浅谈热水供暖锅炉引风机变频运行改造

摘要：

本文对锅炉引风机运行现状进行了阐述，对变频调节的可行性进行经济技术分析，并对采用变频技术进行节能改造后给锅炉运行带来的效益进行了计算和分析。

关键词：

引风机 变频 可靠性 经济性

正文：

物业公司在供水、供暖方面是一个耗能大户，每年在采暖期间耗电量达到300万KWH左右。在保证供水、供暖、供电安全的前提下，如何降低用电量达到节能降耗和降低生产成本。积极响应公司开展厉行节约，降本减费工作，针对东区锅炉房耗电设备：引风机、鼓风机、循环水泵等进行技术改造。本文仅针对引风机设备进行论述。

一、锅炉房的引风机在运行中普遍存在以下三个方面问题

1、电机效率低,国内产品比国外的效率约低5%～10%。

2、系统运行效率低。这是因为系统单机选型匹配不当、系数裕度过大和不合理的调节方式所造成。参数裕度过大由两方面造成：一是设计规范的裕度系数过大，\"宽打窄用\";二是系统中单机选型过大，向上靠档、宁大勿小，大马拉小车。最终造成整套系统欠载运行的不合理匹配状况。

3、引风机都要用风门或闸阀来节流，增加了管网阻力，因此阻力损失相应增加，风机系统会浪费电能。在节流调节方式中，电动机、风机等长期处于高速、大负载下运行，维护工作量大，设备寿命低，并且运行现场噪音大，影响工作环境。

4、异步电机在启动时启动电流一般达到电动机额定电流的6～8倍，起动冲击电流大，对电网冲击较大，容易造成机械设备损坏，并影响电动机的使用寿命。

5、引风机在低风量区存在\"马鞍\"型曲线，风机并联容易出现 \"抢风\"等问题，给锅炉的安全运行带来隐患。

东区锅炉房引风机单机容量为45KW,运行方式是降压起动。针对以上存在的问题有必要对引风机的调速可行性进行科学合理的分析和引风机系统进行技术改造，以求提高引风机系统能源利用率。

二、变频控制器在供暖锅炉房的应用技术

1、什么是变频?\"变频\"是相对\"工频\"而言的。\"工频\"是电源的固定频率，即50赫兹(HZ).所谓变频，即频率可以变化，从0—50HZ，根据需要而改变频率的大小。 电机的旋转速度为什么能够自由地改变?根据公式n = 60f/p(1-s) 。其中

n: 电机的转速 f: 电源频率 p: 电机磁极对数 s：电机的转差率

电机的转速 = 60(秒)×频率(Hz)/电机的磁极对数 - 电机的转差率

电机的旋转速度同频率成比例，由电机的工作原理决定电机的磁极对数是固定不变的,所以不适合调节该值来调整电机的速度。频率是电机供电电源的电信号，所以该值能够在电机的外面调节后再供给电机，这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。

2、引风机负荷变频调速节能原理

引风机是将电动机的轴功率转变为流体的设备。过去很少采用转速控制的方法，多是由鼠笼式异步电机拖动进行恒速运转，当需要改变流量时，调节节流阀和挡板，这种方法虽然控制简单，但节能较差，不经济，动态跟踪性能也很差。变频调速节能是相对于阀门调节而言，采用变频调速器后，将阀门全开，通过改变电机电源频率的方法来改变电机转速。由流体力学可知，流量Q与转速n的一次方成正比，风压H与转速n的平方成正比，功率P与转速n的立方成正比，即：　　Q=Qe×(n/ne), H=He×(n/ne)2, P=Pe×(n/ne)3

式中，Qe为风机的额定流量，He为风机的额定压力，Pe为风机的额定功率，ne为风机的额定转速。

由上面的公式可知，调节风机流量时，可通过转速进行调节，此时风机轴输出功率与转速的立方成正比。根据引风机系统特性曲线(如图1)加以分析。

引风机系统特性曲线(图一)

假定引风机最佳效率工作点是A点，当需减少引风机的供风量时，采用传统的风门调节方式，增加系统阻力来满足要求，使引风机工作点由A点转移到B点。这种方法不但不能节能，反而会加快风机的效率损耗，同时低效运行会引起较高的空气和结构振动，产生噪声及有损设备。采用变频调速技术后，通过变频调速，降低异步电机的转速，使系统重新达到平衡，工作点由A点转移到C点。从C点可看出，电机转速虽然降低了，但对风机效率影响不大。根据上述原理，当风机流量在较大范围内发生变化时，采用变频调速对风机转速加以控制，将会取得非常显著的节能效果。[1]风机流量、转速、轴功率及电源频率关系如表1所示。

3、变频器选配

离心引风机和罗茨引风机由于转矩特性不同，可选用不同类型的变频器。离心引风机属于平方转矩特性，可选用引风机水泵专用型变频器;罗茨引风机属于恒转矩特性，可选用通用型变频器。

变频器的容量可按比引风机高一个电流等级的原则选择。这种方法在很多时候是有所浪费的，因为在锅炉设计时引风机就留有一定的安全裕量，因此引风机很少工作在满负荷状态。为了节省投资，可选择比引风机实际最高工作电流略高等级的变频器。在有些厂甚至采用低一个电流等级的变频器的做法。不管怎么选型，都必须满足引风机的实际运行需要。如果对引风机的实际运行情况不是很了解，建议按比较保守的方法选型，这样有利于锅炉安全运行。

转载请注明来自：http://www.uuqikan.com/jixielw/3291.html