锅炉房鼓引风机变频改造的节能分析

摘要 目前，国内外许多电力拖动场合已将矢量控制的变频器广泛应用于通用机械、纺织、印染、造纸、轧钢、化工等行业中交流电动机的无级调速，已明显取得节能效果并满足工艺和自动调速要求。现就对最近一年来我部燕庄生活区锅炉房、丹洲营生活区锅炉房、唐公塔车辆段锅炉房的风机变频改造的节能效果进行一下简单的分析。

关键词 锅炉；鼓引风机；变频；节能

中图分类号TM7文献标识码A文章编号 1674-6708（2011）38-0120-02

交流变频调速是交流电动机调速方法中最理想的方案，采用变频器对风机、水泵类机械进行调速来调节风量、流量的方法，对节约能源，提高经济效益具有重要意义。但是，过去由于各种原因，如变频器的价格、质量、容量等因素的约束，没有得到广泛应用。近年来随着IC产业的迅猛发展，变频器的价格大幅下降，可靠性增强，容量增大（已达到400kW），变频器的使用已成倍增长。

1 设备使用状况及存在的问题

1.1设备使用情况

神华准能公司燕庄生活站区锅炉房、丹洲营生活区锅炉房及唐公塔车辆段锅炉房正常情况下，使用6台18.5kW引风机，6台5.5kW鼓风机。冬季工作近200d。供暖锅炉每天工作24h，保证锅炉水温维持在45℃~85℃之间。

1.2存在问题

由于锅炉在低负荷运行时，风机还是全速运行，电机做了大量的无用功，造成电能的浪费。

2 改造措施及原理效果分析

2.1解决措施

使用变频器来控制风机的转速。使风机在低负荷时，低转速运行。

2.2节电原理分析

由流体传输设备风机的工作原理可知：风机的风量与其转速成正比；风机的风压与其转速的平方成正比，而风机的轴功率等于流量与风压的乘积，故风机的轴功率与其转速的三次方成正比（即与电源频率的三次方成正比）如下表：

根据上述原理可知：改变风机的转速就可改变风机的输出功率。例如:将供电频率由50Hz降为45Hz，则P45/P50=453/503=0.729，即P45=0.729P50（P为电机轴功率）；将供电频率由50Hz降为40Hz，则P40/P50=403/503=0.512，即P40=0.512P50（P为电机轴功率）。

用变频器进行转速控制时，可节约大量电能。采用风门调节不仅增大了风阻，浪费电能；而且由于调小风门时电机还在全速运行，耗电没有减少多少。同时变频器的软启动功能及平滑调速的特点可实现对系统的平稳调节，使系统工作状态稳定，延长机组使用寿命。

3改造安装与施工

3.1选取设备

本控制系统包括变频器、控制柜、部分电缆等设备。本变频控制柜可保证在供热锅炉正常工作的基础上,同时达到节电、节煤以及环保的目的

3.2安装与施工

控制柜的安装：本柜输入电源使用原控制柜输入电源，本柜的风机电机动力输出电源线仍使用原风机电机电源线。

3.3供暖循环水泵系统节电改造主要配置

变频器；断路器；交流接触器； 热过载继电器；电气柜； 指示灯/转换开关/按钮；

4 节电工程造价及投资回报分析

1）节约电费及维修费

改造前每台鼓风机平均每个采暖期耗电：

5.5×24×200=26400kW·h，

每台引风机平均每个采暖期耗电：

18.5×24×200=88800kW·h。

改造后每台风机平均运行频率为45Hz，则，P45/P50=453/503=0.729,也就是说改造后的能量消耗为改造前的0.729倍，每个锅炉房两台引风机、两台鼓风机总共可节电：(26400×2+88800×2)×（1-0.729）=91056kW·h。每度电按0.2元计算，可节约用电费用91056×0.2=18211.2元，同时因为实现软起动和转速的降低，使风机的维修费用大大降低，根据往年的维修费用统计估算单台风机节约维修费用500元；风机噪音大大降低，也减少了在风机降噪方面的投入大约300元。这样每个锅炉房节省电费和维护费大约在19 811.2元。3个锅炉房总计节约59433.6元。

2）每台锅炉的风机由于降低了转速，减少了不必要的送风量，节约了燃煤的消耗，按5%节能率计算，每台锅炉一个采暖期按公司为我部核定的耗煤量为280T/吨位计算。

3）每个采暖期节煤量：280T×4×2×5%×3=336t，

现按每吨煤400元计算,每个采暖期节煤资金：

400元×336t=134400元

每月节电节煤总额：59433.6+134400=193833.6元

安装4T锅炉的鼓、引风、变频设备和安装监测仪表所需投入 150 000元，不到一个采暖期就能收回全部投资。

5 系统效果分析及推广应用 

 效果分析及系统功能：

1）节电效果明显，节约电费开支；

2）大幅度地降低噪音，减少公害，保护环境；

3）实现软启动，软停止，没有电流和机械冲击；

4）减少磨损，降低电流，延长电机等设备寿命；

5）可后续实现设备的自动化控制，供热系统稳定工作，提高了供热质量。

所以，大大的达到了节能降耗的目的。

参考文献

[1]车得福，等.锅炉.西安：西安交通大学出版社，2008.

[2]王成元，等.现代电机控制技术.北京：机械工业出版社，2009.

[3]张燕宾.变频器应用教程.北京：机械工业出版社，2007.

[4]李发海，等.电机与拖动基础.北京：清华大学出版社.

[5]马新民.矿山机械.徐州：中国矿业大学出版社，2002.

[6]王正伟.流体机械基础.北京：清华大学出版社，2006.

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