【案例】烧结厂主抽风机变频调速节能案例分析

原创 2020-05-17 03:04  阅读

  北极星环保网讯:以太钢660m2烧结机和涟钢280m2烧结机为案例,讨论了的原理及效果。分析表明:主抽风机变频节能的效果受风机设计裕量、风门开度、变频装置的效率、生产负荷、风道系统阻力、设备磨损状况等诸多因素影响,但即使如此,其节电量也是很可观的,特别是在低负荷时尤为显著。

  烧结主抽风机的电能消耗约占整个烧结厂电能消耗的一半左右,目前烧结主抽风机最常用的风量调节方式是通过调节风门开度来调节,以满足生产要求。这种调节方式简单易行,成熟可靠,但它是以增加管网损耗,耗费大量能源为代价的,是一种浪费能源的高能耗低效率风量调节方式。如果使用变频器对风机进行变速调节来控制烧结风量,就可以将风门尽可能地打开,从而节约电能,降低生产成本。

  离心式风机工作原理:当叶轮随轴旋转时,叶片间的气体也随叶轮旋转而获得离心力,并从叶片之间的出口处甩出。被甩出的气体进入机壳,于是机壳内的气体压强增高,最后被导向出口排出。排出的高速气流具有一定的风压。在固定转速下,离心风机的风压-风量特性曲线从理论上讲是线性的,但由于风机存在风力损失、容积损失、机械损失等,实际的压力与流量特性曲线会随流量增大而平缓下降,对应的离心风机的效率-流量曲线随流量的增大而上升,曲线的最高点即效率最大,其位置应该与设计风量相对应。当风机以恒速运行时,风机的工况点将沿压力-流量特性曲线移动。风机运行时的工况点不仅取决于本身的性能,而且取决于系统的特性,当管网阻力增大时,管路性能曲线将变陡。风机调节的基本原理就是要通过外加条件来改变风机本身的性能曲线或改变外部管网特性曲线,以得到所需的最佳工况。对于离心式风机来说,风量Q与转速n成正比,可写作:

  显然,采用转速调节时,当要求风量Q由1减为1/2时,只需使转速由1降为1/2即可,而轴功率则由1减少为(1/2)3=1/8,也就是节约了7/8的电功率,效果非常显著。如果采用传统的调节方式,通过风门开度来调节风量,当Q由1减为1/2时,风压H变化不大,多数略有上升。另外,随风量Q降低,风机的效率也降低(见图1),由式(4)可知,功率P降低不明显,同风量的减少不成比例。此时,功率P中的大部分被用来克服管道阻力而白白浪费了。

  由风机的特性曲线可以更进一步说明问题。图1中曲线H为风机的风压特性,为风机效率,R为管道的风阻特性(即挡板在某一开度下管道的通风阻力与风量的关系),H与R的交点A即为风机运行的工作点。此时,风机的压力与管道的通风阻力大小相等方向相反,处于稳定运转状态。曲线R与挡板的开度有关,随开度减小,R曲线)。曲线H的位置则与转速有关,随转速降低,H曲线)。

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