一.導(dǎo)言
隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，人們越來越重視環(huán)境保護(hù)。國家正在加強(qiáng)環(huán)保的力度和引導(dǎo)，處于社會(huì)生產(chǎn)最前沿的制造企業(yè)也開始重視節(jié)能減排。其中，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和人民生活的鍋爐設(shè)備，其節(jié)能環(huán)保改造成為必要的更新?lián)Q代措施。
對于鍋爐設(shè)備來說，引風(fēng)機(jī)是重要的控制過程要素之一。引風(fēng)機(jī)主要是排除爐膛內(nèi)產(chǎn)生的煙氣，并在爐膛內(nèi)保持一定的負(fù)壓，以克服尾部煙道內(nèi)的壓力損失。變頻器（以下簡稱-VFD）調(diào)速的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)上述節(jié)能環(huán)保。
二、過程原則
異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n與頻率f成正比，改變頻率f可以改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，引風(fēng)機(jī)是典型的變轉(zhuǎn)矩控制特性的風(fēng)機(jī)負(fù)載。因此，根據(jù)流體流量與風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的關(guān)系，流量Q與風(fēng)扇轉(zhuǎn)速N的一次方成正比；電機(jī)的轉(zhuǎn)矩m與轉(zhuǎn)速n的二次冪成正比；電機(jī)的輸出功率p與轉(zhuǎn)速n的三次方成正比。
根據(jù)上述原理，可以根據(jù)鍋爐工藝要求調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)電機(jī)的運(yùn)行速度，改變輸出電流、電壓和功率，達(dá)到節(jié)能的效果。不會(huì)出現(xiàn)類似傳統(tǒng)擋風(fēng)板的擋板造成的節(jié)流損失和爐膛負(fù)壓波動(dòng)。
在過去，實(shí)現(xiàn)交流異步電動(dòng)機(jī)的寬范圍無級調(diào)速并不容易。在VFD被廣泛使用的今天，通過變頻的方式可以很好的解決這個(gè)問題，從而為引風(fēng)機(jī)的連續(xù)過程調(diào)節(jié)帶來真正的解決方案。目前，SKI800 VFD已經(jīng)很好地應(yīng)用于各種風(fēng)機(jī)的節(jié)能改造，包括鍋爐鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)。
爐子工作時(shí)，需要不斷加入可燃物，有鼓風(fēng)機(jī)向爐內(nèi)吹入空氣促進(jìn)燃燒。因此，鍋爐可以產(chǎn)生蒸汽，為工業(yè)生產(chǎn)和居民生活提供二次能源。當(dāng)燃料燃燒時(shí)，需要保持爐內(nèi)壓力穩(wěn)定，燃燒充分，而引風(fēng)機(jī)就起這個(gè)作用，調(diào)節(jié)風(fēng)量保持爐膛負(fù)壓穩(wěn)定，將燃燒的煙氣排出爐外。
并且當(dāng)煙氣通過引風(fēng)機(jī)輸送到室外時(shí)，還經(jīng)過煙道內(nèi)的重力沉降室，煙氣中的粉塵顆粒在重力沉降室中自重增大，通過噴淋流入水封池，使燃燒后排出的煙氣中沒有較大的顆粒。可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
三、具體應(yīng)用示例
一個(gè)傳統(tǒng)的家具生產(chǎn)企業(yè)，通過焚燒其制造過程中廢棄的木板和邊角料，可以充分利用這類工業(yè)廢料，變廢為寶，為生產(chǎn)和生活提供熱能。該鍋爐已使用多年，但其整體效率并不理想。因此，廠家希望通過節(jié)能改造來提高其應(yīng)用效果。為此對引風(fēng)機(jī)和攪拌風(fēng)機(jī)進(jìn)行了變頻改造，采用了三變頻的SKI800系列VFD。
VFD應(yīng)用程序的實(shí)際效果:
1、提高了啟動(dòng)性能。
由于電機(jī)的轉(zhuǎn)矩m與轉(zhuǎn)速n的二次方成正比，用VFD起動(dòng)時(shí)，頻率低，轉(zhuǎn)速也低，起動(dòng)電流小，避免了工頻起動(dòng)時(shí)形成的大電流對電機(jī)、電纜、開關(guān)等設(shè)備的沖擊，提高了起動(dòng)性能。
2、提高了控制精度。
采用變頻技術(shù)后，通過改變風(fēng)機(jī)頻率，可以直接控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)量的控制和調(diào)節(jié)。VFD調(diào)節(jié)的最小幅度為δf = 1.5Hz，爐膛負(fù)壓變化僅為(50-80) Pa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于擋板的調(diào)節(jié)精度。由于控制精度的提高，鍋爐燃燒調(diào)節(jié)更加穩(wěn)定，避免或減少了擋板的調(diào)整，導(dǎo)致爐膛負(fù)壓變化大，燃燒不穩(wěn)定。
3、功率因數(shù)提高。
由于VFD中的濾波電容具有功率因數(shù)補(bǔ)償功能，使得功率因數(shù)cosφ≈1，從而降低設(shè)備的無功損耗、電流、線損和發(fā)熱，提高設(shè)備的有功輸出率。
4、延長設(shè)備的使用壽命。
使用VFD后，取消了調(diào)節(jié)擋板，減少了風(fēng)壓的波動(dòng)，從而減少了風(fēng)道的振動(dòng)和軸承的磨損。采用變頻技術(shù)，風(fēng)機(jī)電機(jī)運(yùn)行頻率可達(dá)20-47Hz，轉(zhuǎn)速低，扭矩小，提高了運(yùn)行設(shè)備的安全系數(shù)，有利于機(jī)組的長期安全運(yùn)行，延長了風(fēng)機(jī)電機(jī)及其他設(shè)備的使用壽命。
四、結(jié)語
在鍋爐引風(fēng)機(jī)上使用風(fēng)機(jī)變頻器可以避免傳統(tǒng)導(dǎo)風(fēng)板風(fēng)量調(diào)節(jié)帶來的嚴(yán)重節(jié)流損失和爐膛負(fù)壓波動(dòng)范圍大帶來的安全隱患。VFD不僅易于實(shí)現(xiàn)低速啟動(dòng)、無級調(diào)速和無級調(diào)速，而且可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，對安全運(yùn)行和延長設(shè)備壽命具有重要意義。
