鍋爐房風(fēng)機(jī)水泵高耗能設(shè)備節(jié)能技術(shù)分析

常丹

摘 要：目前，小型工業(yè)爐的運(yùn)行管理及相應(yīng)的工況都存在一定的差異。如果在進(jìn)行改造過程中，只是單一地進(jìn)行節(jié)能改造，通常情況下都無法達(dá)到預(yù)期效果，因此對(duì)中小型工業(yè)鍋爐進(jìn)行節(jié)能改造，需結(jié)合實(shí)際情況制定適宜的改造方案，這樣一方面可以節(jié)約成本，另一方面可減少噪音污染。

關(guān)鍵詞：高耗能設(shè)備；鍋爐；風(fēng)機(jī)；水泵；變頻調(diào)速；節(jié)能

某印染廠的鍋爐房于20世紀(jì)90年代建成并投入使用，在鍋爐房?jī)?nèi)配有5臺(tái)DZL20-13-AⅢ型單鍋筒縱置式鏈條爐，單臺(tái)爐的額定蒸發(fā)量也是一定的，建造這一鍋爐房基本能滿足該印染廠的使用。鍋爐房的用電設(shè)備有很多，如風(fēng)機(jī)、補(bǔ)水泵、除塵泵等，總裝機(jī)容量達(dá)到1264kW，而且功率超過30kW的風(fēng)機(jī)與水泵也有19臺(tái)，這些設(shè)備的運(yùn)行基本維持在相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。

1 離心式風(fēng)機(jī)的特性分析

（1）離心式風(fēng)機(jī)的工作原理如圖1所示，其中各字母所代表的含義列舉如下：

Q是風(fēng)機(jī)的風(fēng)量；H是風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓；n是風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；P是電機(jī)的輔功率；Q∝n，即流量Q與轉(zhuǎn)速n呈正比狀態(tài)；H∝n2，即H與轉(zhuǎn)速的平方n2呈正比；P∝n3，即電機(jī)的軸功率與轉(zhuǎn)速n3呈正比關(guān)系。

（2）離心式風(fēng)機(jī)節(jié)流調(diào)節(jié)風(fēng)量的工作特性。離心式風(fēng)機(jī)節(jié)流調(diào)節(jié)風(fēng)量主要通過有效把控風(fēng)門開度大小來調(diào)節(jié)風(fēng)量，這樣雖然電機(jī)的功率大小未發(fā)生明顯變化，但是從節(jié)能層面來考慮起不到相應(yīng)的作用。

（3）變頻調(diào)速調(diào)節(jié)風(fēng)量的工作特性。變頻調(diào)速調(diào)節(jié)風(fēng)量的工作特性如圖2所示，從圖中我們可知當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速促使風(fēng)機(jī)風(fēng)量從Q1減小到Q2時(shí)，風(fēng)機(jī)的運(yùn)行特征也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，即從P1變?yōu)镻2，從風(fēng)機(jī)功率計(jì)算公式中可知后者的功率值小于前者。簡(jiǎn)單地說，隨著風(fēng)量在調(diào)節(jié)后的降低，整體電機(jī)所消耗的電能也會(huì)有一定下降。

從理論數(shù)值來分析節(jié)能效果亦是如此，由電機(jī)學(xué)可知：

當(dāng)轉(zhuǎn)速n2下降到80%時(shí)，，即當(dāng)轉(zhuǎn)速降為原來的80%時(shí)，而電機(jī)所消耗的功率只占到原來的一半，但耗電量卻大幅度降低了。

（4）節(jié)流調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)時(shí)風(fēng)機(jī)及煙道的阻力特性對(duì)比。通過系統(tǒng)全面的分析與比對(duì)后，研究人員得知在節(jié)能方面采取轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)風(fēng)量模式遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于節(jié)流調(diào)節(jié)風(fēng)量，在確保流量穩(wěn)定不變的基礎(chǔ)上，節(jié)流調(diào)節(jié)模式的損失程度遠(yuǎn)大于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，因此在選擇中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況采取最優(yōu)化的模式。

2 變頻智能控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)

（1）變頻器智能控制的優(yōu)點(diǎn)。變頻器可將電動(dòng)機(jī)從0Hz開始啟動(dòng)，而且啟動(dòng)所耗電流很小，這樣當(dāng)電機(jī)滿足額定轉(zhuǎn)速時(shí)，電流不會(huì)超過其額定電流值，設(shè)備的損害程度較低，從而對(duì)設(shè)備起到有效保護(hù)的目的。變頻器內(nèi)置一定數(shù)位的微處理器，這樣微處理器除能實(shí)現(xiàn)智能化額定控制作用外，還可設(shè)置完善的檢測(cè)保護(hù)環(huán)節(jié)，在PLC之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中實(shí)現(xiàn)智能化控制。

（2）變頻器控制方式的有效選取。首先促使一臺(tái)泵保持在變頻控制狀態(tài)中，其他泵則根據(jù)需要留作備用。當(dāng)變頻運(yùn)行的泵運(yùn)轉(zhuǎn)頻率超過50HZ仍達(dá)不到供水相關(guān)需求時(shí)，則應(yīng)開啟其他備用泵，直到管網(wǎng)壓力穩(wěn)定到預(yù)先設(shè)定值為止。這種控制模式的優(yōu)點(diǎn)：一是可確保水泵提供的水量等處于有效運(yùn)行狀態(tài)；二是節(jié)能環(huán)保；三是降低設(shè)備的維修費(fèi)用，增強(qiáng)了設(shè)備的運(yùn)行速率。

3 智能控制中的信號(hào)傳輸

為了增強(qiáng)自動(dòng)化控制的實(shí)際功能，最大限度地降低成本，在變頻器的選擇中使用了性價(jià)比高、處理能力強(qiáng)的西門子300系列PLC擔(dān)任控制、信號(hào)處理核心。首先，將變頻器的各種信號(hào)上傳到配電室數(shù)據(jù)采集模塊中，接著通過PROFIBUS數(shù)據(jù)總線將信號(hào)傳送到PLC總站，繼而有效控制變頻器的實(shí)際運(yùn)行狀況。PROFIBUS-DP可對(duì)所有站點(diǎn)傳送512bps輸入和512bps輸出。為了滿足實(shí)際工作所需，對(duì)已經(jīng)擴(kuò)展的PROFIBUS-DP診斷能對(duì)存在異常情況的部位進(jìn)行準(zhǔn)確定位，而且診斷信息也會(huì)通過相應(yīng)的設(shè)備傳輸?shù)娇傉尽２僮髋_(tái)部位所顯示的數(shù)據(jù)總線儀表采取自動(dòng)化控制模式，操作簡(jiǎn)單易行，應(yīng)用較為普遍。

4 結(jié)語

通過對(duì)鍋爐房中相關(guān)設(shè)備的升級(jí)與改造，在后期的使用中無論是在系統(tǒng)的運(yùn)行方面，還是節(jié)能環(huán)保方面，都收到了顯著的成效。此外，對(duì)其他超負(fù)荷設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)后，啟動(dòng)時(shí)的電流達(dá)到了額定電流之下，當(dāng)風(fēng)機(jī)開始啟動(dòng)時(shí)所形成的噪音也明顯降低。新升級(jí)完成的變頻控制系統(tǒng)設(shè)備完善，當(dāng)鍋爐運(yùn)行時(shí)節(jié)約電能達(dá)到了很高的數(shù)值，為印染廠節(jié)省了一大筆支出，值得相關(guān)行業(yè)在該方面應(yīng)用中加以借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]丁明舫，崔百成，陸其虎，等.鍋爐技術(shù)問答[M].北京：中國電力出版社，2002：288-290.

（作者單位：廣東省湛江市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督標(biāo)準(zhǔn)與編碼所）