风机负载的运行特点及变频器选型

    通常在工业生产、产品加工制造业中风机设备主要用于锅炉燃烧系统、烘干系统、冷却系统、通风系统等场合，根据生产需要对炉膛压力、风速、风量、温度等指标进行控制和调节以适应工艺要求和运行工况。而最常用的控制手段则是调节风门、挡板开度的大小来调整受控对象。这样，不论生产的需求大小，风机都要全速运转．而运行工况的变化则使得能量被风门、挡板的节流损失消耗掉了。在生产过程中，不仅控制精度受到限制，而且还造成大量的能源浪费和设备损耗。从而导致生产成本增加，设备使用寿命缩短，设备维护、维修费用高居不下。    在中央空调、炼钢厂、水泥制造、化纤等行业中都用到风机。在没有调速控制之前，一般采用降压启动，并且正常运行后，电动机全速运行，而风量的大小则通过风门来调节。一般情况下，风门的开度为50%～80%，电机只能是满负荷运行，电动机的工作效率很低，造成很大浪费。    变频器的出现很好地解决了根据工况而直接控制风量的大小，满足了工况的要求。变频器是无级调速的，用变频器改造风机，具有以下特点：    ①启动停止平衡，无级调速．调速范围大。    ②工作可靠，能长期稳定运行。    ③操作简便，维护量小。    ④输出特性可满足风机性能要求。    ⑤节能效果显著。    根据离心泵的特性，风机的流量变化与转速成正比，压力变化与转速成正比，而功率变化与转速变化立方成正比。因此，当风机转速降低时，风量减少。电机功率成立方比下降。因此要提高电动机的工作效率、节约电能，可在风机电动机上装上调速装置。安装了调速装置的风机电动机如图4-10所示。
    图4-10    安装了调速装置的风机电动机    根据工作的情况调节调速器装置就可以满足工作状况的要求。另外，用变频器对风机进行改造不必对原系统进行大改动。因此，变频器在风机改造方面得到广泛的应用。经过变频改造后，工作时，让电动机高速运行以达到我们的要求。不工作时，使电动机低速运转节约电能。控制系统总体构成如图4-11所示。
    图4-11    控制系统总体构成    其中，鼓风机、引风机、炉排机变频器受燃烧控制系统的控制，给水泵变频器受汽包水位的控制。控制器的输出信号将控制相关的变频器输出频率，以达到稳定工况及提高锅炉热效率和节能之目的。对于给水泵变频器加减速时间的设定，应在保证供水的前提下，尽量设定长一点，这样对工艺管道有利，因为这可以克服水泵加速过快的“水锤效应”和减速过快时的“空化现象”。    通过对变频器在工业锅炉上的应用进行总结，具有以下优点：    ①节电降耗效果显著，操作简便，调节平衡，尤其与微机控制相连更体现了优越性，深受司炉工的欢迎。    ②平滑启动及转机转速下降，机械磨损减小，故障率下降，减少了停机、停炉对生产的影响。    ③挡板和调节阀的机械磨损、卡死等故障不复存在了。    改造效果明显，以75kW为例：    改造前实测数据：    U=380V；I=120A；cosΦ=0. 887    P=1.732U/cosΦ=1.732×380×120×0.887=70kW    改造前每年耗电量（全年运行330天计）为：70kW×24×330=554400度。    改造后实测数据：    U=380V；I=75A；cosΦ=1    P=1.732×380×75×1=49kW    改造后每年耗电量（全年运行330天计）为：49kW×24×330=388080度。    每年节省的电量：554400 - 388080 =166320度；节电率：166320÷554400=30%；每年节约电费（按0.6元/度计）：166320×0. 6=99792元。    对风机改造表明：    ①采用交流变频器对风机进行节能改造具有结构简单、改造方便、节能效果明显、投资回收期短的特点；    ②使用变频器后，风机可软启和软停、减少设备机械冲击、延长设备使用寿命、降低设备的维修费用。