一、引言

　　鍋爐在選用與其配套的風(fēng)機容量時(shí)，均是按鍋爐的最大蒸發(fā)量予以考慮，且留有20%風(fēng)壓和20%流量的裕量。這就是說(shuō)，即使鍋爐全載運行，其風(fēng)門(mén)開(kāi)度也不會(huì )是100%，最多僅能達到80%左右，并且鍋爐根據季節不同負荷量也會(huì )相應變化。此外，風(fēng)機在選用其配套電動(dòng)機時(shí)，也留有一定裕量。因而在鍋爐的正常運行中，其電動(dòng)機總是處于不全載情況下運行。因此，對鍋爐風(fēng)機的節能改造具有十分重要的經(jīng)濟意義。風(fēng)機系統中流量的調節常采用改變擋板開(kāi)度的方式，因而在擋板上產(chǎn)生了附加的壓力損失。浪費了大量能源。采用變頻調速技術(shù)改造風(fēng)機系統，不僅可以節約能源，而且使系統運行更加合理可靠。

　　二、節能分析

　　變頻調速技術(shù)的基本原理是根據電機轉速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系： n =60 f（1-s）／p，（式中n、f、s、p分別表示轉速、輸入頻率、電機轉差率、電機磁極對數）；通過(guò)改變電動(dòng)機工作電源頻率達到改變電機轉速的目的。通過(guò)流體力學(xué)的基本定律可知：風(fēng)機、泵類(lèi)設備均屬平方轉矩負載，其轉速n與流量Q，壓力H以及軸功率P具有如下關(guān)系：Q∝n ，H∝n2，P∝n3；即，流量與轉速成正比，壓力與轉速的平方成正比，軸功率與轉速的立方成正比。如下圖示為壓力H-流量Q曲線(xiàn)特性圖:風(fēng)機、泵類(lèi)在管路特性曲線(xiàn)R1工作時(shí)，工況點(diǎn)為A，其流量壓力分別為Q1、H1，此時(shí)風(fēng)機、泵類(lèi)所需的功率正比于H1與Q1的乘積，即正比于A(yíng)H1OQ1的面積。由于工藝要求需減小流量到Q2，實(shí)際上通過(guò)增加管網(wǎng)管阻，使風(fēng)機、泵類(lèi)的工作點(diǎn)移到R2上的B點(diǎn)，壓力增大到H2，這時(shí)風(fēng)機、泵類(lèi)所需的功率正比于H2與Q2的乘積，即正比于BH2OQ2的面積。顯然風(fēng)機、泵類(lèi)所需的功率增大了。這種調節方式控制雖然簡(jiǎn)單、但功率消耗大，不利于節能，是以高運行成本換取簡(jiǎn)單控制方式。

　　n1-代表電機在額定轉速運行時(shí)的特性；

　　n2-代表電機降速運行在n2轉速時(shí)的特性；

　　R1-代表風(fēng)機、泵類(lèi)管路阻力最小時(shí)的阻力特性；

　　R2-代表風(fēng)機、泵類(lèi)管路阻力增大到某一數組時(shí)的阻力特性。

　　若采用變頻調速，風(fēng)機轉速由n1下降到n2，這時(shí)工作點(diǎn)由A點(diǎn)移到C點(diǎn)，流量仍是Q2，壓力由H1降到H3，這時(shí)變頻調速后風(fēng)機所需的功率正比于H3與Q2的乘積，即正比于CH3OQ2的面積，由圖可見(jiàn)功率的減少是明顯的。對于風(fēng)機、泵類(lèi)設備采用變頻調速后的節能效果，通常采用以下兩種方式進(jìn)行計算：若采用變頻調速，風(fēng)機轉速由n1下降到n2，這時(shí)工作點(diǎn)由A點(diǎn)移到C點(diǎn)，流量仍是Q2，壓力由H1降到H3，這時(shí)變頻調速后風(fēng)機所需的功率正比于H3與Q2的乘積，即正比于CH3OQ2的面積，由圖可見(jiàn)功率的減少是明顯的。

　　三、改造前設備工況

　　貴公司設備是通過(guò)調節擋風(fēng)板和閥門(mén)的開(kāi)啟角度的機械調節方法來(lái)滿(mǎn)足不同的用風(fēng)量，這種操作方式的缺點(diǎn)是:

　?。?）電機及風(fēng)機的轉速高，負荷強度重，電能浪費嚴重；

　?。?）調節精度差，控制不精確；

　?。?）電氣控制直接起動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)電流對電網(wǎng)沖擊大，需要的電源（電網(wǎng)）容量大，功率因素較低；

　?。?）起動(dòng)時(shí)機械沖擊大,設備使用壽命低；

　?。?）電氣保護特性差，當負載出現機械故障時(shí)不能瞬間動(dòng)作保護設備等。采用變頻器可實(shí)現大的電動(dòng)機的軟停、軟起，避免了啟動(dòng)時(shí)的電壓沖擊，減少電動(dòng)機故障率，延長(cháng)使用壽命，同時(shí)也降低了對電網(wǎng)的容量要求和無(wú)功損耗。

　　四、變頻改造方案 

　　變頻柜具有工/變頻切換功能，系統各臺電機均由相應變頻器驅動(dòng)，在變頻器出現故障時(shí)可自動(dòng)切換到工頻啟動(dòng)，以保證生產(chǎn)的連續性。能遠程控制起動(dòng)、停止。變頻柜控制電氣圖如下：

　　五、總結

　　采用變頻器控制將有以下諸多優(yōu)點(diǎn)：

　?。?）、采用變頻器控制電機的轉速，取消擋板調節，降低了設備的故障 率，節電效果顯著(zhù)；

　?。?）、采用變頻器控制電機，實(shí)現了電機的軟啟動(dòng)，延長(cháng)了設備的使用壽 命，避免了對電網(wǎng)的沖擊；

　?。?）、電機在低于額定轉速的狀態(tài)下運行，減少了噪聲對環(huán)境的影響；

　?。?）、具有過(guò)載、過(guò)壓、過(guò)流、欠壓、電源缺相等自動(dòng)保護功能；

　?。?）、變頻具有工/變頻自動(dòng)切換功能，能夠保證生產(chǎn)的連續性。

　　實(shí)踐證明，變頻改造具有顯著(zhù)的節電效果，是一種理想的調速控制方式。既提高了設備效率，又滿(mǎn)足了生產(chǎn)工藝要求，并且還大大減少了設備維護、維修費用，另外當采用變頻調速時(shí)，由于變頻裝置內的直流電抗器能很好的改善功率因數，也可以為電網(wǎng)節約容量。直接和間接經(jīng)濟效益十分明顯。