鍋爐鼓風機的改造方案

1 引言

大型風機是工礦企業的關鍵設備，其耗電常達到企業電力消耗的1/3以上。這些風機常在50%～70%甚至更低的流量下運行。這是因為，一方面設備的設計時常留有一定的余量，另一方面，由于工況的變化需要風機輸出不同的風量。鍋爐鼓風機為9—196D型，其額定參數為流量Q=6330m3/h，轉速n=1450r/min，驅動電機是功率為400KW型號為Y400—4的三相異步交流電動機。鼓風機工作時，需根據鍋爐的情況隨時調節風量，而控制風量的方法是調節風門。多年來鍋爐鼓風機工作時的流量一般為額定流量的50%～70%，消耗的電能有30%～50%被浪費，因此對其進行節能改造勢在必行。
2 節能改造方法的確定 　　

2.1 分析鍋爐鼓風機的工作特性 　　 　　 　　 　　

鍋爐鼓風機的工作特性主要由風壓—風量（H—Q）特性曲線來表述的。H—Q曲線是表示當轉速恒定時H與Q之間關系的特性，根據特性曲線可以看出當轉速恒定時H與Q成反比，當Q減小時H增大，而軸功率Ps與H、Q乘積成正比，所以Ps無明顯變化。又因為風機的耗電與軸功率Ps成正比，所以在轉速恒定的情況下無法達到節能的目的，因此必須調節轉速。

2.2 變頻調速法的確定

采用調節轉速控制風量的方法和常用的調節風門的方法相比有顯著的節能效果，曲線1為恒速n1下的H—Q特性曲線，曲線2為管網風阻特性曲線（風門全開）。當需要調節風量時，例如，所需風量從減小到額定風量的70%即從圖中的Q1減小到Q2，如果用調節風門的方法調節時，管網風阻特性曲線從2變到3，此時系統工作點從A移至B，可以看出雖然風量降低了，但風壓從H1變到H2增加了，因此軸功率Ps基本沒有減小。而采用調節轉速來調節風量時，風機的轉速由原來的n1降至n2，根據風機參數比例定律可以畫出轉速n2下的H—Q特性曲線4，此時風機工作在C點，從圖中可以看出在滿足同樣風量Q2的情況下，風壓將大幅度下降到H3，軸功率Ps也將隨之大幅度下降。由此可見對鍋爐鼓風機進行變速調節，就可以達到節能的目的。

而調節風機轉速必須通過調節驅動電機的轉速來完成，在眾多的調節方法中經比較，變頻調速技術*，調*率高，調速性能好，改造方便，因此決定，采用變頻調速技術對鍋爐鼓風機進行節能改造，不但可達到節能的目的，同時還可提高裝置的自動控制水平。

3 鍋爐鼓風機的變頻調速改造

3.1 變頻調速的工作原理

變頻調速的主要工作原理是將三相交流工頻電源經大功率整流元件整流，變成直流，再將直流電用正弦波脈寬調制技術逆變為頻率可調、幅度亦隨之改變的三相交流電，以此為電源供給電機使用，可以根據需要將電源頻率調節到一定的值。

鍋爐鼓風機的電機采用的是交流三相異步電動機，其轉速與電源頻率的關系為n=60f（1-s）/p
式中：
n—電機轉速
f—電源頻率
p—電機的磁極對數
s—電機的轉差率，對確定的電機可視為定值

從式中可以看出轉速n正比于電源頻率f，調節f就可以達到調節n的目的。

3.2 高壓變頻器的選定與安裝

（1）根據電機容量，選用HARSVER—A系列A06/050型高壓變頻器，該變頻器適用于火力發電廠的風機水泵等高壓設備，特點是參數顯示清晰、性能*、維護簡單、節能效果明顯等，其電壓等級為6KV，額定電流為50A，容量為500 KV A。

2）安裝接線，維護與檢修需按說明樣圖。

4 改造后的運行效果
　
4.1 節能
（1）節能效果。改造前單臺月耗電量約為203100KWh，改造后單臺月耗電量約為36984 KWh（月運行時間均為600小時），每月可節約電量1661161 KWh。

（2）經濟效益。按電價0.44元/ KWh計算，每月節省電費約73091元。鍋爐鼓風機的變頻改造總投資約80萬元，經一年的運行即可收回全部投資，經濟效益顯著。

4.2 改善了系統的監控性和可靠性，提高了工作效率，減少了檢修和維修的工作量。

4.3 限制啟動電流，消除電機啟停對機械的沖擊，延長了設備的使用壽命。

5 結論

對鍋爐鼓風機進行變頻調速改造后，不僅節能效果良好經濟效益顯著，而且改善了系統的監控性和可靠性，延長了設備的使用壽命，因此是一次成功的改造。