1、运行工况分析
福建闽光冶炼公司烧结车间共有两台风机,一台烧结风机容量1600kW,一台冷却风1250kW。在变频改造前,采用挡板调节,烧结风机挡板的开度为92%,烧结冷却风机挡板的开度为68%,在一般情况下,采用挡板调节的风机其实际消耗功率与风量大致成正比,与风门的开度也大致成正比,从实际运行时的风门开度及电流参数也可以看出这一点。
对运行情况进行分析,可以得出以下两点:
(1) 风机实际风量约为额定风量的一部分,风机远离额定点运行,其实际运行效率很低。
(2) 由于挡板的存在,挡板前后存在压差,形成节流损耗消耗了一部分能量。
从以上两个方面改善其运行工况,减小损耗,达到节能的目的。
挡板这种调节方式虽然简单易行,但它是以增加管网局部损耗,耗费大量能源为代价的。对于高压大功率电机,耗能则更大。当采用变转速调节时,其效率最高,因为风量随转速的一次方下降,而其轴功率则按转速的三次方规律下降。对于交流电动机,目前性能最佳的调速方式是国际上公认的交流变频调速。
2、变频调速节能原理
从流体力学的原理得知,叶片式风机,轴功率P与风量Q,风压H的关系为:
当电动机的转速由n1变化到n2时,Q、H、P与转速的关系如下:
可见风量Q和电机的转速n是成正比关系的,而所需的轴功率P与转速的立方成正比关系。所以当需要80%的额定风量时,通过调节电机的转速至额定转速的80%,即调节频率到40Hz即可,这时所需功率将仅为额定的51.2%。
如图1所示,从风机的运行曲线图来分析采用变频调速后的节能效果。

图1风机的运行曲线