锅炉房风机水泵高耗能设备节能技术分析

常丹

摘 要：目前，小型工业炉的运行管理及相应的工况都存在一定的差异。如果在进行改造过程中，只是单一地进行节能改造，通常情况下都无法达到预期效果，因此对中小型工业锅炉进行节能改造，需结合实际情况制定适宜的改造方案，这样一方面可以节约成本，另一方面可减少噪音污染。

关键词：高耗能设备；锅炉；风机；水泵；变频调速；节能

某印染厂的锅炉房于20世纪90年代建成并投入使用，在锅炉房内配有5台DZL20-13-AⅢ型单锅筒纵置式链条炉，单台炉的额定蒸发量也是一定的，建造这一锅炉房基本能满足该印染厂的使用。锅炉房的用电设备有很多，如风机、补水泵、除尘泵等，总装机容量达到1264kW，而且功率超过30kW的风机与水泵也有19台，这些设备的运行基本维持在相对稳定的状态。

1 离心式风机的特性分析

（1）离心式风机的工作原理如图1所示，其中各字母所代表的含义列举如下：

Q是风机的风量；H是风机的风压；n是风机的转速；P是电机的辅功率；Q∝n，即流量Q与转速n呈正比状态；H∝n2，即H与转速的平方n2呈正比；P∝n3，即电机的轴功率与转速n3呈正比关系。

（2）离心式风机节流调节风量的工作特性。离心式风机节流调节风量主要通过有效把控风门开度大小来调节风量，这样虽然电机的功率大小未发生明显变化，但是从节能层面来考虑起不到相应的作用。

（3）变频调速调节风量的工作特性。变频调速调节风量的工作特性如图2所示，从图中我们可知当电动机的转速促使风机风量从Q1减小到Q2时，风机的运行特征也会发生相应的变化，即从P1变为P2，从风机功率计算公式中可知后者的功率值小于前者。简单地说，随着风量在调节后的降低，整体电机所消耗的电能也会有一定下降。

从理论数值来分析节能效果亦是如此，由电机学可知：

当转速n2下降到80%时，，即当转速降为原来的80%时，而电机所消耗的功率只占到原来的一半，但耗电量却大幅度降低了。

（4）节流调节和转速调节时风机及烟道的阻力特性对比。通过系统全面的分析与比对后，研究人员得知在节能方面采取转速调节风量模式远远优于节流调节风量，在确保流量稳定不变的基础上，节流调节模式的损失程度远大于转速调节，因此在选择中应根据实际情况采取最优化的模式。

2 变频智能控制技术的优势表现

（1）变频器智能控制的优点。变频器可将电动机从0Hz开始启动，而且启动所耗电流很小，这样当电机满足额定转速时，电流不会超过其额定电流值，设备的损害程度较低，从而对设备起到有效保护的目的。变频器内置一定数位的微处理器，这样微处理器除能实现智能化额定控制作用外，还可设置完善的检测保护环节，在PLC之间进行数据传输的过程中实现智能化控制。

（2）变频器控制方式的有效选取。首先促使一台泵保持在变频控制状态中，其他泵则根据需要留作备用。当变频运行的泵运转频率超过50HZ仍达不到供水相关需求时，则应开启其他备用泵，直到管网压力稳定到预先设定值為止。这种控制模式的优点：一是可确保水泵提供的水量等处于有效运行状态；二是节能环保；三是降低设备的维修费用，增强了设备的运行速率。

3 智能控制中的信号传输

为了增强自动化控制的实际功能，最大限度地降低成本，在变频器的选择中使用了性价比高、处理能力强的西门子300系列PLC担任控制、信号处理核心。首先，将变频器的各种信号上传到配电室数据采集模块中，接着通过PROFIBUS数据总线将信号传送到PLC总站，继而有效控制变频器的实际运行状况。PROFIBUS-DP可对所有站点传送512bps输入和512bps输出。为了满足实际工作所需，对已经扩展的PROFIBUS-DP诊断能对存在异常情况的部位进行准确定位，而且诊断信息也会通过相应的设备传输到总站。操作台部位所显示的数据总线仪表采取自动化控制模式，操作简单易行，应用较为普遍。

4 结语

通过对锅炉房中相关设备的升级与改造，在后期的使用中无论是在系统的运行方面，还是节能环保方面，都收到了显著的成效。此外，对其他超负荷设备进行检测后，启动时的电流达到了额定电流之下，当风机开始启动时所形成的噪音也明显降低。新升级完成的变频控制系统设备完善，当锅炉运行时节约电能达到了很高的数值，为印染厂节省了一大笔支出，值得相关行业在该方面应用中加以借鉴。

参考文献

[1]丁明舫，崔百成，陆其虎，等.锅炉技术问答[M].北京：中国电力出版社，2002：288-290.

（作者单位：广东省湛江市质量技术监督标准与编码所）