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廠房降溫風(fēng)機(jī)_國產(chǎn)高壓變頻器在電廠風(fēng)機(jī)節(jié)能改造中的應(yīng)用實(shí)踐

1  引言

   隨著現(xiàn)代企業(yè)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，效益最大化是企業(yè)永恒的主題。利用新技術(shù)來提高企業(yè)生產(chǎn)裝置的管理水平和節(jié)能降耗已是各企業(yè)首選的手段之一。高壓變頻節(jié)能技術(shù)隨著國內(nèi)一些生產(chǎn)廠家研制水平的不斷提高，已接近世界同行業(yè)的領(lǐng)先水平,車間通風(fēng)降溫，并以產(chǎn)品性能穩(wěn)定、價(jià)格適宜深得國內(nèi)企業(yè)廣泛接受和應(yīng)用。
    巨化集團(tuán)公司熱電廠#8爐為280T/H鍋爐，采用雙引風(fēng)機(jī)式，風(fēng)機(jī)型號為Y4-60-11N022.5D，配置功率為630kW，電壓為kV的三相交流異步電動機(jī)，風(fēng)門采用檔板調(diào)節(jié)，正常運(yùn)行開度為50%左右，形成檔板兩側(cè)風(fēng)壓差，造成節(jié)流損失;同時(shí)風(fēng)機(jī)檔板執(zhí)行機(jī)構(gòu)為大力矩電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，故障較多，風(fēng)機(jī)自動率較低。為此我們對引風(fēng)量調(diào)節(jié)進(jìn)行變頻調(diào)速技術(shù)改造，以達(dá)到節(jié)能降耗及提高調(diào)節(jié)自動化水平�，F(xiàn)就改造過程中的一些工作情況介紹如下,車間排煙系統(tǒng)。

2  變頻器容量的選擇

    一般情況下變頻器容量大小的選擇與電動機(jī)容量相同，這樣能滿足電機(jī)在額定出力內(nèi)進(jìn)行不同轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。但在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)工作中，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行工況來選擇合適的變頻器容量，既能滿足生產(chǎn)需要，又能節(jié)省變頻器投資及減少配套設(shè)施。我們根據(jù)我廠#8爐引風(fēng)機(jī)的配置及正常運(yùn)行工況，了解到當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)人員考慮風(fēng)道內(nèi)裝有脫硫裝置以及檔板開度在70%左右調(diào)節(jié)特性較好，所以配置了630kW的電機(jī)。同時(shí)我們也對額定工況下引風(fēng)機(jī)功率進(jìn)行了分析，在各種工況下引風(fēng)機(jī)功率都不會大于350kW。我們認(rèn)為如果采用變頻調(diào)速，風(fēng)門全開，節(jié)流損失會較大減少，風(fēng)機(jī)的功率將更不會大于350kW。為此，選擇容量為400kW的變頻器應(yīng)能滿足上述風(fēng)機(jī)在各種工況下不同轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的要求。

3  采用變頻調(diào)速后的效益預(yù)測

    利用變頻器作為風(fēng)量的調(diào)節(jié)器，最直接的效益就是節(jié)能降耗,車間降溫。各用戶可根據(jù)自己的的改造對象進(jìn)行初步分析計(jì)算，以了解改造后節(jié)能的投資回報(bào)率及風(fēng)機(jī)運(yùn)行的一些基本參數(shù)。
    采用變頻調(diào)速的主要特點(diǎn)是消除或減少檔板的節(jié)流損失，節(jié)能的效果與風(fēng)機(jī)的性能、運(yùn)行工況、檔板的開度等有關(guān)。下面就例舉我廠#8爐風(fēng)機(jī)改造測算情況作一介紹。

3.1 引風(fēng)機(jī)的性能曲線

    型號為Y4-60-11N022.5D，其風(fēng)機(jī)性能參數(shù)如表1所示:
   



根據(jù)表1所給參數(shù)畫出流量、壓力曲線(AB)如圖1所示。


 圖1    引風(fēng)機(jī)的流量、壓力曲線



3.2 引風(fēng)機(jī)的實(shí)際測量

我廠2002年9月9日的測試結(jié)果如表2。



3.3  利用相似理論分析風(fēng)機(jī)采用變頻后的參數(shù)

    圖1中AB曲線是風(fēng)機(jī)性能曲線，在近似額定轉(zhuǎn)速下，表示風(fēng)機(jī)流量與風(fēng)壓之間的關(guān)系。但在實(shí)際運(yùn)行工況中表2所示，風(fēng)機(jī)全壓、流量參數(shù)只需在圖1中C點(diǎn)運(yùn)行。在沒有改造前，風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速不能變，只能靠風(fēng)門節(jié)流。采用變頻調(diào)節(jié)，風(fēng)門全開，可根據(jù)工況所需的風(fēng)機(jī)全壓、流量來改變轉(zhuǎn)速。根據(jù)風(fēng)機(jī)相似理論，風(fēng)機(jī)性能參數(shù)之間關(guān)系為:
Q/Q0=n/n0
P/P0=(n/n0)2(P/P0)
式中:Q―風(fēng)機(jī)流量
    P―風(fēng)機(jī)全壓
    n―轉(zhuǎn)速
    ρ―介質(zhì)密度
根據(jù)上述關(guān)系以及表2所示的運(yùn)行工況，風(fēng)機(jī)變頻后的運(yùn)行性能曲線下移為圖1(abc)所示，其關(guān)系式為:
Qa=QAn/n0　　　　　　　　      　　 (1)
Pa=PA(n/n0)2(ρ/ρ0)　　　　　  　　 　(2)
Qb=QBn/n0　　　　　　　　　　 　      　　　(3)
Pb=PB(n/n0)2(ρ/ρ0)　　　　　　　　　     　(4)

3.4 相關(guān)參數(shù)估算

    (1) 表2工況下轉(zhuǎn)速計(jì)算:
    從圖1(abc)性能曲線所示，為了方便計(jì)算，近似認(rèn)為性能曲線成線性關(guān)系，即:
(Pc-Pb)/(Qc-Qb)= (Pa-Pb)/ (Qa-Qb)　    　　　(5)
由(1)~(5)式可求得變頻后的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為:

    (2) 風(fēng)機(jī)全壓效率估算:
    風(fēng)機(jī)有效功率=全壓*流量/1000
風(fēng)機(jī)全壓效率=有效功率/軸功率
由表1提供的工況A和工況B數(shù)據(jù)可得，風(fēng)機(jī)的全壓效率為0.785和0.726。因此變頻調(diào)速后的風(fēng)機(jī)全壓效率可按0.75進(jìn)行估算。
    (3) 變頻調(diào)速后功率估算
    風(fēng)機(jī)有效功率=全壓×流量/1000
風(fēng)機(jī)軸功率  =風(fēng)機(jī)有效功率/全壓效率
電功率      =風(fēng)機(jī)軸功率/(變頻器效率*電機(jī)效率)
其中:變頻器效率取0.96，電機(jī)效率取0.95。
計(jì)算后參數(shù)匯總見表3。

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