吸风机调速节能改造技术方案选读.doc

吸风机调速节能改造技术方案 2000年11月26 日吸风机调速节能改造技术方案 1 项目概况 热电厂的锅炉风机电机是 6kv的高压电机，正常运行时电流20A,是全厂的耗用厂用电的大户，目前吸风机在运行时，经常需要调节风量。当锅炉负荷发生改变时，风量必然要跟着改变。我厂目前是通过调节风机挡板的开度，即改变风道阻力来调节风量，使得风机效率往往运行在最低点。如当风量减小到80%以下时，挡板开度一般都小于60%，而风机此时的效率只有40%~50%左右，我厂吸风机的挡板开度一般在30%~40%，此时风机的效率只有30%左右。大量电能消耗在风机内部。若改变风机转速，降低风压以减小风量，此时风机效率仍然在高效点运行，从而达到大大节约电能的目的。 进行调速改造有着巨大的经济效益，具体效益估算如上所述。因此需要对吸风机调速改造进行投资。 2 改造技术方案的确定 2.1常见的几种异步电机调速方式的比较： 要风机调速节能，则拖动它的电动机必须能够调速。目前成熟的异步电机调速方式有电磁调速、液力偶合器调速、变极调速、变频调速、传统串级调速、内反馈串级调速等调速方式，现比较如下： 2.1.1电磁调速 电磁调速属低效无级调速方式，它由恒速电动机、电磁滑差离合器组成，电磁滑差离合器安装在恒速电动机和风机中间，通过调节电磁滑差离合器的励磁电流来改变电磁滑差离合器的转差以实现调速。 优点：调速范围较大，调速平滑，无谐波污染，装置结构及控制线路简单、运行可靠、维护方便。 缺点：轴向安装尺寸大，若电磁滑差离合器出现故障，必须停机处理，更重要的是存在滑差损耗，当转速调到额定转速的2/3时，该损耗最大，为电机额定功率的14.8%，因此其节能效果较差。 2.1.2液力偶合器调速 液力偶合器调速亦属低效无级调速方式，它由恒速电动机、液力偶合器组成，液力偶合器安装在恒速电动机和风机中间，通过调节液力偶合器内的油压来改变液力偶合器的转差以实现调速。 优点：调速范围较大，调速平滑，无谐波污染，装置结构及控制线路简单、运行可靠、维护方便、可做成大容量。 缺点：轴向安装尺寸大，若液力偶合器出现故障，必须停机处理，更重要的是也存在滑差损耗，当转速调到额定转速的2/3时，该损耗最大，为电机额定功率的14.8%，因此其节能效果较差。 2.1.3变极调速 这种调速方法是通过改变定子绕组的接线方式来改变鼠笼型电动机的极对数以实现调速的，国外称为PAM电机（POLE AMPLITIDE MODULATION）或称为极幅调制变速电机。在70年代大量推广采用，现已逐步淘汰。 优点：具有较硬的机械特性，稳定性良好，无转差损耗，效率高，接线简单，控制方便，成本低廉。 缺点：有级调速，级差较大，不能获得平滑调速。操作时，要在定子边用高压开关进行切换，若操作失误，将造成严重事故。变极电机也要进行特殊设计，定子接线复杂，电机的基本尺寸要放大，变极调速电机的价格为一般同容量电机的2.2~2.4倍。 2.1.4变频调速 变频调速是高效调速方式，其原理是通过电力半导体器件改变电动机定子的电源频率以实现调速。 优点：调速范围大，一般可从0调到100%转速；调节精度高，可达±1%，不过由于电厂锅炉引、送风机的实际调速范围一般只需从额定转速调到70%转速运行就能满足调峰的需要；同时也没有调速精度的要求。 缺点：变频调速器的容量都要大于电动机的容量，而且为满足在不同的频率下运行，电动机一般需要特殊设计，这种电动机比一般电动机贵得多，另外还要增加一台多绕组变压器，所以成本大大增加。尤其用于高压电机调速，其系统造价极高，由于设备投资回收期过长，因此从经济角度看，变频调速不适合以节能为目的的风机调速运行。而且变频调速是对定子边进行调节，电压高，操作要求高，维护复杂。若变频装置发生故障，该电机只有被迫停运，造成发电机组减负荷或被迫停运。 2.1.5传统串级调速 传统串级调速属高效调速方式，它将绕线型电动机部分转子能量取出以改变电动机转差率来实现调速，并将这部分能量经变换后通过逆变变压器回馈给电网来实现节能，如图2所示。装置容量与调速范围成正比，对于调速范围要求不高的风机调速来说，装置容量较小，投资较省。具有调速效率高，装置故障时可切换至全速运行，避免停产，缺点是功率因数较低，谐波污染较大。 2.1.6内反馈串级调速 内反馈串级调速是在传统串级调速基础上发展起来的，它在普通绕线型电动机的定子上与原定子绕组（称为主绕组）同槽嵌放一套绕组（称为调节绕组）而制造成内反馈串级调速电动机，将该电动机部分转子能量取出以改变电动机转差率来实现调速，并将这部分能量经变换后反馈给该电动机的调节绕组再利用以产生拖动转矩，使主绕组从电网吸收的能量大幅度下降来实现节能，如图3所示。 优点：该调速方式具有传统串级