鍋爐鼓風(fēng)機的改造方案

1 引言

大型風(fēng)機是工礦企業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，其耗電常達到企業(yè)電力消耗的1/3以上。這些風(fēng)機常在50%～70%甚至更低的流量下運行。這是因為，一方面設(shè)備的設(shè)計時常留有一定的余量，另一方面，由于工況的變化需要風(fēng)機輸出不同的風(fēng)量。鍋爐鼓風(fēng)機為9—196D型，其額定參數(shù)為流量Q=6330m3/h，轉(zhuǎn)速n=1450r/min，驅(qū)動電機是功率為400KW型號為Y400—4的三相異步交流電動機。鼓風(fēng)機工作時，需根據(jù)鍋爐的情況隨時調(diào)節(jié)風(fēng)量，而控制風(fēng)量的方法是調(diào)節(jié)風(fēng)門。多年來鍋爐鼓風(fēng)機工作時的流量一般為額定流量的50%～70%，消耗的電能有30%～50%被浪費，因此對其進行節(jié)能改造勢在必行。
2 節(jié)能改造方法的確定 　　

2.1 分析鍋爐鼓風(fēng)機的工作特性 　　 　　 　　 　　

鍋爐鼓風(fēng)機的工作特性主要由風(fēng)壓—風(fēng)量（H—Q）特性曲線來表述的。H—Q曲線是表示當(dāng)轉(zhuǎn)速恒定時H與Q之間關(guān)系的特性，根據(jù)特性曲線可以看出當(dāng)轉(zhuǎn)速恒定時H與Q成反比，當(dāng)Q減小時H增大，而軸功率Ps與H、Q乘積成正比，所以Ps無明顯變化。又因為風(fēng)機的耗電與軸功率Ps成正比，所以在轉(zhuǎn)速恒定的情況下無法達到節(jié)能的目的，因此必須調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。

2.2 變頻調(diào)速法的確定

采用調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速控制風(fēng)量的方法和常用的調(diào)節(jié)風(fēng)門的方法相比有顯著的節(jié)能效果，曲線1為恒速n1下的H—Q特性曲線，曲線2為管網(wǎng)風(fēng)阻特性曲線（風(fēng)門全開）。當(dāng)需要調(diào)節(jié)風(fēng)量時，例如，所需風(fēng)量從減小到額定風(fēng)量的70%即從圖中的Q1減小到Q2，如果用調(diào)節(jié)風(fēng)門的方法調(diào)節(jié)時，管網(wǎng)風(fēng)阻特性曲線從2變到3，此時系統(tǒng)工作點從A移至B，可以看出雖然風(fēng)量降低了，但風(fēng)壓從H1變到H2增加了，因此軸功率Ps基本沒有減小。而采用調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)風(fēng)量時，風(fēng)機的轉(zhuǎn)速由原來的n1降至n2，根據(jù)風(fēng)機參數(shù)比例定律可以畫出轉(zhuǎn)速n2下的H—Q特性曲線4，此時風(fēng)機工作在C點，從圖中可以看出在滿足同樣風(fēng)量Q2的情況下，風(fēng)壓將大幅度下降到H3，軸功率Ps也將隨之大幅度下降。由此可見對鍋爐鼓風(fēng)機進行變速調(diào)節(jié)，就可以達到節(jié)能的目的。

而調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速必須通過調(diào)節(jié)驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速來完成，在眾多的調(diào)節(jié)方法中經(jīng)比較，變頻調(diào)速技術(shù)*，調(diào)*率高，調(diào)速性能好，改造方便，因此決定，采用變頻調(diào)速技術(shù)對鍋爐鼓風(fēng)機進行節(jié)能改造，不但可達到節(jié)能的目的，同時還可提高裝置的自動控制水平。

3 鍋爐鼓風(fēng)機的變頻調(diào)速改造

3.1 變頻調(diào)速的工作原理

變頻調(diào)速的主要工作原理是將三相交流工頻電源經(jīng)大功率整流元件整流，變成直流，再將直流電用正弦波脈寬調(diào)制技術(shù)逆變?yōu)轭l率可調(diào)、幅度亦隨之改變的三相交流電，以此為電源供給電機使用，可以根據(jù)需要將電源頻率調(diào)節(jié)到一定的值。

鍋爐鼓風(fēng)機的電機采用的是交流三相異步電動機，其轉(zhuǎn)速與電源頻率的關(guān)系為n=60f（1-s）/p
式中：
n—電機轉(zhuǎn)速
f—電源頻率
p—電機的磁極對數(shù)
s—電機的轉(zhuǎn)差率，對確定的電機可視為定值

從式中可以看出轉(zhuǎn)速n正比于電源頻率f，調(diào)節(jié)f就可以達到調(diào)節(jié)n的目的。

3.2 高壓變頻器的選定與安裝

（1）根據(jù)電機容量，選用HARSVER—A系列A06/050型高壓變頻器，該變頻器適用于火力發(fā)電廠的風(fēng)機水泵等高壓設(shè)備，特點是參數(shù)顯示清晰、性能*、維護簡單、節(jié)能效果明顯等，其電壓等級為6KV，額定電流為50A，容量為500 KV A。

2）安裝接線，維護與檢修需按說明樣圖。

4 改造后的運行效果
　
4.1 節(jié)能
（1）節(jié)能效果。改造前單臺月耗電量約為203100KWh，改造后單臺月耗電量約為36984 KWh（月運行時間均為600小時），每月可節(jié)約電量1661161 KWh。

（2）經(jīng)濟效益。按電價0.44元/ KWh計算，每月節(jié)省電費約73091元。鍋爐鼓風(fēng)機的變頻改造總投資約80萬元，經(jīng)一年的運行即可收回全部投資，經(jīng)濟效益顯著。

4.2 改善了系統(tǒng)的監(jiān)控性和可靠性，提高了工作效率，減少了檢修和維修的工作量。

4.3 限制啟動電流，消除電機啟停對機械的沖擊，延長了設(shè)備的使用壽命。

5 結(jié)論

對鍋爐鼓風(fēng)機進行變頻調(diào)速改造后，不僅節(jié)能效果良好經(jīng)濟效益顯著，而且改善了系統(tǒng)的監(jiān)控性和可靠性，延長了設(shè)備的使用壽命，因此是一次成功的改造。