硅谷杂志：探讨变频技术在锅炉风机上的应用 |
| 2012-12-19 11:11 作者：张辉军 李闯 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网文】据《硅谷》杂志2012年第19期刊文，探讨锅炉风机中有关变频技术的应用问题，更好地进行分析、总结，不断拓展变频技术的使用范围，更好发挥企业的经济效益。
关键词：变频技术；锅炉风机；应用研究
0前言
当今社会工业技术发展迅速，变频技术也日益成熟，在工业生将变频技术运用到锅炉风机的运行当中，不仅能够较好地实现风机的低速启动。此外，变频技术的运用，还可较好地达到节能降耗的目的，对于企业的安全生产与机械设备的正常运行、以及设备的使用寿命等方面均具有重要的作用。
1工业当中锅炉风机运用的现状
企业当中大部分风机以及水泵在使用过程中，由于企业生产或者是工艺等因素的影响，因此，需要对液体压力与流量进行调节。此外，大部分的企业当中，原有的锅炉风机启动方式比较落后，仍然依靠的是调节挡板来开启，因此对风机的风量进行调节。在增加阻力的同时，并且以浪费金钱与电能作为代价，进而满足生产工艺对气体的调节需要，其调节的精度差，需要耗费较多的人力、财力与物力。为此进行对锅炉风机进行新技术的改造与创新具有重要的意义[1]。
2变频技术在锅炉风机中的运用
2.1变频调速与节能的原理
变频调速节能的原理，是按照电机转速和电源输入的频率正比关系进行的。n=60×f×（1-s）/P，公式当中n指的是转速，s为电机的转差率，P为电机磁极的对数，f是表示输入的频率，利用改变电动机的输入频率从而达到改变电机转速的目的。因此，变频调速的原理是使用交流-直流-交流电源的变换技术、电力与电子的控制技术进行的。按照流体力学定律而言，风机以及泵类设备都是作为平方转矩负载，并且风机的流量（Q）、转速（n）与轴功率（P）以及压力（H）之间的关系为Q1/Q2=n1/n2，同时H1/H2=[n1/n2]2、P1/P2=[n1/n2]3。当风机的流量自100%下降至80%之时，风机的功率将由100%降至51.2%，由此可见，节能的效果较为显著，变频器控制风机电动机的系统图参见参考文献2。
风压设定经过输入端子进行设定，进而压力传感器便将压力信号向变频器输入、经过预编的程序进行有效的运算。控制锅炉电动机，确保风机改变转速，更好的调节炉膛的风压，进而由炉膛内的风压利用传感器把信号向变频器输送，最终实现了风机的自动控制。风机在变频的情况下运行，通过变频器来改变风机电机的电压频率，从而对电机的转速进行有效的控制。风机中电机转速的表达公式是N=[（2×60×f）/p]×n，其中f是风机转速的频率，p作为电机的级数（通常p取2、4、6、8...），n是风机的转速。传统的风机控制裕量的方法大部分是采用挡板式的阀门进行调节的，方法虽然简单，然而实际上是利用人为来增加阻力从而实现风机的调节的，由此便造成浪费、增加对环境的噪声污染。风机的转速逐渐降低之时，风量也会随之减少，因此，使用调速的方式对设备进行运行，能够节约大量的电能，减少企业的生产成本，节约能源。
2.2方案的设计
对某工程于2009年新安装的、五台供暖的锅炉进行研究，每台锅炉的重量为十五吨，其中的三台锅炉保持全天不间断的供暖，一年当中两台锅炉的供暖期为八个月。锅炉在运行的过程当中，电力线路的波动比较大，有时会对附近的电器造成影响。锅炉中假如风机的风量偏大，应采用档风插板对风量进行有效的调节，针对这些劣势，可在锅炉风机中设置变频器，有效解决这一问题。待设置变频调速的装置之后，锅炉的风机启动就可保持平稳且无冲击电流出现。鼓风机中电动机的型号是Y200L2-2-37；引风机中电动机的型号是Y250M-2-110。生产投资总额约为50万元，其中，鼓风机与引风机当中安装变频技术的费用如下，未包括人工费用、运输及其他的费用。
表1鼓风机和引风机中电动机的型号和费用比较
设备名称变频器型号单价费用
鼓风机22KW960020600
引风机55KW1750032300
对锅炉中风机的运行负荷进行分析，结合工程现场的检查，测得风门挡板中，其的开度是一次鼓风机为56%，二次鼓风机为35%；引风机为42%，锅炉风机当中使用变频技术，可以使风机的效率提高至百分之八十，由此一来，大大降低了风机的功耗。
五台锅炉中的鼓风机与引风机均使用变频技术，此外，引风机中电动机为380kW、鼓风机中电动机为160kW。锅炉风机没有使用变频技术之前，电机是不能调速的，风量的大小是利用调整风阀开启度进行调节的，操作不便、浪费了能源。变频技术在锅炉风机当中的使用不仅节约了能源，提高了设备运行的效率，还提高了生产的效率，因此具有重要的作用。
2.3锅炉风机调节输出风量的对策
2.3.1利用改变锅炉风机管网的特性曲线
通过此种方法实现对锅炉风机的风量进行调节，此方法是利用锅炉调节挡风板开关进行，此操作的方法较为简单、操作简便。当前锅炉的风机均使用此法，锅炉风机内部的压力发生变化，当流量减少时，压力也可上升，降低锅炉风机运行的转换效率，从而调节输出风量。
2.3.2改变锅炉风机叶片角度
此方法能够实现锅炉风机中的风量调节，加入风机管网性能的曲线未发生变化时，可以利用对锅炉风机叶片角度的改变，进而促使锅炉风机中的特性曲线出现改变，最终达到调节风量的效果。调低流量过程中，风机的内部压力将会下降，由可实现较好的节电目的，但此方法的调节中，对风机叶片的磨损大、还需要停机才能进行叶片角度的调节操作，因此对于锅炉风机的连续运行或者是连续调节等场合则不适用。
2.3.3改变锅炉风机转速从而实现风量的调节
当锅炉风机管网的特性保持不变时，可以改变锅炉风机转速的方法实现风量的调节，从而确保锅炉风机中其特性曲线进行平行的移动，即可调节风量。锅炉风机的转速降低时，其的流量、风机的压力也随之降低，由此一来，可节约电能，提高经济效益。
2.4变频技术在锅炉风机使用的意义
锅炉风机中应用变频技术，能够较好地实现锅炉正常运行的目的，满足锅炉自动控制的操作要求、减少了人工的劳动强度，有效提高了生产效率，从而减少了设备运行的成本。其次，提高了锅炉的功率因数与机械的控制精度，确保锅炉运行安全、稳定，有效缓解因档板调节造成炉膛负压增大的情况。延长了锅炉设备的使用寿命，减少人为操作失误，提高经济效益[3]。
3结束语
综上所述，变频器技术在锅炉风机当中的应用，不仅能够确保设备运行的稳定性与可靠性，而且还延长设备的使用寿命，真正达到节能的效果，确保投资企业获得较好的经济与社会效益。
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