風(fēng)機(jī)節(jié)能改造的注意事項(xiàng)，非常有效!

為應(yīng)對(duì)全球變暖和環(huán)境污染，節(jié)能減排已成為國(guó)際上的共識(shí)。中國(guó)承諾在2020年之前將碳排放量降低40%至45%，國(guó)家的第十一個(gè)五年計(jì)劃提出能源消耗的需求要降低20%，所以節(jié)約能源勢(shì)在必行。

1. 前言

為應(yīng)對(duì)全球變暖和環(huán)境污染，節(jié)能減排已成為國(guó)際上的共識(shí)。中國(guó)承諾在2020年之前將碳排放量降低40%至45%，國(guó)家的第十一個(gè)五年計(jì)劃提出能源消耗的需求要降低20%，所以節(jié)約能源勢(shì)在必行。風(fēng)機(jī)是耗電大戶，由于歷史的原因，國(guó)內(nèi)的絕大部分風(fēng)機(jī)效率不高，對(duì)其進(jìn)行節(jié)能改造是響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排政策的很好的措施。本文將對(duì)風(fēng)機(jī)的變頻節(jié)能改造方案進(jìn)行分析研究，為企業(yè)風(fēng)機(jī)節(jié)能改造提供一些建設(shè)性的意見(jiàn)。

2. 風(fēng)機(jī)采用變頻改造的分析

2.1 風(fēng)機(jī)變頻原理

隨著變頻技術(shù)的發(fā)展，為風(fēng)機(jī)的變頻節(jié)能改造提供了可能。風(fēng)機(jī)的變頻原理就是通過(guò)改變風(fēng)機(jī)的工作轉(zhuǎn)速，來(lái)改變風(fēng)機(jī)的性能，從而使風(fēng)機(jī)能在相對(duì)較高的效率區(qū)運(yùn)行，而達(dá)到節(jié)約能源的目的。

不同轉(zhuǎn)速時(shí)風(fēng)機(jī)的參數(shù)變化定律：

其中：Q：風(fēng)量; H：風(fēng)壓; N：軸功率;下標(biāo)1和2是不同的轉(zhuǎn)速

從上邊的公式可以看出，當(dāng)轉(zhuǎn)速改變時(shí)，風(fēng)壓、風(fēng)量、軸功率都隨轉(zhuǎn)速的變化而變化，即風(fēng)機(jī)的性能曲線改變了，見(jiàn)圖1。圖中，橫坐標(biāo)代表風(fēng)量，縱坐標(biāo)代表風(fēng)壓。當(dāng)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)膎1變?yōu)閚3時(shí)，風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)也從點(diǎn)1變?yōu)辄c(diǎn)3，從而使風(fēng)機(jī)在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)(比如點(diǎn)2)，風(fēng)機(jī)的效率比在轉(zhuǎn)速n1工作時(shí)高，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

2.2 風(fēng)機(jī)采用變頻改造必須注意的問(wèn)題

風(fēng)機(jī)變頻的確節(jié)能，但由于風(fēng)機(jī)都是相對(duì)比較大的轉(zhuǎn)速較高的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，在采用變頻改造時(shí)必須考慮諸如強(qiáng)度、轉(zhuǎn)子疲勞、軸承潤(rùn)滑、失速等問(wèn)題，否則會(huì)有非常大的安全隱患，下面就這些方面一一分析。

2.2.1 主軸的振動(dòng)問(wèn)題

為了避免風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生共振，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子時(shí)，其自然頻率(或者叫臨界轉(zhuǎn)速)必須避開(kāi)工作轉(zhuǎn)速一定距離，通?？紤]一階臨界轉(zhuǎn)速和二階臨界轉(zhuǎn)速。固定轉(zhuǎn)速時(shí)，是很容易考慮的設(shè)計(jì)時(shí)只要轉(zhuǎn)子的自然頻率避開(kāi)此區(qū)域就行了。但如果進(jìn)行變頻改造，就必須核算不同轉(zhuǎn)速下的臨界轉(zhuǎn)速，其值是不一樣的，這樣在不同的轉(zhuǎn)速下，就必須避開(kāi)該轉(zhuǎn)速下的諧振區(qū)域，或者說(shuō)轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)要使其在不同轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)都不會(huì)產(chǎn)生共振，這個(gè)計(jì)算是比較難的，甚至有些情況下，在不同轉(zhuǎn)速下都不產(chǎn)生共振是不大可能的。

大型工業(yè)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子都比較大，如果在進(jìn)行變頻改造時(shí)不考慮這個(gè)問(wèn)題，后果是很?chē)?yán)重的，輕的風(fēng)機(jī)振動(dòng)大、轉(zhuǎn)子容易疲勞，重者會(huì)發(fā)生飛車(chē)事故，發(fā)生災(zāi)難性事故。

2.2.2 軸承的潤(rùn)滑問(wèn)題

風(fēng)機(jī)采用變頻改造時(shí)，轉(zhuǎn)速改變后對(duì)軸承的的負(fù)載、潤(rùn)滑、壽命及檢修周期都會(huì)有影響，在進(jìn)行改造前，必須核算變頻工況下的軸承的潤(rùn)滑情況。

2.2.3 風(fēng)機(jī)失速控制

風(fēng)機(jī)的性能曲線一般是帶有拐點(diǎn)的駝峰曲線，拐點(diǎn)左側(cè)區(qū)域都為風(fēng)機(jī)的失速區(qū)，風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，必須在拐點(diǎn)右側(cè)的區(qū)域運(yùn)行。如果風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期在失速區(qū)運(yùn)行，會(huì)造成轉(zhuǎn)子疲勞、軸承損壞等問(wèn)題，具有很大的危險(xiǎn)性，所以風(fēng)機(jī)千萬(wàn)不能在失速區(qū)工作。

變頻時(shí)，隨著風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，失速區(qū)域也隨著變化，所以需要保證風(fēng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)都不在該轉(zhuǎn)速下的失速區(qū)工作，這對(duì)操控來(lái)說(shuō)是比較困難的。

2.2.4 變頻裝置的可靠性

采用變頻驅(qū)動(dòng)，變頻器的安全性和可靠性是至關(guān)重要的，關(guān)系到整個(gè)機(jī)組是否能安全運(yùn)行，目前國(guó)內(nèi)由于變頻故障導(dǎo)致風(fēng)機(jī)不能正常運(yùn)行的案例不在少數(shù)。

另外，變頻器的安全穩(wěn)定性受環(huán)境狀況的影響較大，影響的主要因素有灰塵、溫度和濕度等。一些電廠在這些方面都出現(xiàn)過(guò)問(wèn)題，應(yīng)引起重視，人為改善變頻器的工作環(huán)境是變頻器穩(wěn)定運(yùn)行的主要方法，比如修建空調(diào)房等。

2.2.5 合理評(píng)估變頻的節(jié)能效果

前面已經(jīng)提到，變頻只是能提高風(fēng)機(jī)低負(fù)荷時(shí)的效率，但提高后的效率不可能超過(guò)風(fēng)機(jī)在設(shè)計(jì)點(diǎn)的效率，即風(fēng)機(jī)的最高效率，如果風(fēng)機(jī)本身的最高效率就不是很高，那么變頻后部分負(fù)荷的效率是相對(duì)有所提高，但此時(shí)風(fēng)機(jī)的效率依然不高(相對(duì)于其他風(fēng)機(jī))。

另外，變頻改造時(shí)，需要考慮變頻器空調(diào)房等一些輔助設(shè)施的費(fèi)用，包括變頻器的維護(hù)運(yùn)行費(fèi)用.

3. 總結(jié)

通過(guò)以上分析，風(fēng)機(jī)變頻需要注意的事項(xiàng)概括如下：

a) 變頻是大型工業(yè)風(fēng)機(jī)的節(jié)能改造方案的其中一個(gè)可行的方案，節(jié)能改造效益明顯;

b) 風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能改造，在技術(shù)上要落實(shí)的方面比較多，尤其要核算風(fēng)機(jī)的扭振。

c) 變頻只能提高風(fēng)機(jī)工作點(diǎn)的效率，而不能提高風(fēng)機(jī)設(shè)備的最高效率。

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