DHVECTOL大功率高壓變頻器在國(guó)產(chǎn)超超臨界機(jī)組引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)中的成功 ???? 摘要： 超超臨界火力發(fā)電是世界上成熟先進(jìn)的發(fā)電技術(shù)，目前主蒸汽/再熱汽溫度為600℃的超超臨界機(jī)組供電效率可達(dá)44～45％，在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家中廣泛應(yīng)用并取得了明顯的節(jié)能和減少污染的效果，并且正進(jìn)一步向更高參數(shù)方向發(fā)展，目前我國(guó)新增火力發(fā)電機(jī)組中60萬(wàn)千瓦及以上超超臨界發(fā)電機(jī)組已占25%以上。本文著重介紹DHVECTOL大功率高壓變頻器在華中地區(qū)首臺(tái)660MW超超臨界機(jī)組引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)中的變頻節(jié)能增效情況，結(jié)果表明，采用DHVECTOL大功率高壓變頻器對(duì)引風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速節(jié)能改造，具有投資省、見(jiàn)效快、可靠性高等特點(diǎn)。 ???????? ? 工程概述 ????????????? 華能?chē)?guó)際電力股份有限公司井岡山電廠位于江西省吉安市青原區(qū)，間隔吉安市中心城區(qū)約10公里，間隔南昌市約200公里，距井岡山機(jī)場(chǎng)約40公里，京九鐵路、贛粵高速和105國(guó)道從廠區(qū)西面穿過(guò)，交通便利。 ??????????????華能井岡山電廠規(guī)劃設(shè)計(jì)容量為192萬(wàn)千瓦，分兩期建設(shè)。一期工程（2×300MW燃煤發(fā)電機(jī)組）于1998年11月17日開(kāi)工建設(shè)，＃1機(jī)組于2000年12月17日投產(chǎn)，＃2機(jī)組于2001年8月3日投產(chǎn)； 2009年12月25日7時(shí)16分，隨著二期工程＃4機(jī)組順利通過(guò)168小時(shí)試運(yùn)行，圓滿實(shí)現(xiàn)了＃3、＃4機(jī)組“年內(nèi)雙投”目標(biāo)，電廠總裝機(jī)容量達(dá)到192萬(wàn)千瓦，成為江西省目前裝機(jī)容量最大的發(fā)電廠。二期工程2×660MW超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組采用東方電氣股份有限公司的三大主機(jī)設(shè)備，自投運(yùn)以來(lái)，機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定， 做到了“一是安全運(yùn)行，二是節(jié)能減排”，完全體現(xiàn)和實(shí)踐了胡錦濤總書(shū)記來(lái)廠視察的指示精神。為了進(jìn)一步進(jìn)步經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)能降耗、減少對(duì)設(shè)備的長(zhǎng)期磨損，華能井岡山電廠決定分別對(duì)#3機(jī)組和#4機(jī)組共計(jì)4臺(tái)鍋爐引風(fēng)機(jī)進(jìn)行了變頻技術(shù)改造，變頻器選用了東方日立（成都）電控設(shè)備有限公司生產(chǎn)的DHVECTOL-HI04750/06大功率高壓變頻器。 ???????? 2 引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)介紹 ???????? 2.1 ????????成都電力機(jī)械廠 ????????表1：系統(tǒng)參數(shù)表 ???????? 2.2? 型高壓變頻器介紹： ???????? 2.2.1 系統(tǒng)構(gòu)成 ?????????????? DHVECTOL-HI04750/06高壓變頻器采用單元串聯(lián)多電平技術(shù)，直接6kV輸進(jìn)，直接6kV輸出。由主控制系統(tǒng)、功率單元、移相變壓器和旁通系統(tǒng)組成，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2、圖3所示。 ????????????? 該系統(tǒng)由24個(gè)功率模塊組成，每8個(gè)功率模塊串聯(lián)構(gòu)成一相，三相Y連接，直接輸出6kV到電機(jī)。 ???????? 2.2.2 主控制系統(tǒng) ????????????? DHVECTOL-HI04750/06變頻器控制系統(tǒng)采用魯棒型無(wú)速度傳感器矢量控制，對(duì)24個(gè)大功率模塊進(jìn)行頻率精確智能控制，使變頻器提供精確穩(wěn)定的電壓和頻率輸出，控制系統(tǒng)還對(duì)變頻器各級(jí)系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)故障的及時(shí)報(bào)警和保護(hù)。 ????????????? 由于控制系統(tǒng)是采用日立專(zhuān)用智能變頻控制芯片，變頻用具有極高的可靠性和安全性，同時(shí)具有良好的抗干擾性能，高精度控制性能。 ???????? 2.2.3 輸進(jìn)側(cè)變壓器 ?????????????移相變壓器將網(wǎng)側(cè)高壓變換為副邊的多組低壓，各副邊繞組在繞制時(shí)采用延邊三角接法，相互之間有一定的相位差。 ????????????? 系統(tǒng)變壓器副邊繞組分為8級(jí),每級(jí)電壓460V，相互間移相15°，構(gòu)成48脈沖整流方式。這種多級(jí)移相疊加的整流方式，消除了大部分由獨(dú)立功率模塊引起的諧波電流，可以大大改善網(wǎng)側(cè)的電流波形，使變頻器網(wǎng)側(cè)電流近似為正弦波，使其負(fù)載下的網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)達(dá)到0.95以上，有效的阻止了向輸進(jìn)側(cè)電網(wǎng)污染。 ????????????? 另外，由于變壓器副邊繞組的獨(dú)立性，使每個(gè)功率模塊的主回路相對(duì)獨(dú)立，其工作電壓由各個(gè)低壓繞組的輸出電壓來(lái)決定，工作在相對(duì)的低壓狀態(tài)，類(lèi)似常規(guī)低壓變頻器，便于采用現(xiàn)有的成熟技術(shù)。各模塊間的相對(duì)電壓，由變壓器副邊繞組的盡緣承擔(dān)，避免了串聯(lián)均壓題目。 ???????? 2.2.4 逆變模塊 ????????????? 移相變壓器的每級(jí)副邊繞組的輸出作為每個(gè)功率模塊的三相輸進(jìn)。逆變模塊是整臺(tái)變頻器實(shí)現(xiàn)變壓變頻輸出的基本單元，整臺(tái)變頻器的變壓變頻功能是通過(guò)單個(gè)功率模塊實(shí)現(xiàn)的，每個(gè)功率模塊都相當(dāng)于一臺(tái)交-直-交電壓型單相低壓變頻器。 ????????????? 功率模塊整流輸進(jìn)側(cè)用二極管三相全橋不控整流，中間采用電解電容儲(chǔ)能和濾波，逆變輸出側(cè)為4只IGBT組成的H橋，電路結(jié)構(gòu)如下圖所示。 ???????? 2.2.5 輸出側(cè)結(jié)構(gòu) ????????輸出側(cè)由每個(gè)單元的U、V輸出端子相互串接而成星型接法給電機(jī)供電，通過(guò)對(duì)每個(gè)單元的PWM波形進(jìn)行疊加，可得到門(mén)路正弦PWM波形。這種波形正弦度好，dv/dt小，對(duì)電纜和電機(jī)的盡緣無(wú)損壞，無(wú)須輸出濾波器，就可以延長(zhǎng)輸出電纜長(zhǎng)度，可直接用于普通電機(jī)。同時(shí)對(duì)電機(jī)的諧波損耗大大減少，消除負(fù)載機(jī)械軸承和葉片的振動(dòng)。 ???????? 2.3 變頻器的旁通柜： ???????? 2.3.1 每一套引風(fēng)機(jī)變頻器配置一套手動(dòng)旁路柜，直接控制變頻器的輸進(jìn)輸出，通過(guò)旁路柜的切換操縱來(lái)實(shí)現(xiàn)引風(fēng)機(jī)的工頻、變頻運(yùn)行方式的切換。工頻、變頻側(cè)隔離開(kāi)關(guān)之間采用電氣互鎖和機(jī)械互鎖相結(jié)合方式，操縱方便、安全可靠。 ???????? 2.3.2 機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，A、B兩側(cè)引風(fēng)機(jī)同時(shí)采用變頻方式運(yùn)行。當(dāng)引風(fēng)機(jī)變頻器出現(xiàn)重故障時(shí)可手動(dòng)旁路柜切換成工頻方式運(yùn)行，旁路柜具有明顯斷點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)變頻器主回路高壓完全隔離，為變頻器的檢驗(yàn)提供了安全保障。 ????????圖5中 QS1、QS2為隔離刀閘開(kāi)關(guān),其中QS2單刀雙擲開(kāi)關(guān)。當(dāng)變頻運(yùn)行狀態(tài)：合隔離刀閘QS1，QS2置于a點(diǎn)，按變頻啟動(dòng)規(guī)程啟動(dòng)變頻器。 ????????當(dāng)工頻運(yùn)行狀態(tài)：QS2置于b點(diǎn)，隔離刀閘QS1分?jǐn)�，按工頻啟動(dòng)規(guī)程啟動(dòng)電機(jī)。 ????????檢驗(yàn)變頻器時(shí)，斷QS1，QS2置于b點(diǎn)。 ????????檢驗(yàn)電機(jī)時(shí)，斷QS1，QS2置于a點(diǎn)。 該系統(tǒng)由24個(gè)功率模塊組成，每8個(gè)功率模塊串聯(lián)構(gòu)成一相，三相Y連接，直接輸出6kV到電機(jī)。 2.2.2 主控制系統(tǒng) DHVECTOL-HI04750/06變頻器控制系統(tǒng)采用魯棒型無(wú)速度傳感器矢量控制，對(duì)24個(gè)大功率模塊進(jìn)行頻率精確智能控制，使變頻器提供精確穩(wěn)定的電壓和頻率輸出，控制系統(tǒng)還對(duì)變頻器各級(jí)系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)故障的及時(shí)報(bào)警和保護(hù)。 由于控制系統(tǒng)是采用日立專(zhuān)用智能變頻控制芯片，變頻用具有極高的可靠性和安全性，同時(shí)具有良好的抗干擾性能，高精度控制性能。 2.2.3 輸進(jìn)側(cè)變壓器 移相變壓器將網(wǎng)側(cè)高壓變換為副邊的多組低壓，各副邊繞組在繞制時(shí)采用延邊三角接法，相互之間有一定的相位差。 系統(tǒng)變壓器副邊繞組分為8級(jí),每級(jí)電壓460V，相互間移相15°，構(gòu)成48脈沖整流方式。這種多級(jí)移相疊加的整流方式，消除了大部分由獨(dú)立功率模塊引起的諧波電流，可以大大改善網(wǎng)側(cè)的電流波形，使變頻器網(wǎng)側(cè)電流近似為正弦波，使其負(fù)載下的網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)達(dá)到0.95以上，有效的阻止了向輸進(jìn)側(cè)電網(wǎng)污染。 另外，由于變壓器副邊繞組的獨(dú)立性，使每個(gè)功率模塊的主回路相對(duì)獨(dú)立，其工作電壓由各個(gè)低壓繞組的輸出電壓來(lái)決定，工作在相對(duì)的低壓狀態(tài)，類(lèi)似常規(guī)低壓變頻器，便于采用現(xiàn)有的成熟技術(shù)。各模塊間的相對(duì)電壓，由變壓器副邊繞組的盡緣承擔(dān)，避免了串聯(lián)均壓題目。 2.2.4 逆變模塊 移相變壓器的每級(jí)副邊繞組的輸出作為每個(gè)功率模塊的三相輸進(jìn)。逆變模塊是整臺(tái)變頻器實(shí)現(xiàn)變壓變頻輸出的基本單元，整臺(tái)變頻器的變壓變頻功能是通過(guò)單個(gè)功率模塊實(shí)現(xiàn)的，每個(gè)功率模塊都相當(dāng)于一臺(tái)交-直-交電壓型單相低壓變頻器。 ???????????? 功率模塊整流輸進(jìn)側(cè)用二極管三相全橋不控整流，中間采用電解電容儲(chǔ)能和濾波，逆變輸出側(cè)為4只IGBT組成的H橋，電路結(jié)構(gòu)如下圖所示。 ???????? 2.2.5 輸出側(cè)結(jié)構(gòu) ????????????? 輸出側(cè)由每個(gè)單元的U、V輸出端子相互串接而成星型接法給電機(jī)供電，通過(guò)對(duì)每個(gè)單元的PWM波形進(jìn)行疊加，可得到門(mén)路正弦PWM波形。這種波形正弦度好，dv/dt小，對(duì)電纜和電機(jī)的盡緣無(wú)損壞，無(wú)須輸出濾波器，就可以延長(zhǎng)輸出電纜長(zhǎng)度，可直接用于普通電機(jī)。同時(shí)對(duì)電機(jī)的諧波損耗大大減少，消除負(fù)載機(jī)械軸承和葉片的振動(dòng)。 ???????? 2.3 變頻器的旁通柜： ???????? 2.3.1 每一套引風(fēng)機(jī)變頻器配置一套手動(dòng)旁路柜，直接控制變頻器的輸進(jìn)輸出，通過(guò)旁路柜的切換操縱來(lái)實(shí)現(xiàn)引風(fēng)機(jī)的工頻、變頻運(yùn)行方式的切換。工頻、變頻側(cè)隔離開(kāi)關(guān)之間采用電氣互鎖和機(jī)械互鎖相結(jié)合方式，操縱方便、安全可靠。 ???????? 2.3.2 機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，A、B兩側(cè)引風(fēng)機(jī)同時(shí)采用變頻方式運(yùn)行。當(dāng)引風(fēng)機(jī)變頻器出現(xiàn)重故障時(shí)可手動(dòng)旁路柜切換成工頻方式運(yùn)行，旁路柜具有明顯斷點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)變頻器主回路高壓完全隔離，為變頻器的檢驗(yàn)提供了安全保障。 ????????圖5中 QS1、QS2為隔離刀閘開(kāi)關(guān),其中QS2單刀雙擲開(kāi)關(guān)。當(dāng)變頻運(yùn)行狀態(tài)：合隔離刀閘QS1，QS2置于a點(diǎn)，按變頻啟動(dòng)規(guī)程啟動(dòng)變頻器。 ????????當(dāng)工頻運(yùn)行狀態(tài)：QS2置于b點(diǎn)，隔離刀閘QS1分?jǐn)�，按工頻啟動(dòng)規(guī)程啟動(dòng)電機(jī)。 ????????檢驗(yàn)變頻器時(shí)，斷QS1，QS2置于b點(diǎn)。 ????????檢驗(yàn)電機(jī)時(shí)，斷QS1，QS2置于a點(diǎn)。 ???????? 3 變頻節(jié)能改造效果分析： ???????? 3.1? 節(jié)能理論： ????????過(guò)往，我們對(duì)風(fēng)機(jī)、水泵采用擋板 、閥門(mén)進(jìn)行流量控制、造成了大量的能源浪費(fèi)�，F(xiàn)在國(guó)際上普遍采用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方式進(jìn)行節(jié)能，固然有多種方式，但是其中應(yīng)用得最為大量的為變頻調(diào)速方式。 ????????采用變頻器對(duì)風(fēng)機(jī)水泵等機(jī)械裝置進(jìn)行調(diào)速控制來(lái)控制風(fēng)量、流量的方法是現(xiàn)在應(yīng)用得非常廣泛的且非常有效的節(jié)能方法，對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的意義。 ????????風(fēng)機(jī)和水泵固然是兩類(lèi)不同的機(jī)械裝置，但是就其基本結(jié)構(gòu)和工作原理而言卻是基本一致的，分析的方法也基本相同。下面就以風(fēng)機(jī)為例進(jìn)行說(shuō)明。 ???????? 3.1.1 風(fēng)機(jī)的參數(shù)和特征 ???????? 3.1.1 風(fēng)機(jī)的基本參數(shù) ???????? 風(fēng)量Q： 單位時(shí)間流過(guò)風(fēng)機(jī)的空氣量（m 3 /s）； ???????? 風(fēng)壓H： 空氣流過(guò)期產(chǎn)生的壓力。其中風(fēng)機(jī)給予每立方米空氣的總能量稱(chēng)為風(fēng)機(jī)的全壓H t （Pa），它是由靜壓H g 和動(dòng)壓H d 組成，即H t ＝H g +H d ； ???????? 功率P： 風(fēng)機(jī)工作有效總功率P t ＝QH t （W）。如風(fēng)機(jī)用有效靜壓H g ，則Pg＝QH g ； ???????? 效率η： 風(fēng)機(jī)的軸功率因有部分損耗而不能全部傳給空氣，因此可以用風(fēng)機(jī)效率這一參數(shù)衡量風(fēng)機(jī)工作的優(yōu)劣，按照風(fēng)機(jī)的工作方式及參數(shù)的不同，效率分別有： ???????? 全壓效率η /P ???????? 靜壓效率η /P ???????? 3.1.1 風(fēng)機(jī)的特性曲線 ????????表示風(fēng)機(jī)性能的特性曲線有： ????????H-Q曲線：當(dāng)轉(zhuǎn)速恒定時(shí)，風(fēng)壓與風(fēng)量間的關(guān)系特性 ????????P-Q曲線：當(dāng)轉(zhuǎn)速恒定時(shí)，功率與風(fēng)量間的關(guān)系特性 ????????η-Q曲線：當(dāng)轉(zhuǎn)速恒定時(shí)，風(fēng)機(jī)的效率特性 ????????對(duì)于同類(lèi)型的風(fēng)機(jī)，根據(jù)風(fēng)機(jī)參數(shù)的比例定律，在不同轉(zhuǎn)速時(shí)的H-Q曲線如圖6-1 ????????根據(jù)風(fēng)機(jī)相似方程： ????????當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)膎變到n’，風(fēng)量Q、風(fēng)壓H及軸功率P的變化關(guān)系： ?????????Q’=Q（n’/ n）????????????? (1) ????????? ?H’=H（n’/ n） 2 ???????????? ?(2) ????????? ?P’=P（n’/ n） 3 ???????????? ?(3) ????????上面的公式說(shuō)明，風(fēng)量與轉(zhuǎn)速成正比。風(fēng)壓與轉(zhuǎn)速的二次方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的二次方成正比。 ???????? 3.1.2 管網(wǎng)風(fēng)阻特性曲線 ?? ????????當(dāng)管網(wǎng)的風(fēng)阻R保持不變時(shí)，風(fēng)量與透風(fēng)阻力之間的關(guān)系是確定不變的，即風(fēng)量與透風(fēng)阻力K按阻力定律變化，即 ????????? ?K=RQ 2 ????????式中： K－透風(fēng)阻力，Pa； ????????????? ????R－風(fēng)阻，（kg/m 2 ） ???????????? ?????Q－風(fēng)量，（m 3 /s） ????????K－Q的拋物線關(guān)系稱(chēng)為風(fēng)阻特性曲線，如圖6-1所示。顯然，風(fēng)阻越大曲線越陡。 ????????風(fēng)阻的K－Q曲線與管網(wǎng)阻力曲線相交的工作點(diǎn)成為工況點(diǎn)M。統(tǒng)同一風(fēng)機(jī)兩種不同轉(zhuǎn)速n、n’時(shí)的K－Q曲線與R風(fēng)阻特性曲線相交的工況點(diǎn)分別為M及M’，與R1風(fēng)阻曲線相交的工況點(diǎn)為M1及M1’。 ???????? 3.1.3 電動(dòng)機(jī)容量計(jì)算 ?? ????????風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)所需的輸出軸功率為： ????????? P=QP/( η F ) ????????式中： η T －風(fēng)機(jī)的效率 ???????????? ??? η F －傳動(dòng)裝置的效率。 ???????? 3.1.4 風(fēng)機(jī)的節(jié)電方法及節(jié)能原理 ????????從以上的介紹可知，風(fēng)機(jī)、水泵負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的二次方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比，因此我們可以通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)（或水泵）的轉(zhuǎn)速來(lái)節(jié)電。 ???????? 3.1.4 采用擋板控制風(fēng)量和變頻調(diào)速控制風(fēng)量的對(duì)比圖 ????????下面我們對(duì)采用擋板閥門(mén)及變頻調(diào)速方式調(diào)節(jié)流量的能量消耗進(jìn)行分析，以便對(duì)變頻調(diào)速方式下的節(jié)能原理有一個(gè)理論上的了解。 ????????假如設(shè)備的配置都滿足設(shè)備的最佳運(yùn)行狀態(tài)，從圖上看到： ????????當(dāng)流量Q＝1時(shí)，采用風(fēng)機(jī)擋板和采用變頻器時(shí)使用的功率將會(huì)一致，這是由于它們的輸進(jìn)功率都為AH0K所包圍的面積。 ????????當(dāng)流量從Q=1下降到Q=0.7時(shí)，采用風(fēng)機(jī)擋板進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)的輸進(jìn)功率為BI0L所包圍的面積，而采用變頻調(diào)速后，其功率下降為DG0L包圍的面積，從圖上看，這個(gè)面積比BI0L包圍的面積小很多。 ????????當(dāng)流量進(jìn)一步下降到Q=0.5時(shí)，采用風(fēng)機(jī)擋板調(diào)節(jié)時(shí)的輸進(jìn)功率為CJ0P包圍的面積，而采用變頻調(diào)速時(shí)的輸進(jìn)功率為EF0P包圍的面積，從圖上看到，這個(gè)面積與CJ0P相比，其值更小。 ????????所以我們可以從直觀的圖形上看到采用變頻調(diào)速技術(shù)時(shí)比采用風(fēng)門(mén)擋板時(shí)會(huì)節(jié)約大量的能量，也就是說(shuō)：采用變頻調(diào)速是一種節(jié)能的好辦法。 ???????? 3.1.4 .2 那么，其計(jì)算方法怎么得到？ ????????根據(jù)風(fēng)機(jī)理論，風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)在需要流量變化時(shí)，可以采用閥門(mén)或者擋板進(jìn)行調(diào)節(jié)，其輸進(jìn)功率的計(jì)算公式為： ????????P nn =P×H nn ×Q nn ????????其中：H nn ＝U-(U-1) Q 2 nn ???? U為系統(tǒng)流量為零時(shí)壓力極值 ????????所以，采用風(fēng)門(mén)擋板時(shí)的風(fēng)機(jī)輸進(jìn)功率為： ???????? P nn ????????式中：P nn 為某個(gè)狀態(tài)下的輸進(jìn)功率標(biāo)么值；H nn 為某個(gè)狀態(tài)下的壓力標(biāo)么值；Q nn 為某個(gè)狀態(tài)下的流量標(biāo)么值；P為額定狀態(tài)下的輸進(jìn)功率。 ???????? 3.1.5 采用變頻調(diào)速時(shí)的功率計(jì)算： ???????? 3.1.5 異步電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)為： ????????轉(zhuǎn)數(shù)n=60f(1-s)/p ???????? 3.1.5 ? ????????流量? Q∝n； ????????壓力? H∝n 2 ????????功率? P∝n 3 ????????假設(shè)：額定流量為Q 0 ，額定功耗為P 0 ；所需流量為Q 1 ，功耗為P g.in ；由上述正比關(guān)系得出下式： ????????P 0 ：n 0 3 =P g.in ：n 1 ?????????? ????????所以采用變頻器調(diào)速后，變頻器的輸進(jìn)功率為 3 節(jié)能理論： 過(guò)往，我們對(duì)風(fēng)機(jī)、水泵采用擋板 、閥門(mén)進(jìn)行流量控制、造成了大量的能源浪費(fèi)�，F(xiàn)在國(guó)際上普遍采用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方式進(jìn)行節(jié)能，固然有多種方式，但是其中應(yīng)用得最為大量的為變頻調(diào)速方式。 采用變頻器對(duì)風(fēng)機(jī)水泵等機(jī)械裝置進(jìn)行調(diào)速控制來(lái)控制風(fēng)量、流量的方法是現(xiàn)在應(yīng)用得非常廣泛的且非常有效的節(jié)能方法，對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的意義。 風(fēng)機(jī)和水泵固然是兩類(lèi)不同的機(jī)械裝置，但是就其基本結(jié)構(gòu)和工作原理而言卻是基本一致的，分析的方法也基本相同。下面就以風(fēng)機(jī)為例進(jìn)行說(shuō)明。 3.1.1 風(fēng)量Q： 單位時(shí)間流過(guò)風(fēng)機(jī)的空氣量（m 3 /s）； 風(fēng)壓H： 空氣流過(guò)期產(chǎn)生的壓力。其中風(fēng)機(jī)給予每立方米空氣的總能量稱(chēng)為風(fēng)機(jī)的全壓H t （Pa），它是由靜壓H g 和動(dòng)壓H d 組成，即H t ＝H g +H d ； 功率P： 風(fēng)機(jī)工作有效總功率P t ＝QH t （W）。如風(fēng)機(jī)用有效靜壓H g ，則Pg＝QH g ； 效率η： 風(fēng)機(jī)的軸功率因有部分損耗而不能全部傳給空氣，因此可以用風(fēng)機(jī)效率這一參數(shù)衡量風(fēng)機(jī)工作的優(yōu)劣，按照風(fēng)機(jī)的工作方式及參數(shù)的不同，效率分別有： 全壓效率η 風(fēng)機(jī)的特性曲線 表示風(fēng)機(jī)性能的特性曲線有： H-Q曲線：當(dāng)轉(zhuǎn)速恒定時(shí)，風(fēng)壓與風(fēng)量間的關(guān)系特性 P-Q曲線：當(dāng)轉(zhuǎn)速恒定時(shí)，功率與風(fēng)量間的關(guān)系特性 η-Q曲線：當(dāng)轉(zhuǎn)速恒定時(shí)，風(fēng)機(jī)的效率特性 ????????對(duì)于同類(lèi)型的風(fēng)機(jī)，根據(jù)風(fēng)機(jī)參數(shù)的比例定律，在不同轉(zhuǎn)速時(shí)的H-Q曲線如圖6-1 ???????? 根據(jù)風(fēng)機(jī)相似方程： 當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)膎變到n’，風(fēng)量Q、風(fēng)壓H及軸功率P的變化關(guān)系： ?Q’=Q（n’/ n）????????????? (1) ? ?H’=H（n’/ n） 2 ???????????? ?(2) ? ?P’=P（n’/ n） 3 ???????????? ?(3) 上面的公式說(shuō)明，風(fēng)量與轉(zhuǎn)速成正比。風(fēng)壓與轉(zhuǎn)速的二次方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的二次方成正比。 3.1.2 管網(wǎng)風(fēng)阻特性曲線 ?? 當(dāng)管網(wǎng)的風(fēng)阻R保持不變時(shí)，風(fēng)量與透風(fēng)阻力之間的關(guān)系是確定不變的，即風(fēng)量與透風(fēng)阻力K按阻力定律變化，即 ? ?K=RQ 2 式中： K－透風(fēng)阻力，Pa； ????? ????R－風(fēng)阻，（kg/m 2 ） ???? ?????Q－風(fēng)量，（m 3 /s） K－Q的拋物線關(guān)系稱(chēng)為風(fēng)阻特性曲線，如圖6-1所示。顯然，風(fēng)阻越大曲線越陡。 風(fēng)阻的K－Q曲線與管網(wǎng)阻力曲線相交的工作點(diǎn)成為工況點(diǎn)M。統(tǒng)同一風(fēng)機(jī)兩種不同轉(zhuǎn)速n、n’時(shí)的K－Q曲線與R風(fēng)阻特性曲線相交的工況點(diǎn)分別為M及M’，與R1風(fēng)阻曲線相交的工況點(diǎn)為M1及M1’。 3.1.3 電動(dòng)機(jī)容量計(jì)算 ?? 風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)所需的輸出軸功率為： ? P=QP/( η F ) 式中： η T －風(fēng)機(jī)的效率 ???? ??? η F －傳動(dòng)裝置的效率。 3.1.4 風(fēng)機(jī)的節(jié)電方法及節(jié)能原理 從以上的介紹可知，風(fēng)機(jī)、水泵負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的二次方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比，因此我們可以通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)（或水泵）的轉(zhuǎn)速來(lái)節(jié)電。 3.1.4 采用擋板控制風(fēng)量和變頻調(diào)速控制風(fēng)量的對(duì)比圖 ???????? 下面我們對(duì)采用擋板閥門(mén)及變頻調(diào)速方式調(diào)節(jié)流量的能量消耗進(jìn)行分析，以便對(duì)變頻調(diào)速方式下的節(jié)能原理有一個(gè)理論上的了解。 ???? 假如設(shè)備的配置都滿足設(shè)備的最佳運(yùn)行狀態(tài)，從圖上看到： ????當(dāng)流量Q＝1時(shí)，采用風(fēng)機(jī)擋板和采用變頻器時(shí)使用的功率將會(huì)一致，這是由于它們的輸進(jìn)功率都為AH0K所包圍的面積。 ????當(dāng)流量從Q=1下降到Q=0.7時(shí)，采用風(fēng)機(jī)擋板進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)的輸進(jìn)功率為BI0L所包圍的面積，而采用變頻調(diào)速后，其功率下降為DG0L包圍的面積，從圖上看，這個(gè)面積比BI0L包圍的面積小很多。 ????當(dāng)流量進(jìn)一步下降到Q=0.5時(shí)，采用風(fēng)機(jī)擋板調(diào)節(jié)時(shí)的輸進(jìn)功率為CJ0P包圍的面積，而采用變頻調(diào)速時(shí)的輸進(jìn)功率為EF0P包圍的面積，從圖上看到，這個(gè)面積與CJ0P相比，其值更小。 ??? 所以我們可以從直觀的圖形上看到采用變頻調(diào)速技術(shù)時(shí)比采用風(fēng)門(mén)擋板時(shí)會(huì)節(jié)約大量的能量，也就是說(shuō)：采用變頻調(diào)速是一種節(jié)能的好辦法。 3.1.4 .2 那么，其計(jì)算方法怎么得到？ ??? 根據(jù)風(fēng)機(jī)理論，風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)在需要流量變化時(shí)，可以采用閥門(mén)或者擋板進(jìn)行調(diào)節(jié)，其輸進(jìn)功率的計(jì)算公式為： P nn =P×H nn ×Q nn 其中：H nn ＝U-(U-1) Q 2 nn ???? U為系統(tǒng)流量為零時(shí)壓力極值 所以，采用風(fēng)門(mén)擋板時(shí)的風(fēng)機(jī)輸進(jìn)功率為： P nn 式中：P nn 為某個(gè)狀態(tài)下的輸進(jìn)功率標(biāo)么值；H nn 為某個(gè)狀態(tài)下的壓力標(biāo)么值；Q nn 為某個(gè)狀態(tài)下的流量標(biāo)么值；P為額定狀態(tài)下的輸進(jìn)功率。 3.1.5 異步電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)為： 轉(zhuǎn)數(shù)n=60f(1-s)/p 3.1.5 ? 流量? Q∝n； 壓力? H∝n 2 功率? P∝n 3 假設(shè)：額定流量為Q 0 ，額定功耗為P 0 ；所需流量為Q 1 ，功耗為P g.in ；由上述正比關(guān)系得出下式： P 0 ：n 0 3 =P g.in ：n 1 ?????????? 所以采用變頻器調(diào)速后，變頻器的輸進(jìn)功率為 ? ?????????? 考慮變頻器和電機(jī)效率后，輸進(jìn)功率為： ?式中： P 0 －被拖動(dòng)的電機(jī)的軸功率 η 1 －被拖動(dòng)的電機(jī)效率 η 2 －變頻器效率 3.2? 結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)分析： ?? 3.2.1 515 ? ? 512.4 表2：現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)表 ?根據(jù)最近負(fù)荷率 60-80%，結(jié)合上表初步估算到每臺(tái)引風(fēng)機(jī)每小時(shí)均勻可節(jié)約電流130A左右，兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)每小時(shí)均勻可節(jié)約電流260A左右。 大概折合電量為: P=√3 UICOS∮=√3×6×130×0.9 = 1215.864kW/h ?? 該公司均勻上網(wǎng)電價(jià)約0.4元/ kW/h，每小時(shí)節(jié)電約合人民幣486.3456元。按全年火電設(shè)備利用小時(shí)數(shù)5000小時(shí)計(jì)算約243.1728萬(wàn)元/臺(tái)，兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)節(jié)電價(jià)值約486.3456萬(wàn)元。 ? 結(jié)束語(yǔ) ? ????????? ??????? 近年來(lái)，國(guó)內(nèi)超超臨界發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量快速增長(zhǎng)，代表著國(guó)內(nèi)火力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展方向，目前大功率高壓變頻器在660MW以上超超臨界發(fā)電機(jī)組引風(fēng)機(jī)上的節(jié)能改造應(yīng)用國(guó)內(nèi)尚無(wú)成功先例，東方日立（成都）電控設(shè)備有限公司大功率高壓變頻器在華能井岡山電廠的應(yīng)用案例，預(yù)示大功率高壓變頻器在大型火力發(fā)電機(jī)組的應(yīng)用遠(yuǎn)景越來(lái)越廣。 ? ????? ?? ? 本站所收集信息資料為網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載 版權(quán)屬各作者 并已著明作者 旨在資源共享、交流、學(xué)習(xí)之用，請(qǐng)勿用于商業(yè)用途,本站并不保證所有信息、文本、圖形、鏈接及其它內(nèi)容的絕對(duì)準(zhǔn)確性和完整性，故僅供訪問(wèn)者參照使用。 Mail: chinabaike@gmail.com Copyright by www.china網(wǎng)絡(luò) ；All rights reserved.

高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)在雙引風(fēng)機(jī)的應(yīng)用

1、項(xiàng)目概況 　　大唐華銀金竹山火力發(fā)電分公司位于冷水江市，隸屬于華銀電力股份公司，現(xiàn)有#1機(jī)組、#2機(jī)組、#3機(jī)組投入運(yùn)行，總裝機(jī)容量1800MW，并留有四號(hào)機(jī)擴(kuò)建場(chǎng)地。該公司#1、#2爐采用了兩臺(tái)東方鍋爐股份公司生產(chǎn)的DG2030/17.6-Ⅱ3型鍋爐，其主要技術(shù)特征為亞臨界參數(shù)、自然循環(huán)、雙拱爐膛、中間一次再熱、尾部雙煙道、平衡通風(fēng)、露天布置、全鋼結(jié)構(gòu)、全懸吊結(jié)構(gòu)、固態(tài)排渣、“W”火焰鍋爐，能燃燒劣質(zhì)無(wú)煙煤。鍋爐分別對(duì)稱(chēng)配置2臺(tái)動(dòng)葉可調(diào)送風(fēng)機(jī)、2臺(tái)動(dòng)葉可調(diào)一次風(fēng)機(jī)和2臺(tái)靜葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機(jī)。 　　其發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，鍋爐的爐膛壓力依靠風(fēng)煙系統(tǒng)中的引、送風(fēng)機(jī)來(lái)調(diào)整，工頻情況下的調(diào)整方法是：風(fēng)機(jī)正常啟動(dòng)后，根據(jù)鍋爐的負(fù)荷情況，調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)的前導(dǎo)靜葉開(kāi)度以達(dá)到爐膛基本保持負(fù)壓，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷達(dá)到400MW以上時(shí)，調(diào)節(jié)好引A、B引風(fēng)機(jī)的的電流，使其偏差在10A以?xún)?nèi)，然后就把引風(fēng)機(jī)的前導(dǎo)靜葉設(shè)為自動(dòng)，根據(jù)爐膛設(shè)定的目標(biāo)壓力，經(jīng)過(guò)PID計(jì)算后DCS自動(dòng)給定調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)的前導(dǎo)靜葉開(kāi)度。 　　2、600MW機(jī)組引風(fēng)機(jī)的變頻改造情況 　　目前大唐華銀金竹山火力發(fā)電分公司的3臺(tái)600MW爐的引風(fēng)機(jī)都采用直接串工頻啟動(dòng)，沒(méi)有任何的軟啟裝置。由于國(guó)家節(jié)能降耗和引風(fēng)機(jī)實(shí)際調(diào)節(jié)要求，經(jīng)過(guò)大唐華銀電力股份有限公司的領(lǐng)導(dǎo)專(zhuān)家對(duì)國(guó)內(nèi)高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的技術(shù)考察，最終采用了廣州智光電氣股份有限公司的Zinvert-A8H4150/06Y高壓變頻調(diào)速裝置，對(duì)其#1爐的兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造。 　　2.1 #1爐引風(fēng)機(jī)電機(jī)和風(fēng)機(jī)參數(shù) 表1 電機(jī)和風(fēng)機(jī)參數(shù)配置表     　　2.2 高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的參數(shù)配置 表2 高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)配置表 　　2.3 高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)改造方案 　　#1爐的兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)配置兩臺(tái)一拖一的高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，分別控制控制A、B引風(fēng)機(jī)。通過(guò)高壓變頻調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，使其滿足生產(chǎn)需要。高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)改造后一次圖如下： 圖1 高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)一次主接線圖 變頻狀態(tài)，刀閘K1閉合，刀閘K2打到變頻位置，工頻狀態(tài)，刀閘K1分開(kāi)，刀閘K2打到工頻位置。其中刀閘K1、刀閘K2是變頻器內(nèi)部手動(dòng)隔離刀閘， J是變頻器內(nèi)部的真空接觸器。刀閘K1、K2只有在無(wú)高壓、變頻器停止?fàn)顟B(tài)和接觸器J斷開(kāi)情況下才能手動(dòng)操作。真空接觸器J在變頻器送高壓后1秒，自動(dòng)閉合，在變頻器停止，并且分?jǐn)喔邏汉蟮?秒，接觸器J自動(dòng)分開(kāi)。 圖2 高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行圖 圖3 高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)控制的風(fēng)機(jī)圖 　　2.4 高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)DCS邏輯和控制方式 　　2.4.1 高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)DCS邏輯 　　1) 引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)：變頻狀態(tài)，采用高壓變頻的運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)、刀閘K1、刀閘K2的變頻狀態(tài)節(jié)點(diǎn)信號(hào)相與后的信號(hào)作為引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行信號(hào)；工頻狀態(tài)，采用6KV高壓開(kāi)關(guān)柜的合閘輔助接點(diǎn)和高壓變頻刀閘K2的工頻狀態(tài)節(jié)點(diǎn)信號(hào)相與后的信號(hào)作為引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行信號(hào)。在變頻狀態(tài)，同時(shí)如果高壓變頻的運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)丟失,廠房降溫，延時(shí)4S后沒(méi)有恢復(fù)，則引風(fēng)機(jī)運(yùn)行信號(hào)丟失。引風(fēng)機(jī)運(yùn)行信號(hào)丟失后，系統(tǒng)則RB保護(hù)。 　　2) 引風(fēng)機(jī)的跳閘狀態(tài)信號(hào)：高壓變頻的跳閘信號(hào)是由一個(gè)繼電器動(dòng)作，控制兩個(gè)相同節(jié)點(diǎn)發(fā)出跳閘信號(hào)，其中一個(gè)跳閘信號(hào)直接接到6KV高壓開(kāi)關(guān)柜的跳閘回路中起保護(hù)跳閘作用。另一個(gè)跳閘信號(hào)則接到后臺(tái)DCS做邏輯和狀態(tài)顯示。

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收錄時(shí)間:2011年01月02日 08:29:48 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 作者:

粉碎機(jī)風(fēng)機(jī)維修方法

粉碎機(jī)是使用較普遍的一種農(nóng)機(jī)具，粉碎機(jī)上的風(fēng)機(jī)在工作過(guò)程中，由于轉(zhuǎn)速非常高，而且工作環(huán)境惡劣，封閉不嚴(yán)，沙土對(duì)風(fēng)機(jī)會(huì)造成嚴(yán)重的磨損，使葉輪體與輪轂鉚釘頭脫落，以及鉚釘孔處出現(xiàn)疲勞裂紋,車(chē)間負(fù)壓風(fēng)機(jī)。如何對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行維修就成了棘手的問(wèn)題，維修方法稍有不當(dāng)不但達(dá)不到修復(fù)的目的，還可能使風(fēng)機(jī)徹底報(bào)廢。本文介紹了一種簡(jiǎn)單實(shí)用的維修方法，以供參考。     風(fēng)機(jī)都是經(jīng)過(guò)動(dòng)平衡試驗(yàn)的，因?yàn)槠滢D(zhuǎn)速高，所以對(duì)它的平衡要求也很高，特別是風(fēng)機(jī)的葉輪，對(duì)外周的不平衡非常敏感，但對(duì)其心部的微小不平衡感要求不是很高。根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，對(duì)葉輪容易發(fā)生的故障，可以采用以下方法進(jìn)行修復(fù)：      1、如果葉輪的鉚釘頭部被磨損，可以通過(guò)壓緊葉輪體與輪轂用電焊堆焊，讓磨損的鉚釘頭部回到原來(lái)的正常狀態(tài)。      2、對(duì)鉚釘孔處容易產(chǎn)生疲勞裂紋的情況，可用整根沒(méi)有用過(guò)的新焊條進(jìn)行焊接修裂紋，但要以葉輪軸心線為中心對(duì)稱(chēng)進(jìn)行，將該裂紋處補(bǔ)焊剩下的焊條留在該處，再用一根新焊條修補(bǔ)相對(duì)稱(chēng)的鉚釘孔裂紋，焊完后剩下的焊條與對(duì)稱(chēng)鉚釘修補(bǔ)時(shí)剩下的焊條一樣長(zhǎng)，以保證焊補(bǔ)上去的重量相等。若是對(duì)稱(chēng)的鉚釘孔處無(wú)裂紋也要將焊條堆焊于此處，用來(lái)抵消對(duì)稱(chēng)鉚釘孔裂紋處新補(bǔ)的焊接重量。按照這種對(duì)稱(chēng)補(bǔ)重的方法焊接就可以修復(fù)裂紋。      3、對(duì)葉輪進(jìn)行簡(jiǎn)單的動(dòng)平衡試驗(yàn)，方法也很簡(jiǎn)單。把葉輪支起后用手撥動(dòng)使之輕輕旋轉(zhuǎn)，達(dá)不到平衡的地方會(huì)停到最低點(diǎn)且左右擺動(dòng)。若有偏重可在對(duì)面的葉輪上點(diǎn)焊，增加重量使其平衡，或者用角磨機(jī)磨去偏重葉輪的焊痕，也能達(dá)到平衡，這樣就可以把風(fēng)機(jī)修復(fù)好進(jìn)行正常工作了。注意，在對(duì)風(fēng)機(jī)的修理過(guò)程中不能用電焊隨意點(diǎn)焊，將焊痕留到葉輪上，以免影響風(fēng)機(jī)葉輪的平衡，達(dá)不到修復(fù)的目的，造成更大的損失。

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收錄時(shí)間:2011年01月07日 18:08:06 來(lái)源:ccen 作者:

高原熱風(fēng)機(jī)研制中的關(guān)鍵技術(shù)分析      高原熱風(fēng)機(jī)研制中的關(guān)鍵技術(shù)分析 newmaker 一、引言 高原熱風(fēng)機(jī)的工作原理是燃油經(jīng)壓力霧化噴進(jìn)燃燒室燃燒，產(chǎn)生的高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)間壁式換熱裝置加熱由送風(fēng)機(jī)送進(jìn)換熱通道的室外冷空氣，被加熱的空氣送進(jìn)室內(nèi)（帳篷）取熱。 該供熱方式是提供的空氣品質(zhì)高，無(wú)明火，且機(jī)組機(jī)動(dòng)性好，操縱自動(dòng)化程度高，適合于部隊(duì)指揮機(jī)關(guān)、野占醫(yī)院、機(jī)要通訊及野占修理等部分冬季野營(yíng)取熱使用，也適全速于嚴(yán)冷季節(jié)，鐵路、石油、自然氣部分野外作業(yè)時(shí)使用。 總后建筑工程研究所于1997年國(guó)內(nèi)首先研制了平原40KW和20KW熱風(fēng)機(jī)，取得了很多成功的經(jīng)驗(yàn)。隨著應(yīng)用范圍和地區(qū)的擴(kuò)大，高原熱風(fēng)機(jī)的需求量日益增大。為了滿足這種需求，又于2000年開(kāi)始，著手研制高原熱風(fēng)機(jī)。 高原熱風(fēng)機(jī)要求能在海拔5000米地區(qū)安全、可靠地工作。在這樣的海拔高度，其大氣壓力只有平原時(shí)的1/2，由此給熱風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)帶來(lái)了系列題目。關(guān)鍵技術(shù)是爐膛和換熱面積正確設(shè)計(jì)、燃燒器和燃燒系統(tǒng)的改進(jìn)、系統(tǒng)阻力的確定和送風(fēng)機(jī)的選擇等。我們充分利用了平原熱風(fēng)機(jī)成功的經(jīng)驗(yàn)，采用實(shí)驗(yàn)和理論相結(jié)合的方法解決了以上關(guān)鍵技術(shù)，于2001年研究成功了40KW高原熱風(fēng)機(jī)，并投進(jìn)了小批量生產(chǎn)，用戶反映良好。本文就是我們?cè)谘兄七^(guò)程中考慮的一些設(shè)計(jì)原則和關(guān)鍵技術(shù)解決方法做扼要說(shuō)明。 二、爐膛和換熱面積的正確設(shè)計(jì) 與平原熱風(fēng)機(jī)相比，高原熱風(fēng)機(jī)的爐膛容積和換熱面積都必須增大。這是由于高原上單位體積空氣中的含氧量大大下降，爐膛中油霧和氧的接觸條件變差，為保證油的完全燃燒，煙氣需要在爐內(nèi)有更長(zhǎng)的停留時(shí)間，這就需要更大的爐膛容積。 燃燒室容積設(shè)計(jì)的一個(gè)重要指標(biāo)是容積熱負(fù)荷qv，qv過(guò)高或過(guò)低均將增加不完全燃燒損失，影響系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，甚至輕易發(fā)生事故，使?fàn)t子不能工作。例如過(guò)小的qv將使?fàn)t內(nèi)煙溫過(guò)低，火焰可能熄滅和燃燒發(fā)生不穩(wěn)定現(xiàn)象。過(guò)大的qv使?fàn)t膛壁溫過(guò)高，（冷卻工質(zhì)是空氣），以致超過(guò)金屬的答應(yīng)溫度，同時(shí)使?fàn)t膛出口溫度過(guò)高，導(dǎo)致輻射換熱面與對(duì)流換熱的比例不當(dāng)，本體總的金屬耗量增加。qv的正確取值應(yīng)該是根據(jù)長(zhǎng)期運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定的。高原熱風(fēng)機(jī)初次設(shè)計(jì)時(shí)，沒(méi)有運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)可以鑒戒，只能在平原熱風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)上結(jié)合高原的特點(diǎn)進(jìn)行理論分析的確定，由以上分析可知高原熱風(fēng)機(jī)的qv應(yīng)該比平原的小。 燃燒室外形的設(shè)計(jì)必須與燃燒器性能相匹配，爐膛直徑要大于火焰的最大直徑，以免造成貼壁燃燒，爐膛長(zhǎng)度要大于火焰的總長(zhǎng)度。 燃燒室換熱面積的設(shè)計(jì)應(yīng)使?fàn)t膛出口煙溫控制在1000℃左右。 根據(jù)以上的設(shè)計(jì)原則，配合計(jì)算，最后確定，40KW高原熱風(fēng)機(jī)的作品熱負(fù)荷是平原時(shí)的64%，換熱面積是平原時(shí)的1.3倍。 爐膛出口后的換熱面的設(shè)計(jì)原則是：從傳熱出發(fā)，總換熱面的大小應(yīng)能使排煙溫度在200℃左右，這樣，能使機(jī)組的熱效率達(dá)88%左右。另外，各并聯(lián)空氣通道的流量分配應(yīng)大致和它們的換熱能力相匹配，以減少各通道空氣出口不等溫氣流混合造成的損，各換熱面兩側(cè)（煙側(cè)和空氣側(cè)）的換熱系數(shù)應(yīng)盡量趨于接近，以使換熱面的利用程度達(dá)到最高。從活動(dòng)阻力出發(fā)，由于高原上煙氣和空氣的體積流量大大增加，隨之阻力損失也大幅度增大，過(guò)大的阻力損失不僅使燃燒器和送風(fēng)機(jī)的選型發(fā)生困難，而且對(duì)機(jī)組的總用度（初投資+經(jīng)常運(yùn)行用度）的不利，從這點(diǎn)出發(fā)，必須加大煙側(cè)和風(fēng)側(cè)的流通面積。 對(duì)高原熱風(fēng)機(jī)，燃油完全燃燒往往需要更大的空氣過(guò)乘系數(shù)，這導(dǎo)致理論燃燒溫度下降，爐內(nèi)輻射換熱量和爐壁溫度下降，這些必須通過(guò)增大對(duì)流換熱面來(lái)彌補(bǔ)。 影響對(duì)流換熱強(qiáng)度的重要因素是雷諾數(shù)Re。高原運(yùn)行時(shí)，假如煙、風(fēng)側(cè)的質(zhì)量流量不變，流通面積也不變，則Re數(shù)不變，從而使對(duì)流換熱系數(shù)不受大氣壓力的影響，但如前所述，從降低系統(tǒng)阻力損失出發(fā)，必須加大工質(zhì)的流通面積，降低質(zhì)量流速，從而使Re數(shù)減小,玻璃鋼負(fù)壓風(fēng)機(jī)，對(duì)流換熱系數(shù)減小，這也必須通過(guò)增大傳熱面積來(lái)彌補(bǔ)。綜上考慮以上因素并通過(guò)計(jì)算，最后確定的高原熱風(fēng)機(jī)的總換熱容積約是平原時(shí)的1.4倍。 為了根本解決此類(lèi)換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算題目，我們編制了熱力軟件，軟件經(jīng)實(shí)測(cè)結(jié)果驗(yàn)證，吻合較好。熱力計(jì)算軟件的編制解決了該類(lèi)型系列設(shè)計(jì)計(jì)算題目，而且計(jì)算所得到的詳盡住處為熱風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步優(yōu)化提供了理論依據(jù)。 三、燃燒器和燃燒系統(tǒng)的改進(jìn) 燃燒器是熱風(fēng)機(jī)的關(guān)鍵部件，它的必能直接影響到爐膛工作的安全性和經(jīng)濟(jì)性。 由于高原用燃燒器單位燃油管所需的助燃空氣的體積流量和所需克服的煙氣阻力成倍加大，使得常規(guī)的燃燒器手冊(cè)上找不到燃油量、風(fēng)量、爐內(nèi)內(nèi)壓按這樣匹配的類(lèi)型。為此我們采用了"大馬拉小車(chē)"的做法。例如：選擇的燃燒器的燃油量范圍為4kg/h至10kg/h，實(shí)際運(yùn)行時(shí)，使用其4kg/h的噴油量和接近8kg/h的助燃風(fēng)量。但即使這樣，高原試驗(yàn)時(shí)，仍出現(xiàn)點(diǎn)火困難和高油壓時(shí)燃燒不穩(wěn)定現(xiàn)象，分析以為，主要原因是過(guò)大的助燃空氣體積流量造成油嘴四周的風(fēng)速過(guò)大，以致把火吹滅。燃燒器的助燃空氣分為三部分，根部風(fēng)、由調(diào)風(fēng)器形成的旋流風(fēng)以及外圍二次風(fēng)。設(shè)想通過(guò)加大外圈二次風(fēng)的通流面積來(lái)減小根部風(fēng)的風(fēng)速。為此選擇了多次型式的噴燃器和噴火筒外形并通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)風(fēng)器在噴火筒內(nèi)的位置來(lái)改變外圈二次風(fēng)的通流面積。然后在平原和高原大氣環(huán)境下做小油量、大風(fēng)量噴火實(shí)驗(yàn)，以探索燃燒器的改進(jìn)措施，并采用了電加熱器來(lái)預(yù)熱助燃空氣，從而很好地解決了高原燃燒時(shí)的點(diǎn)火困難和燃燒不穩(wěn)定題目。 四、送風(fēng)系統(tǒng)阻力的正確計(jì)算和送風(fēng)機(jī)的選擇方法 送風(fēng)機(jī)的性能直接影響到機(jī)組的供熱量，以及送風(fēng)溫度的舒適感。而送風(fēng)機(jī)的體積和重量影響到機(jī)組整體的大小及重量。 送風(fēng)機(jī)的正確選擇的條件是系統(tǒng)阻力的正確計(jì)算。與平原相比，高原上磅風(fēng)量和阻力成倍增大，因此系統(tǒng)空氣阻力的正確計(jì)算方法尤為重要。 系統(tǒng)空氣阻力包括本體、送風(fēng)管和回風(fēng)管三部分。由于本體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和送風(fēng)管結(jié)構(gòu)的特殊性，其當(dāng)量阻力系統(tǒng)均無(wú)處可查，再加上系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)由回風(fēng)管和百葉窗共同承擔(dān)，這樣，計(jì)算回風(fēng)管阻力時(shí)還需要知道回風(fēng)管中的流量。為此，我們對(duì)樣機(jī)在冷態(tài)情況下進(jìn)行了一系列的阻力測(cè)試，并將測(cè)試結(jié)果整理本錢(qián)體的阻抗、送風(fēng)管確當(dāng)量阻力系數(shù)等形式，從而得到了具有普遍意義的阻力計(jì)算方法，這套計(jì)算方法可用于相同結(jié)構(gòu)類(lèi)型熱風(fēng)機(jī)平原和高原運(yùn)行時(shí)風(fēng)側(cè)阻力損失的猜測(cè)。 送風(fēng)機(jī)的選擇原則是首先必須滿足風(fēng)量和風(fēng)壓的要求，此外，還要考慮如下因素： （1）低噪音； （2）P-Q線應(yīng)平滑，避免陡降型及峰型； （3）選用外轉(zhuǎn)子風(fēng)機(jī)； （4）風(fēng)機(jī)的外型尺寸應(yīng)與熱風(fēng)機(jī)尺寸相適應(yīng)。 風(fēng)機(jī)選型時(shí)，已知條件是高原條件下的空氣質(zhì)量流量和系統(tǒng)的阻力損失，而風(fēng)機(jī)給出的P-Q線是在標(biāo)準(zhǔn)工況下特性，因此選型時(shí)必須進(jìn)行折算。折算方法是，如已知高原上的質(zhì)量送風(fēng)為G（kg/h），系統(tǒng)阻力損失為h（pa），則折算到標(biāo)準(zhǔn)工況下風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量和風(fēng)壓分別為： 　 Q=（G/ρ）3600 P=1.2×Δh/ρ 式中ρ為高原當(dāng)?shù)氐目諝饷芏取?br /> 考慮到一些不可預(yù)的因素，對(duì)風(fēng)機(jī)風(fēng)量和壓頭分別取1.1和1.2的安全系數(shù)。 按以上方法選取的風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行表明，滿足了各方面的要求。 在高原熱風(fēng)機(jī)的研制中，我們解決了以上幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，經(jīng)過(guò)高原運(yùn)行的多次實(shí)測(cè)和用戶長(zhǎng)期運(yùn)行考驗(yàn)，排煙的CO成分接近零，機(jī)組熱效率達(dá)85%左右，供量達(dá)42KW左右，完全達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。 (end) 相關(guān)閱讀:   ?高原暖風(fēng)機(jī)研制中的關(guān)鍵技術(shù)分析 ?高原暖風(fēng)機(jī)研制的關(guān)鍵技術(shù)及解決辦法 ?低功耗數(shù)字渦街流量計(jì)硬件研制中的關(guān)鍵技術(shù) ?IPTV中的若干關(guān)鍵技術(shù)分析(上) ?中壓型熱風(fēng)機(jī) ?IPTV中的若干關(guān)鍵技術(shù)分析(下) ?熱風(fēng)機(jī) ?中壓熱風(fēng)機(jī) ?巴西高原的高原結(jié)構(gòu) ?物聯(lián)網(wǎng)在圖書(shū)館管理中的關(guān)鍵技術(shù)分析 ?分析LED日光燈設(shè)計(jì)中的四大關(guān)鍵技術(shù) 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