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电站锅炉风机变频节能改造必要性分析(二)

发布日期:2015年03月25日 信息来源:电站锅炉风机变频节能改造必要性分析 点击数:

电站锅炉风机的调节是为了改变风机的流量,以满足实际工作的需要,故风机的调节又称流量调节,改变风机的流量既要改变工况点,工况点是风机性能曲线与管网性能曲线的交点,那么,无论是改变风机的压力曲线或是管网性能曲线都可以实现风机的调节。 

  1、改变管网性能曲线 

  在风机的进气管或排气管上设置节流阀或风门来控制流量的方法就是改变管网性能曲线的调节法。这时风机的压力除了克服管网阻力以外,还要克服阀门中压力损失,这种方法虽然结构简单,操作容易,但是由于人为增加管网阻力,多消耗了一部分功,故不经济,在调节范围不大,尤其是小型风机常采用这种调节方法。 

  2、改变风机的性能曲线 

  当管网性能曲线不变时,可以改变风机的性能曲线,工况点沿着管网性能曲线移动,以达到调节流量的目的,从原理上讲,有以下几种方法可以改变风机的性能曲线。 
 
  (1)改变风机的转速 
  变转速的方法很多,如改变原动机(直流电动机、多速交流电动机、汽轮机)的转速,或是改变传动机构更换皮带轮或齿轮、液力联轴节等以改变传动比。但是这些方法在风机改造中很少用,如电动机直联或联轴器直联的风机一般不能改变转速;风机由于功率不大,一般也不用汽轮机驱动;小功率的风机有时用改变皮带轮的方法改变转速。在改变转速时,要注意叶轮强度和电动机的负荷,都不能超过允许值,在实际运作中有很大的局限性。 
  (2)入口导流器调节 
  在叶轮进口前设置导流器,通过改变导流器叶片安装角,使之进入叶轮的气流方向发生变化,从而使风机性能曲线改变的方法,叫进口导流器调节。进口导流器的结构有两种:轴向导流器及径向导流器,轴向导流器一般是用于风机没有进气箱的情况,风机进口设置进气箱时,可用径向导流器,此时改变进口导流器叶片安装角时,风机性能曲线变化,风机性能的变化是由于进入叶轮气流方向的改变。这种调节方法结构比较简单,故在风机中被广泛采用。应注意的是,气流中灰尘较多,气温过高时,由于灰尘的附着热膨胀容易引起事故,这时不宜采用进口导流器调节,如用时得采用一定的措施避开上述情况。 
  (3)改变风机叶轮的长度 
  每台风机在其设计工况及其附近工作时,具有较高的效率,但机组的额定出力变化或管道阻力变化时,常使风机的容量过大或过小,容量过大,将引起调节时带来损失的问题,容量过小,不能满足使用上的需要。为此就需要对已有的风机进行改造,而现场改造风机的最简单的方法就是切割或加长叶片。例如某电站的一台一次风机,耗电量大,经试验发现是风机出力太大,则将叶轮直径由原来的1900mm切割成1800mm,风机耗电量降低16kw,效率提高4%,全年节电110千度。 
  切割叶轮外径将使风机的流量、扬程、功率降低;接长叶轮的外径则使流量、扬程、功率增加。叶轮外径改变后,原叶轮在几何形状上并不相似,但当改变量不大时,可近似的认为叶片切割前后出口角不变,流动状态近乎相似,因而可以借用相似定律对切割前后的参数进行计算。 
  叶轮外径的改变对流量、扬程、功率的影响程度对于低比转速数和中、高比转数的泵与风机是不同的。对低比转数的风机来说,叶轮外径稍有变化,其出口宽度变化不大,甚至可以认为没有什么变化;对中、高比转数泵与风机来说,当切割与接长叶轮外径时,转速不变,叶轮出口宽度变化稍大,而切出口宽度往往和直径成反比。 
  在实际应用切割定律时,通常采用绘制切割抛物线的方法,切割前后的扬程和流量之间存在着函数关系是以坐标原点为顶点的抛物线,通常称为切割抛物线。它只说明切割前的扬程和流量与切割后的扬程和流量,在同一条抛物线上互相对应。只有在切割抛物线上的对应点上才符合叶轮的切割定律。但并不表明切割前后的等效关系,即切割前后的工况并不绝对相似。利用切割抛物线就可以确定输出量减少多少,叶轮应切割多少的问题。 
  切割叶片调节改造后效率有所下降但经济性比节流法调节要好,并且改造技术比较成熟,改造花费不高,能为电站所接受。故电站多选择切割叶轮外径来调节减少风机容量并辅以入口导流器调节来适应机组变负荷时的不同的风量及风压要求。 
 

  3、各种调节方法的比较 

  通过对以上几种方法的比较,虽然切割法叶片切小后,外径与壳的间隙变大,流动损失和泄露损失必将增大,使内效率降低,但从投资和经济性考虑,切割应是比较成功的方式,在实际工作中我们也可以结合几种方式,以求达到最佳调节效果。 

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