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風機選型與安裝
車間負壓風機高壓變頻技術在熱源廠循環流化床鍋爐風機上的應用風
>1 引言
風機是一種量大面廣、耗電量極大的動力機械。我國每年風機的電能消耗占總消耗的10％以上，在電力、鋼鐵、煤炭、冶煉工業中，風機的耗電量往往占生產用電的20％以上。因此，對風機的節能研究具有十分重要的經濟意義。
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風機是一種量大面廣、耗電量極大的動力機械。我國每年風機的電能消耗占總消耗的10％以上，在電力、鋼鐵、煤炭、冶煉工業中，風機的耗電量往往占生產用電的20％以上。因此，對風機的節能研究具有十分重要的經濟意義。
風機工程中流量的調節常采用改變檔板開度的方式，因而在檔板上產生附加的壓力損失。消耗了大量能源。采用變頻調速技術改造風機工程，不僅可以節約能源，而使工程運行更加合理可靠。
哈爾濱市華能集中供熱有限公司在建的熱源廠，設計規模為6臺116MW（160t）循環硫化床熱水鍋爐，3臺75t/h循環硫化床蒸汽鍋爐，2臺12MW背壓式汽輪發電機組，總供熱面積為1800萬平方米，最大熱負荷為1054.8MW。
項目建成后可以承擔起哈爾濱市道里、道外兩個區大部分的冬季取暖任務。項目03年開始建設，04年投產2臺116MW熱水爐，05年底已有4臺116MW熱水爐、三臺75t/h蒸汽爐和兩臺12MW背壓機組投入運行。九臺循環硫化床鍋爐全部為哈爾濱鍋爐廠生產，其中116MW循環硫化床熱水鍋爐是該廠生產的第一臺目前國內最大的循環硫化床熱水鍋爐。
循環硫化床作為一種清潔高效燃燒技術在國際上被廣泛認可，其具有燃燒適應性廣、燃燒效率高、氮氧化合物排量低、負荷調節范圍大、污染物排放低等特點，屬于環保型鍋爐，是國家大力推廣的新型鍋爐。其燃燒工藝如下：燃料由爐前給煤工程送入爐膛。送風工程由一次風（鼓風）和二次風組成，一次風由爐床下部送入爐膛，主要保證料層流化：二次風沿燃燒室分級多點送入，主要增加爐膛的氧量起到助燃作用。燃燒后的物料變成一些較小的顆粒隨煙氣一起進入分離器，經過固氣分離其中大部分顆粒由分離器下部的返料器從新送入爐膛，使爐膛內有足夠高的灰度，保證流化；煙氣經過電除塵器由引風機抽出。
2 工程技術方案分析
對循環硫化床鍋爐調節主要就是對風工程的調節。目前調節風量的主要方法由通過風門擋板開度調節和改變電機轉速調節。其中以對電機變頻調速為最優。
在一期工程中5#、6＃熱水爐三大風機中我們使用了國內某家生產的斬波內饋調速工程，該工程實際上為轉子串級調速的升級，轉速調節范圍60％～100％。在04年和05年的使用中發現了許多問題。比如，調節范圍�。�30Hz～50 Hz）、故障率高、諧波大、不能實現真正的軟啟動等，最為嚴重的是由于該工程的配套電機必須是轉子帶滑環、碳刷的特種電機，使用中故障率很高，碳刷磨損很嚴重，平均一個月就要停爐換滑環、碳刷。對供熱穩定、平時的日常使用維護帶來很多問題。
在二期工程中根據現場的工藝情況和前一年的使用情況，我們選用了6臺東方日立（成都）電控設備有限公司生產的高壓大功率變頻器，6臺變頻器分別控制3＃、4＃熱水爐的一次風機（1250kW/6000V）、二次風機（250 kW/6000V）、引風機（800 kW/6000V）。
3 裝置原理特點
附圖 單元串聯多電平拓撲結構 該高壓變頻器工程采用直接“高—低—高”變換形式，為單元串聯多電平拓撲結構（見附圖），主體結構由多組功率模塊串并聯而成，從而由各組低壓疊加而產生需要的高壓輸出。以8級變頻器為例，每相由8個PWM變頻功率單元串聯實現直接高壓輸出，三相24個。每個功率單元承受全部的輸出電流，但僅承受1/8的輸出電壓和1/24的輸出功率，相電壓為433×8＝3464V，所對應的線電壓為6000 V。經疊加后線電壓波形具有33階梯電平，它相當于48脈波變頻，理論上47次以下的諧波都可抵消，總的電壓和電流失真率可分別低于1.2%和0.8%，堪稱無諧波污染變頻器。
它對電網諧波污染小，輸入電流諧波畸變小于3％，電網輸入電壓諧波畸變小于3％，直接滿足IEEE519-1992的諧波抑制標準，輸入功率因數達0.95以上，不必采用輸入諧波濾波器和功率因數補償裝置，輸出波形質量好，輸出電流諧波畸變小于3％，不存在諧波引起的電機附加發熱和轉矩脈動、噪聲、輸出dv/dt、共模電壓等問題，不必加輸出濾波器，就可使用普通的鼠籠異步電機。
變頻裝置具有工頻旁路功能，用于變頻與工頻之間的切換；旁路刀閘容量滿足工頻要求，刀閘具有防誤操作的機械閉鎖功能，并帶有電磁鎖，以作為電氣連鎖的保護，防止誤操作。變頻器、斷路器、刀閘和電纜的一次電路。
4 節能分析
通過流體力學的基本定律可知：風機、水泵類設備均屬于平方轉矩負載，其轉速n與流量Q，壓力H以及軸功率P具有以下關系：Q∝n，H∝n2，P∝n3即流量與轉速成正比，壓力與轉速的平方成正比，軸功率與轉速的立方成正比。
3＃、4＃熱水爐在保證負荷的情況下：
引風機實際運行平均在45 Hz；
一次風機平均42 Hz；
二次風機平均35 Hz。
如果在工頻下使用風們擋板控制一臺爐一個月使用電量：
（1250＋250＋800）×24×30=1656000kwh，以平均電價0.7元/度計算，需1159200元�，F在使用變頻器后風門的擋板開度為100％，使用變頻調節風量，一臺爐一個月使用電量：〔（45/50）3×1250＋（42/50）3×250＋（35/50）3×800）〕×24×30=960354.72kwh，需672248.304元�？梢钥闯鲆慌_爐（一臺250KW/6000V變頻器 一臺1250KW/6000V變頻器 一臺800KW/6000V變頻器）年節省電量695645.28×6＝4173871.68 kwh，節省2921710.176元（我們供熱期為6個月），節電率為42％。
5 采用變頻器的優越性
變頻調速工程從2005年11月投入生產運行至今，充分體現出該裝置的先進性，主要特點如下：
（1）由于變頻器可以非常平穩的調整風量，運行中可以任意調整鍋爐負荷，鍋爐運行參數得到改善，提高了鍋爐效率。
（2）使用變頻后，由于啟動和停止時間都可以設定，減少了對煙道、風道和風門擋板的沖擊腐蝕，相應的延長了很多零件的使用壽命，有效的提高了相應設備的檢修周期，節約了大量維護費用。
（3）由于有變頻調節，工程實現了軟啟動，風機在低頻下啟動，啟動電流很小，啟動時間延長，避免了原來在較大慣性負荷情況下，數倍于額定起動電流對電網和機械設備的沖擊，有效延長了電機壽命。
（4）提高了功率因數，功率因數在0.95以上。
6 結束語
高壓變頻工程由于其節能效果明顯，特別是在低負荷時更為顯著，采用變頻調速后實現了電機軟啟動，延長了電機和風機的使用壽命，由于風門全開，極大的延長了風門的使用和檢修周期，也減少了風管道的振動和摩擦。良好的性能會越來越為各行各業所應用，具有極好的使用價值。
摘要： 介紹了近年來我國在風機盤管技術領域的最新成果，在結構形式、強化傳熱、提高室內空氣品質、降低噪音和提高自動控制水平等方面的技術進展情況，分析了目前風機盤管中存在的問題，并對今后的發展方向進行了展望。
1 引言
風機盤管機組，是半集中式空調工程中不可缺少的重要裝置。我國從1972年開始研制風機盤管機組的，并首先應用于北京飯店新樓的空調工程中。近年來它無論是在技術上還是在產品數量上發展的都很快,為了提高實際工程中風機盤管效能，長期以來科研技術人員主要從風機盤管的新的結構形式、提高換熱效率、降低噪音、提高室內空氣品質和自動控制水平等幾個方面人手，做了深入的研究，并且提出了很多設計和改進方案。
2 結構與工程形式
風機盤管機組的結構比較簡單，例如常見的吊頂式風機盤管；它是在一個不大的結構空間內，組裝有離心式或貫流式的通風機以及銅管穿肋片的傳熱管束。
3 熱工特性
風機盤管有兩個主要的性能指標，即風量和熱(冷)交換量。風量由風機選型確定；熱(冷)交換量則與盤管的傳熱面積、熱(冷)媒的溫度和流量以及經過盤管的空氣溫度和流速等因素有關。
風機盤管的傳熱管束是用直徑較小的紫銅管穿上鋁肋片，排成2至4排制成管束。冷熱水在管內為蛇形往復流動，空氣在管外肋片間穿行，同時被加熱或冷卻。
4 室內空氣品質
4．1 凝結水的處理
風機盤管在夏季主要用來給室內空氣進行降溫除濕，進而維持室內比較舒適的溫度和濕度，空氣中的水分不斷的在風機盤管中凝結出來,因此，風機盤管一方面要能夠除去空氣中的水分，還要將這些冷凝水盡快的排走。
4．2 室內空氣凈化
空氣僅僅經過降溫和除濕是不能完全滿足對空氣品質的要求的。在盡快排走冷凝水防止生菌的同時，一方面要保證新風的引入提高室內空氣的新鮮度，另一方面需要進一步對空氣進行凈化。
5 噪聲
風機盤管噪聲都是由氣動力噪聲和機械噪聲合成的。機械噪聲取決于旋轉部件的加工、動平衡及裝配精度，即取決于產品質量；氣動力噪聲僅與送風靜壓和風量有關。風機盤管的氣動力噪聲一般高于機械噪聲。
6 風機盤管控制
6.1 全年運行調節
風機盤管的控制與集中式空調基本類似，這里以雙水管工程為例，簡要分析了全年冬夏季以及干、濕工況時的運行調節。
6.2 自動控制
基于對風機盤管原理的認識和自動控制手段的日益成熟，大量的自動控制元件被廣泛應用與風機盤管的控制當中。
7 結語與展望
綜上所述，近幾年來，我國風機盤管在結構形式、傳熱效率、室內空氣品質、噪音和自動控制等方面都采用了一些先進的技術，取得了一些明顯的成果，大大提高風機盤管機組的性能。但是與國外的先進產品相比，在各個方面我們都還有不小的差距。我國盤管機組的生產方興未衰，它在市場經濟的氛圍中將會向自控能力更強，更節約能源和精巧方面發展。在人們生活水平日益提高基礎上，風機盤管空調器的需求量會越來越多，技術會不斷進步，為人們創造更加舒適潔凈的生活與工作環境。
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