3.3 通過改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量調(diào)節(jié)

在風(fēng)機(jī)的管網(wǎng)特性不變，風(fēng)機(jī)葉片角度不變的情況下，改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，使風(fēng)機(jī)的特性曲線(H—Q曲線)平行移動(dòng)，工況點(diǎn)將沿著管網(wǎng)特性曲線移動(dòng)，達(dá)到調(diào)節(jié)風(fēng)量的目的。如圖3所示。

圖3 風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不同時(shí)的特性曲線

當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為n1時(shí)，風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓-風(fēng)量曲線與管網(wǎng)特性曲線R相交于M1點(diǎn)，其風(fēng)量、風(fēng)壓分別為Q1、H1；當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為n2時(shí)，風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓-風(fēng)量曲線與管網(wǎng)特性曲線R相交于M2點(diǎn)，其風(fēng)量、風(fēng)壓分別為Q2、H2。

當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低，流量降低的同時(shí)，風(fēng)機(jī)的壓力也同時(shí)隨之降低，這樣，在調(diào)低流量的同時(shí)，風(fēng)機(jī)內(nèi)部壓力也隨之下降，具有極好的節(jié)電效果。這種方法不必對(duì)風(fēng)機(jī)本身進(jìn)行改造，轉(zhuǎn)速由外部調(diào)節(jié)，風(fēng)機(jī)檔板可處于全開位置保持不變，并能實(shí)現(xiàn)無級(jí)線性調(diào)節(jié)風(fēng)量，適合于需要風(fēng)機(jī)進(jìn)行連續(xù)運(yùn)行，連續(xù)調(diào)節(jié)的場(chǎng)合。

4 轉(zhuǎn)速與采用檔板調(diào)節(jié)流量消耗功率的差值

采用改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和改變管網(wǎng)特性進(jìn)行風(fēng)量的調(diào)節(jié)，在調(diào)節(jié)相同風(fēng)量時(shí)，其風(fēng)機(jī)的特性曲線(H-Q曲線)變化不同，二種調(diào)節(jié)方法的運(yùn)行工況點(diǎn)也不同，其運(yùn)行的對(duì)比如圖4所示。

圖4 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)與檔板調(diào)節(jié)的特性曲線對(duì)比

4.1 在額定流量Q1時(shí)

風(fēng)機(jī)檔板為額定開度，其管網(wǎng)特性曲線為R1，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速，其特性曲線為n1，此時(shí)風(fēng)機(jī)處于額定出力的狀態(tài)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和檔板調(diào)節(jié)的工況點(diǎn)重合，處于M1點(diǎn)，此時(shí)兩種調(diào)節(jié)方式的消耗軸功率是相同的。

4.2 在運(yùn)行中需輸出風(fēng)量Q2時(shí)

調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速將風(fēng)量調(diào)為Q2，這時(shí)風(fēng)機(jī)的特性曲線(H-Q曲線)平行下移，工況點(diǎn)處于M2點(diǎn)，風(fēng)機(jī)壓力變?yōu)镠2，風(fēng)壓風(fēng)量同時(shí)下降。其消耗的軸功率為：

調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)檔板改變管網(wǎng)特性，將風(fēng)量調(diào)為Q2，這時(shí)風(fēng)機(jī)的特性曲線(H-Q曲線)不變，管網(wǎng)特性曲線由R1變化到R2，與n1時(shí)的風(fēng)機(jī)特性曲線相交于M3，此時(shí)風(fēng)量為Q2，風(fēng)壓為Hf，在曲線上看出，Hf＞H1，雖然風(fēng)量下降了，但是風(fēng)壓卻上長(zhǎng)了，其消耗的軸功率為：

4.3 在輸出風(fēng)量為Q2時(shí)，風(fēng)機(jī)在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)與檔板調(diào)節(jié)方式下消耗的軸功率差值

（1) 風(fēng)壓變化幅度

速度調(diào)節(jié)時(shí)風(fēng)壓的變化：

H2=H1(n/n0)2(ρ/ρ0 )

檔板調(diào)節(jié)時(shí)風(fēng)壓的變化：

Hf＞H1

由于在運(yùn)行時(shí)，用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)流量時(shí)，H2<

（2) 檔板調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)消耗軸功率的差值：

將H2=H1(n/n0)2(ρ/ρ0 )與Hf≈H1代入上式可得：

△P≈P3 [1-(n/n0)2(ρ/ρ0)]

5 具體事例

湖南華菱漣源鋼鐵集團(tuán)田湖公司活性石灰車間，回轉(zhuǎn)石灰窯配套引風(fēng)機(jī)型號(hào)為GW-GR168D，額定壓力8000Pa，配套電機(jī)型號(hào)YKK450-2-4，功率500kW，電壓為6kV的三相交流異步電動(dòng)機(jī)，風(fēng)門采用檔板調(diào)節(jié)，正常時(shí)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的負(fù)壓為100~250Pa，運(yùn)行檔板開度為30%左右。

5.1 工頻運(yùn)行時(shí)的測(cè)試結(jié)果

2005年2月1日—3月2日回轉(zhuǎn)窯引風(fēng)機(jī)工頻運(yùn)行時(shí)的測(cè)試結(jié)果如表1所示：

表1 回轉(zhuǎn)窯引風(fēng)機(jī)工頻運(yùn)行時(shí)的測(cè)試結(jié)果

5.2 變頻運(yùn)行時(shí)的測(cè)試結(jié)果

應(yīng)用的JZHICON-1A-06/063高壓變頻器對(duì)回轉(zhuǎn)窯風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造后，風(fēng)機(jī)運(yùn)行于調(diào)速狀態(tài)，6月17日到6月23日變頻運(yùn)行實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如表2所示。

表2 變頻運(yùn)行實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

從表2中可以看出，經(jīng)變頻改造后，在滿足回轉(zhuǎn)窯負(fù)壓的情況下，風(fēng)機(jī)電流明顯減少，由25A～35A降為11A～23.5A變頻器輸入電流則降到6A以下，風(fēng)機(jī)平均電耗也由280.32kW降到54.5kW，節(jié)電率為80.1%。

5.3 對(duì)其它設(shè)備的影響

改為變頻調(diào)節(jié)后，對(duì)其它設(shè)備的影響有：

(1) 避免了電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)電機(jī)的沖擊損害及對(duì)電網(wǎng)的沖擊；

(2) 提高了引風(fēng)機(jī)的自動(dòng)控制能力；

(3) 減少了引風(fēng)機(jī)和高壓除塵器的振動(dòng)；

(4) 由于轉(zhuǎn)速的降低，對(duì)風(fēng)機(jī)的葉輪、軸承等壽命得以延長(zhǎng)。

5.4 節(jié)能效果

石灰車間回轉(zhuǎn)窯引風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速工況下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的節(jié)能效果：

(1) 引風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間

石灰車間回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)為十二天一個(gè)生產(chǎn)周期，十天進(jìn)行活性石灰生產(chǎn)，二天進(jìn)行修窯。

(2) 引風(fēng)機(jī)月運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間

24h×30天×10天/12天=600h

引風(fēng)機(jī)年運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間：600h×11月=6600h

(3) 變頻運(yùn)行后節(jié)電

引風(fēng)機(jī)運(yùn)行單耗節(jié)約量： 280.32kWh-54.5kWh=225.82kWh

2.2 引風(fēng)機(jī)年節(jié)約電量

225.82×6600=1490412kWh

(4) 經(jīng)濟(jì)效益

石灰車間電價(jià)是每花費(fèi)0.57元/kWh

引風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行每小時(shí)節(jié)約電費(fèi)：225.82×0.57=128.72元

引風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行每月節(jié)約電費(fèi)：135492×0.57=77230.44元

引風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行年節(jié)約電費(fèi)：1490412×0.57=849534元

5.5 設(shè)備投資回收

JZHICON-1A-06/063高壓變頻器在引風(fēng)機(jī)上投入運(yùn)行后，石灰車間回轉(zhuǎn)窯在滿負(fù)荷生產(chǎn)狀況下，引風(fēng)機(jī)每年節(jié)約電費(fèi)達(dá)85萬元，在一年內(nèi)即可收回投資成本。

6 結(jié)束語(yǔ)

通過以上分析得出，采用轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)風(fēng)量時(shí)，比用檔板調(diào)節(jié)風(fēng)量時(shí)，節(jié)約軸功率為額定轉(zhuǎn)速與運(yùn)行轉(zhuǎn)速平方值乘以檔板運(yùn)行軸功率消耗值。當(dāng)風(fēng)量調(diào)節(jié)幅度越大，節(jié)電效果越高。對(duì)我國(guó)風(fēng)機(jī)現(xiàn)有的運(yùn)行狀況調(diào)查，其中大多數(shù)處于大馬拉小車的狀態(tài)，用檔板進(jìn)行運(yùn)行流量的調(diào)節(jié)，極大的浪費(fèi)了電能，若采用調(diào)速方式運(yùn)行，可以大量節(jié)約電能，并能在1至2年內(nèi)收回投資成本。(end)