鍋爐離心風機運行的節(jié)能措施

　1離心風機的實際性能曲線與管路性能曲線研究風機能量損失問，須研究風機的實際性能曲線與管路性能曲線。 　　1.1離心風機實際性能曲線根據(jù)風機流量與揚程的理論公式=4，私，以及風機實際工作中的機內(nèi)損失，可得風機性能實際曲線1中1線。其性能曲線是廠家根據(jù)實驗得出的實際性能曲線，這些性能曲線是分析運行工況的根據(jù)。 　　臺風機在定的轉速下，其特性曲線是定的。由于風機具有相似性，即當其轉速改變時其特性曲線平行上下移動轉數(shù)增加曲線平行上移轉數(shù)降低曲線平行下移。1為同臺風機不同轉速的特性曲線。 　　由性能曲線可知，臺風機在定轉速下，所提供的流量和揚程是密切相關的，并有無數(shù)的對應值尸1心尸2，臺風機究竟能在哪點上工作。并不取決于人的主觀想象，而是取決于連接的管路性能。 　　12管路的性能曲線風機總是與定的管路相連，般情況下，流體在管路系統(tǒng)中流動時所消耗的能量是用來克服流體在管路系統(tǒng)中的流動阻力。根據(jù)流體力學原理，可將阻力損失達為流量的函數(shù)關系即尸=2風阻抗。 　　將這關系繪在以流量，與壓力尸組成的直角坐標系中，即得到稱做管路性能的曲線，2 13風機的工作點管路系統(tǒng)的特性，是由管路系統(tǒng)在內(nèi)的整個風機裝置和工程要求決定所提出的要求，即所需的流量與其相應的壓力必須由風機來滿足。這是對矛盾的兩個方面。利用解方法可以方便地加以解決，即風機的性能曲線和管路系統(tǒng)的性能曲線同繪在張坐標上，3某適當?shù)娘L機曲馬春濤牡丹江鐵路房產(chǎn)建筑段助理工程師潘艷芳牡丹江鐵路房產(chǎn)建筑段館員線用曲線1來；某系統(tǒng)管路的性能曲線用0來。 　　曲線1與0交于3點，顯然3點明所選定的風機可以在以流量為，的條件下，向該裝置提供的揚程為尸，3點就是風機的工作點。2影響鍋爐離心風機運行耗能的主要因素目前全國現(xiàn)有風機約幾千萬臺，牡丹江鐵路房產(chǎn)建筑段管內(nèi)就有風機162臺，每年耗電達700萬度。其節(jié)能耗能都是個可觀的數(shù)字。下面根據(jù)該段的具體情況，分析影響風機耗能的主要因素。 　　2.1部分風機及配套電機設備陳舊運行效率低近年來盡管對使用的風機進行了更新和技術改造，但是還有相當部分效率僅為50左右的低效老風機，以及效率低的配套電動機，電能浪費明顯。 　　2.2風機選型與配套裕量大有的暖房風機在選型時擔心滿足不了要求，把計算流量和計算壓力指標提高，留了較大裕量，致使運用的風機長期在低負荷下運行，出現(xiàn)高效風機低效運行現(xiàn)象，致使能源浪費。 　　2.3風機管路存在耗能因素管道存在直角彎頭擋板過多積灰嚴重管徑較小等增大煙風道阻力因素致使電機為克服阻力而耗能增加；同時煙風道漏風嚴重，也使無用功增加，增大能耗。 　　2.4工況調(diào)節(jié)方法不科學不節(jié)能由于鍋爐工況的變化，以及煤質(zhì)的變化，須對風機工況進行調(diào)節(jié)。目前在全段鍋爐風機上廣泛采用節(jié)流調(diào)節(jié)工況法，就是利用閘板或轉動擋板對風機的流量進行調(diào)節(jié)。由于節(jié)流后風機將在較低的效率下工作，而且風機的風壓還用來克服閘板或轉動擋板的節(jié)流阻力，即無益地消耗掉部分功率。例如臺40雙的離心風機運行在70的額定流量下，由于節(jié)流而造成節(jié)流損失，其功率損耗高達15kW左右。利用閘板節(jié)流損失般占電動機功率的3040；風機節(jié)流后運行點偏離風機高效區(qū)，使其處于低效區(qū)運行，電能浪費嚴重。在全段3鍋爐離心風機的節(jié)能措施31加強設備更新和技術改造工作31.1更新低效風機電動機為高效型對陳舊低效的高能耗風機電動機加以更新，換為高效節(jié)能型新產(chǎn)品，般來說，更新后可相對提高節(jié)電率約20，其效果顯著。 　　312應用電容器無功就地補償應用電容器無功就地補償可減少電能損耗，提高用電體系的電能利用率，這種補償方式用于單臺容量大，且連續(xù)運轉，使用率高的風機，節(jié)電效果十分明顯。 　　從牡丹江鐵路房產(chǎn)建筑段管內(nèi)風機設備情況來看，由于大部分變配電設備電動機技術指標落后，且配套性能差功率因數(shù)偏低，般在左右，有的僅為0506從而增大了電能損耗，影響了電壓質(zhì)量和設備運行效率采用電容無功就地補償，可使電動機功率因數(shù)達到0.85以上。從而實現(xiàn)減少低壓線損，提高電壓質(zhì)量，節(jié)約電能的目313減少風機的機內(nèi)損失風機機內(nèi)損失有水力損失容積損失機械損失3種。主要的損失是機械損失，可通過改善風機運行條件，清凈葉輪積灰，提高動平衡度，保證運轉部件充分潤滑和提高維護水平來實現(xiàn)。 　　32提高設計配置風機及選型水準在風機更換或新建工程中，選配風機應堅持選用高效風機的原則。并根據(jù)計算流量和風壓選配合適富裕量的風機。般選型時計算符合，選用的風壓稍高于計算值，運行時可用調(diào)節(jié)器的方法，消除多余風壓，如有幾種風機都能滿足計算的風量和風壓，則應進行經(jīng)濟比較，選擇最為高效節(jié)能的風機。還應注意根據(jù)管路及風機的特性曲線，使風機工作點處于風機的高效區(qū)內(nèi)。 　　3.3減少煙風管阻力及漏風凡心父10諏，其大小可用面積00. 　　當風量減少時例如降到50風量如果不改變轉速，而關小風門開度，則通風阻力增加，管路曲線由，變化到，義，工作點相應的由，移至，點，此時軸功率為=尸以父10諏，其大小可用面積乃心，抒，可愚與相比，相差不大。 　　如果采用改變風機轉速而不變風門開度調(diào)節(jié)風量還是降到50則轉速由，1降到，2，曲線由1變化到2工作點由，移到，此時所需功率池=尸2心，103 kW；其大小相當于面積QBP2O，與NA和NB相比小得多?？晒?jié)能效果顯著。 　　從達式分析設，2出吧12分別是調(diào)節(jié)前后的風量轉速和功率。根據(jù)，2=，1仍12=1772713，由此可知，風量降到50時轉速也降到50，而功率則降到2=150 03=12.5，可電機轉速下降后，功率下降的節(jié)能程度。 　　通過上面的分析可以看出，風機工況變速調(diào)節(jié)是風機運行節(jié)能的有效途徑。目前調(diào)速范圍較寬的方案有以下幾種液力耦合調(diào)速變頻調(diào)速非倍型變極調(diào)速可控硅調(diào)速電磁離合調(diào)速等很多種。從調(diào)速在低效設備改用高效節(jié)能設備的同時，應對不合理的煙風道系統(tǒng)加以改造，盡量減少直角彎頭縮短管路使各連接處及轉彎處順滑拆除不必要的擋板及時清理積灰加強管路密封，特別是連接處，并根據(jù)經(jīng)濟流速確定經(jīng)濟管徑。 　　34采用科學節(jié)能的工況調(diào)節(jié)方法性能上比較理想的是變頻調(diào)速液力耦合調(diào)速及非倍型變極調(diào)速，下面介紹下這3種方法。 　　變頻調(diào)速，即電動機通過變頻器的控制達到變速目的。變頻器是將5082的相交流電整流為直流再逆變?yōu)榭勺冾l率的相交流電的靜止變頻裝置。頻率的連續(xù)可調(diào)使異步電動機可以連續(xù)無級調(diào)速離心風機在給定的管路系統(tǒng)中工作時，將產(chǎn)生定的風量和風壓，由于生產(chǎn)過程的需要，鍋爐負荷的變化，這就造成了風機調(diào)節(jié)的必要性，風機調(diào)節(jié)的實質(zhì)就是人為地改變風機的工作點。離心風機通常可采用的節(jié)能調(diào)節(jié)方法有導向器調(diào)節(jié)和變速調(diào)節(jié)方法。 　　341導向器調(diào)節(jié)通常采用的導向器有軸向的及簡易的兩種。 　　導向器與轉動擋板有共同之處，即改變導向器葉片的開度以改變節(jié)流阻力達到調(diào)節(jié)風量的目的。但導向器的重要作用在于使氣流進入風機前先行轉向，從而改變風向而達到調(diào)節(jié)的目的。4不同導向角度有不同的風機特性曲線。 　　盡管導向器會使風機效率降低但在調(diào)節(jié)幅度不很大的范圍內(nèi)70100開度它的經(jīng)濟性比節(jié)流調(diào)節(jié)即擋板調(diào)節(jié)高得多，且結構簡單維護方便，適用于電機功率較小的風機。 　　342變速調(diào)節(jié)變速調(diào)節(jié)即在不改變管路特性的條件下，通過改變風機的轉速達到調(diào)節(jié)的目的。 　　下面對變速調(diào)節(jié)進行節(jié)能分析，5通風阻力公式尸=叫2，3阻力系數(shù)；5為12為風機在額定轉速，1和轉速，2下的尸，特性曲線，舊仍，特性曲線與管路特性曲線交點，為工作點。假定曲線1與曲線的交點為，工作點，此點風量為10，則在此工作點的軸功率并實現(xiàn)自動控制。同時變頻器有很強的功能，在電網(wǎng)電壓士0波動條件下，仍可正常工作，非常適合電網(wǎng)電壓波動的情況。另外，還有很強的自我保護功能，有過載過電壓缺相短路等保護功能，適用于5.5諏以上55諏以下的電動機。 　　風機運用變頻調(diào)速調(diào)節(jié)與運用閘板節(jié)流調(diào)節(jié)相比可節(jié)能30 6，例如鍋爐鼓引風機進行變頻調(diào)速，引風機額定功率22雙，鼓風機額定功率75雙，采用入口擋板節(jié)流控制需耗23雙采用變頻調(diào)速裝置設定頻率406只只需耗能1284雙節(jié)電10.56液力耦合調(diào)速。調(diào)速型液力耦合器取代原來般的聯(lián)軸器，在電機轉速不變的情況下，通過改變耦合器的導管開度，以改變工作腔內(nèi)工作油的充滿度，實現(xiàn)對輸出轉速的無級調(diào)節(jié)，變化輸出功率的大小，通過電動執(zhí)行器與負載信號連接起來，就可實現(xiàn)調(diào)速遙控或自動控制。 　　該裝置能使電動機空載啟動，減少啟動時間，降低啟動過程的沖擊電流，尤其適用于小型電網(wǎng)；具有防止動力過載，不會使電機發(fā)生失速而燒毀其適用于大功率高轉速工況，適用于55雙以上電動機，操作簡單。此法與閘板節(jié)流調(diào)節(jié)相比節(jié)電2050.其節(jié)能效果1. 　　非倍型變極調(diào)速，即風機配置4 6和68極兩速電機，實現(xiàn)調(diào)速目的。目前非倍雙速電機有雙繞組結構和單繞組結構。雙繞組結構不同轉速下的耗能對比就是個繞組對應個極數(shù)轉數(shù)，個繞組工作時另個繞組閑置不用，其繞組利用率較低。單繞組結構彌補了雙繞組的不足，提高繞組利用率。 　　風機上使用電動機多為4極6極8極，通過改造可實現(xiàn)即4極變46極6極變6 8極8極變812極。其風量的變化消耗功率的變化及節(jié)電率2從上可節(jié)電效果和經(jīng)濟效果，但由于其不能實現(xiàn)無級變速調(diào)節(jié)，故應用中應輔助導向器調(diào)節(jié)，以保證工況的需要。非倍型變極調(diào)速控制簡單維修方便，與變頻器和液力耦合器相比成本低投入小，適用于小型風機及對工況要求不十分嚴格的調(diào)速。 　　4風機節(jié)能措施的實際運用與效果1998年牡丹江鐵路房產(chǎn)建筑段西海林小區(qū)工程，加強了對風機節(jié)能運行的重視，采用多項節(jié)能措施，其節(jié)能效果與該段平安小區(qū)相比節(jié)電達到32.7對比3綜上所述，鍋爐離心風機的節(jié)能經(jīng)濟運行是項系統(tǒng)工程，其在政風機型鼓風機3風機鼓風機引風機電機，兮功半風量罱鈴方式變，速液力合速蝌板節(jié)皰網(wǎng)板節(jié)班電機起動炬電容無功補儈低壓開關柜荇通低壓開關柜電t選用高效設備的前提下，結合風機運行存在的具體問，采用相應的節(jié)能措施，可取得良好的經(jīng)濟效益，特別是變頻調(diào)速和液力耦合調(diào)速。 　　794億度，其20發(fā)電量消耗在風機上，若半風機采用節(jié)能措施按節(jié)電23計算那么1年可節(jié)電270億度，它相當于大亞灣核電站期工程年發(fā)電量90億度的3倍。 　　鍋爐風機節(jié)能符合國家九計劃對資源節(jié)約和綜合利用提出1王懷彬，李清。鍋爐輔助設備。哈爾濱工業(yè)大學出版社1994 2周漠仁。流體力學泵與風機。中國建筑工業(yè)出版社，984 3沈陽鼓風機研究所。離心通風機。機械工業(yè)出版社，984 4王雪萍。淺談風機水泵耗電與節(jié)能措施。北京節(jié)能，1997 15李立。鍋爐風機節(jié)電的新途徑非倍型變極調(diào)速技術。北京節(jié)6許淵。調(diào)速型液力耦合器在鍋爐房中的應用。北京節(jié)能，1999.1責任編輯王慧上接第21頁3提高設備效率，降低電能損失31功率因數(shù)提高，設備效率增大。 　　由于有功功率尸=.〃，沖，當設備視在功率定時，如果功率因數(shù)以呷提高，尸也隨之增大，電氣設備的有功功率也就提高了。 　　32降低功率損耗和電能損失。 　　在相交流電路中，功率損耗的計算公式如下由上式可，當功率因數(shù)提高后，將使功率損失大大下降。因此，使得每年在線路上和變壓器中的電能損失下降。 　　33電容器容量的選擇電容器安裝容量的選擇，可根據(jù)使用目的的不同，按改善功率因數(shù)，提高運行電壓和降低線路損失等因素來確定。 　　331按提高功率因數(shù)確定補償容量根據(jù)功率補償中功率之間的向量關系，可求出無功補償容量q0砰10鄧2補償前后功率因數(shù)值。 　　例如某配電所最大負荷月的平均有功功率為200雙，功率因數(shù)，邱=0.6擬將功率因數(shù)提高到09，由上式計算出需要裝設電容器組補償?shù)目側萘繎撌?70技1. 　　從以上式子，可以計算出每雙有功功率從補償前功率因數(shù)沖1提高到補償后功率因數(shù)，神2所需補償?shù)娜萘?。列?. 　　補償前補償0秘0和332按降低線損確定補償容量按降低線路電能損耗的要求確定補償容量的方法，可以說明補償容量與線損降低率之間的關系，有定實用價值。安裝電容器以后線損降低率可按下式求出由上式可以繪制出2，欲求電容器的補償容量，可根據(jù)原有功功率因數(shù)和己知的線損降低率，查曲線，得補償后需要達到的功率因數(shù)，然后將補償后的功率因數(shù)代入上式中，即可求出所需安裝的電容器容量。 　　綜上所述，在企業(yè)供電的過程中，只要選擇合理的無功補償裝置，就可提高企業(yè)用電的功率因數(shù)，提高了設備效率，降低了無功損耗，最大程度上節(jié)約了電能。