一.導言
隨著社會的發展和進步,人們越來越重視環境保護。國家正在加強環保的力度和引導,處于社會生產最前沿的制造企業也開始重視節能減排。其中,廣泛應用于工業生產和人民生活的鍋爐設備,其節能環保改造成為必要的更新換代措施。
對于鍋爐設備來說,引風機是重要的控制過程要素之一。引風機主要是排除爐膛內產生的煙氣,并在爐膛內保持一定的負壓,以克服尾部煙道內的壓力損失。變頻器(以下簡稱-VFD)調速的應用可以實現上述節能環保。
二、過程原則
異步電動機的轉速n與頻率f成正比,改變頻率f可以改變電動機的轉速,引風機是典型的變轉矩控制特性的風機負載。因此,根據流體流量與風扇轉速的關系,流量Q與風扇轉速N的一次方成正比;電機的轉矩m與轉速n的二次冪成正比;電機的輸出功率p與轉速n的三次方成正比。
根據上述原理,可以根據鍋爐工藝要求調節引風機電機的運行速度,改變輸出電流、電壓和功率,達到節能的效果。不會出現類似傳統擋風板的擋板造成的節流損失和爐膛負壓波動。
在過去,實現交流異步電動機的寬范圍無級調速并不容易。在VFD被廣泛使用的今天,通過變頻的方式可以很好的解決這個問題,從而為引風機的連續過程調節帶來真正的解決方案。目前,SKI800 VFD已經很好地應用于各種風機的節能改造,包括鍋爐鼓風機和引風機。
爐子工作時,需要不斷加入可燃物,有鼓風機向爐內吹入空氣促進燃燒。因此,鍋爐可以產生蒸汽,為工業生產和居民生活提供二次能源。當燃料燃燒時,需要保持爐內壓力穩定,燃燒充分,而引風機就起這個作用,調節風量保持爐膛負壓穩定,將燃燒的煙氣排出爐外。
并且當煙氣通過引風機輸送到室外時,還經過煙道內的重力沉降室,煙氣中的粉塵顆粒在重力沉降室中自重增大,通過噴淋流入水封池,使燃燒后排出的煙氣中沒有較大的顆粒。可以達到排放標準。
三、具體應用示例
一個傳統的家具生產企業,通過焚燒其制造過程中廢棄的木板和邊角料,可以充分利用這類工業廢料,變廢為寶,為生產和生活提供熱能。該鍋爐已使用多年,但其整體效率并不理想。因此,廠家希望通過節能改造來提高其應用效果。為此對引風機和攪拌風機進行了變頻改造,采用了三變頻的SKI800系列VFD。
VFD應用程序的實際效果:
1、提高了啟動性能。
由于電機的轉矩m與轉速n的二次方成正比,用VFD起動時,頻率低,轉速也低,起動電流小,避免了工頻起動時形成的大電流對電機、電纜、開關等設備的沖擊,提高了起動性能。
2、提高了控制精度。
采用變頻技術后,通過改變風機頻率,可以直接控制風機轉速,從而實現風量的控制和調節。VFD調節的最小幅度為δf = 1.5Hz,爐膛負壓變化僅為(50-80) Pa,遠遠高于擋板的調節精度。由于控制精度的提高,鍋爐燃燒調節更加穩定,避免或減少了擋板的調整,導致爐膛負壓變化大,燃燒不穩定。
3、功率因數提高。
由于VFD中的濾波電容具有功率因數補償功能,使得功率因數cosφ≈1,從而降低設備的無功損耗、電流、線損和發熱,提高設備的有功輸出率。
4、延長設備的使用壽命。
使用VFD后,取消了調節擋板,減少了風壓的波動,從而減少了風道的振動和軸承的磨損。采用變頻技術,風機電機運行頻率可達20-47Hz,轉速低,扭矩小,提高了運行設備的安全系數,有利于機組的長期安全運行,延長了風機電機及其他設備的使用壽命。
四、結語
在鍋爐引風機上使用風機變頻器可以避免傳統導風板風量調節帶來的嚴重節流損失和爐膛負壓波動范圍大帶來的安全隱患。VFD不僅易于實現低速啟動、無級調速和無級調速,而且可以實現節能降耗,對安全運行和延長設備壽命具有重要意義。