在提倡环保与节能国际前提下,众多厂家的锅炉风机都在运用风门的开度来调节其风量,用风门档板调节风量时,风机长期工作在额定转速下,不可避免其风量(或能量)有相当部分会损失在档板上,存在着能耗较大、设备损坏率高、维修难度大等特点。如采用变频调速实施对该系统的改造,可发挥该系统的节能潜力。
由于电机轴功率与转速的三次方成正比的关系可知,转速若降低一些,风机轴功率则成三次方关系下降,即风机所损耗的电能大大下降。
在交流调速中,根据交流电机的调速公式,电机转速n=60f(1-s)/p可把调速方式分为三大类:
1.改变电动的转差率S。
2.改变电动机的极对数P。
3.改变电源的频率f。
以上三者均可调速,但改变电机的极对数相当困难,并且不能实现无级调速,改变电机的转差率会带来较大的转差损耗,使效益值降低,而且调速范围也受限制.只有改变电源频率的方法,从高速到低速都可保持高效率、宽范围和高精度的调速性能;因此交流调速以变频调速器最为可行。
节能理论分析
由流体力学原理知,风机的风量Q与转速n成正比,风压H与转速n的平方成正比,所消耗的功率P等于风量Q与风压H之积(即功率与转速的立方成正比,)具体关系表达式:
即Q=K1n;H=K2n²;P=Q×H=K1K2n³
其中K1,K2,K3——是比例系数
当用档板的开度来控制风量大小时,管阻档板阻曲线与功率P变化,由曲线1到曲
线路,风量减少了,而功率却没有减少多少。而通过改变转速n来调节风量情况就不同了。调节转速时H-Q曲线由曲线1到曲线2,档板开度100%时,管阻曲线不变,功率节省了很多。节省量,其中n1为调节前转速,n2为调节后转速。
节能效果及综合效益分析
2.以东莞某厂鼓风机是132KW为例, 改造前鼓风机工频运行电流为240A,改造后鼓风机运行频率在30~40HZ,按节能25%计算,运行电流平均为220A左右,运行时间每天工作24小时,每月工作26天,风机用电量计算如下:
W前=1.73(△I×U)×24×26÷1000 W后=1.73(△I×U)×24×26÷1000
=1.73×240×380×24×26÷1000 =1.73×220×380×24×26÷1000
=98452(度) =90247(度)
每月节省电量=W前-W后
=(143576+98452)-(131269+90247)
=20512(度)
按每度0.6元计算,则每月可节省电费=20512×0.6=12307.00(元).而整套风机系统改造费用9万元左右,故约8个月就能收回设备投资。
诚然,节能是变频改造带来的一大好处,但并不是唯一的,锅炉风机变频改造后,还有以下优点:
(1)电机实现软启动,对电机、电网的冲击大为减小。
(2)延长了设备的使用寿命,减少设备的维修量和维护费用。
(3)进一步完善了保护功能,如过热保护、过电流、过电压、短路缺相保护等功能。
(4)操作简单方便,运行平稳,安全。
(5)保持原作系统不变,可作备用系统使用。