pin櫃gui控kong製zhi電dian氣qi圖tu如ru下xia:
工變頻切換圖 
采用雙投開關圖 
根據貴公司的實際情況和達到更好的節能效果,可以對下麵設備進行改造,下表為變頻改造參數表:
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設備名稱 |
極數 |
電機功率 |
變頻器型號 |
備注 |
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1#爐引風機 |
四極 |
200KW |
CDI9000-P200 T4 |
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1#爐送風機 |
二極 |
110KW |
CDI9000-P110 T4 |
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1#爐二次風機 |
二極 |
110KW |
CDI9000-P110 T4 |
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3#爐引風機 |
六極 |
220KW |
CDI9000-P220 T4 |
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3#爐送風機 |
四極 |
200KW |
CDI9000-P200 T4 |
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3#爐二次風機 |
四極 |
110KW |
CDI9000-P110 T4 |
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五、總結
采用變頻器控製將有以下諸多優點:
(1)、采用變頻器控製電機的轉速,取消擋板調節,降低了設備的故障 率,節電效果顯著;
(2)、采用變頻器控製電機,實現了電機的軟啟動,延長了設備的使用壽 命,避免了對電網的衝擊; (3)、電機將在低於額定轉速的狀態下運行,減少了噪聲對環境的影響;; (4)、具有過載、過壓、過流、欠壓、電源缺相等自動保護功能; (5)、安裝時可不破壞原有的配電設施, 具有工變頻切換,保證生產的連續性
shijianzhengming,bianpingaizaojuyouxianzhudejiedianxiaoguo,shiyizhonglixiangdetiaosukongzhifangshi。jitigaoleshebeixiaolv,youmanzuleshengchangongyiyaoqiu,bingqiehaidadajianshaoleshebeiweihu、維wei修xiu費fei用yong,另ling外wai當dang采cai用yong變bian頻pin調tiao速su時shi,由you於yu變bian頻pin裝zhuang置zhi內nei的de直zhi流liu電dian抗kang器qi能neng很hen好hao的de改gai善shan功gong率lv因yin數shu,也ye可ke以yi為wei電dian網wang節jie約yue容rong量liang。直zhi接jie和he間jian接jie經jing濟ji效xiao益yi十shi分fen明ming顯xian。
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