浅谈高压变频器在锅炉送、引风机上的应用

1. 概述

某公司#2锅炉燃烧需要的氧量是通过两台送风机、两台引风机的风量调节配合来实现的。在高压变频器改造前，送风机运行在工频下，通过挡板控制送风量。引风机通过调整电机极数和液力耦合器开度方式调整引风量，平时随季度负荷的变化需多次停引风机进行电机变级操作。

1.1 送风机简介

1.1.1 送风机主要参数：

1.1.2 送风机电机主要技术参数

1.1.3 送风机全年运行工况

1.2 引风机简介

1.2.1 引风机主要技术参数

1.2.2 引风机电机采用双速控制，主要技术参数

1.2.3 引风机全年运行工况

2. 高压变频器在送、引风机上应用的理论分析

2.1 节能测算

2.1.1 根据流体力学的原理：流量与转速成正比、压力与转速的平方成正比、轴功率与转速的立方成正比,用公式表示如下:

l Q1/Q2 = n1/n2

l H1/H2 = (n1/n2)2

l P1/P2 = (n1/n2)3

(其中,Q为流量,n为转速,H为压力,P为轴功率)

上述公式可以推算出,如果在采用了高压变频器对电机进行调速后。在满足现有的压力情况下电机的降速空间越大那么降低的功率消耗就越大。

2.1.2 送风机变频改造后节能预测

仅以#2炉A送风机为例进行测算:

挡板开度为50%时，出口风压2.6kPa，电机实际电流I:28.5A，电压U:6kV，功率因数取COSΦ:0.84

P实际 =1.732×U×I×COSΦ

=1.732×6×28.5×0.84

=249kW

P变频后= P轴×(实际压力/额定压力)1.5/η高压变频器/η电机

=313kW×(2.6KPa/6.345KPa)1.5/0.96/0.928

=313kW×0.263/0.96/0.928

=92kW

其中, P轴=313, η高压变频器=0.96(根据高压变频器参数), η电机=额定功率/1.732/额定电压/功率因数/额定电流=0.928

通过上述运算可得:

P节约= P实际- P变频后

P节约= P实际- P变频后=249-92=157kW

改用变频后预计送风机单台风机每小时节约用电157kWh。

2.1.3 引风机变频改造后节能预测

因为引风机采用了双速电机，当电机运行转速为750r/min,液偶实际输出转速约657 r/min，根据风机的特性，输入的额定转速降低，风机的特性曲线大幅度改变，额定的风压和风量应该按流体力学的比例关系降低，即额定风量由252922m3/h约降为188797m3/h，额定压力由5.992kPa降为3.338kPa，风机的轴功率应由521kW约降为396kW，计算如下：

P变频后= P轴×(实际转速/额定转速)3/η高压变频器/η电机

=396kW×(657/739)3/0.96/0.937

=396kW×0.7/0.96/0.937

=308kW

其中, P轴=396, η高压变频器=0.96(根据高压变频器参数), η电机=额定功率/1.732/额定电压/功率因数/额定电流=0.937

在该工况下，引风机实际功率P实际约365kW，通过上述运算可得:

P节约= P实际- P变频后

P节约= P实际- P变频后=365-308=57kW。

改用变频后单台引风机预计每小时节约用电57kWh。