变频技术在供暖锅炉运行中的节能效果

邢凤

摘 要：对于我国北方地区来说，由于地理位置的关系，导致我国北方地区的冬季比较寒冷。因此就需要对这种寒冷的天气做好相关的供暖设备。尽管现在社会上各种供暖设备的出现，但是在很大程度上来说，锅炉供暖设备还是有较为广泛的应用。而且对于这种锅炉供暖设备来说，在很大程度上需要应用相关的变频技术从而达到省电的效果。因此本文主要针对于变频技术在供暖活路运行中的节能效果做出相关的论述。

关键词：变频器；节能；水泵；风机

对于我国目前供暖事业的高速发展来说，对于较为广泛应用的锅炉供暖也要进行相关的创新。而对于现在锅炉供暖设备来说，得到较为广泛应用的就是风机和相关的水泵。这些结构对于相关的电能消耗是非常大的，而且还很容易发生故障，这就需要对这些发生的故障进行相关的维修，导致了生产费用的开支有一定的提高。而现在应用的变频器技术能够有效的改善这些问题，从一定的角度上说，这种变频器的出现在很大的程度上就是为了顺应相关时代的发展。使得锅炉热供暖设备进入到一个电机时代。以下主要针对于变频器锅炉设备的相关技术要点进行分析。

1 节能分析

在很大程度行可以知道相关的风机和水泵的结构对于整个锅炉设备能够造成一定资源浪费，而且从相关的流体力学中可以知道，风机和水泵的相关流量和转速是一个正比例的趋势，相关的压力与转速的平方数额也是一个正比例的趋势，而相关的周公路和转速的平方数额则是一个反比例趋势，在流体力学中，通常称这种模式为平方转矩负载。

从相关的实例表明中可以看出对于这种平方转矩负载模式的运行，在很大程度上需要大量的能源，这种能源的大幅度消耗就很有可能造成相关能源的浪费。而对于风机模式和水泵模式的相互比较可以看出在一定程度上对于相关阀门的开度调节和水泵转速的控制，使用相关的水泵模式似乎更为合理，对于节能方面也较优于风机模式。除此之外在相关的模式数据图表中可以看出当阀门进行相关的调节时，在很大程度上会使得锅炉的系统压力有一定的提高，这种压力的提高在过鲁能很可能导致相关的管道和阀门受到一定的损害，而且在进行相关的转速调节时，如果相关的水泵转速减低，则会导致相关的系统压力也有一定的减低，这种降低在很大程度上能够减少系统不良影响的发生。

与以上的论述相类似的在于对于采用变频调速这种技术改变相关的水泵模式和风机模式的相关转速，借以调节这些模式的其他控制量。从这里可以看出在一定程度下采用相关的变频器模式来改变相关发电机的转速问题，与相关的阀门比较显得更加经济划算，而且在很大程度上来说这种变频器模式也能使得锅炉供暖设备的相关运行状态得到一定的改善。对于这一论述相关的公式实例进行分析。

以一台水泵为例，它的出口压头为H0（出口压头即泵入口和管路出口的静压力差），额定转速为n0，阀门全开时的管阻特性为r0，额定工况下与之对应的压力为H1，出口流量为Q1，在现场控制中，通常采用水泵定速运行出口阀门控制流量。当流量从Q1减小50%至Q2时，阀门开度减小使管网阻力特性由r0变为r1，系统工作点沿方向I由原来的A点移至B点；受其节流作用压力H1变为H2.水泵轴功率实际值（kW）可由公式：P=Q.H/（ηc.ηb）×10-3得出。其中，P、Q、H、ηc、ηb分别表示功率、流量、压力、水泵效率、传动装置效率，直接传动为1.假设总效率（ηc.ηb）为1，则水泵由A点移至B点工作时，电机节省的功耗为AQ1OH1和BQ2OH2的面积差。如果采用调速手段改变水泵的转速n，当流量从Q1减小50%至Q2时，那么管网阻力特性为同一曲线r0，系统工作点将沿方向II由原来的A点移至C点，水泵的运行也更趋合理。

2 节能计算

如果想更好的了解到变频器对于锅炉供暖的好处，仅仅只靠相关的论述还是不够的，还需要对相关的列能想过进行相关的计算。这种计算主要是根据相关的风机和水泵经过变频器调节之后的一种计算模式，运用这种计算可以清楚的；了解到利用相关的变频器能够为节能带来怎样的效果，通常采用两种计算模式进行相关的计算，第一种计算模式在于根据相关风机和水泵模式的还不同控制模式下的流量关系，这种模式通常是在相关的负荷变化的情况下进行的。第二种模式的依据在于流体力学中的相关平方转矩负载的概念对相关的风机和水泵的转速功率进行确定的一种计算模式。这两种计算模式在进行同一实例的计算过程中，对于结果的现实可以看出在进行相关的计算模式的运算方式不同对于变频器的应用所产生的影响还是有很大的不同。一下主要对这两种计算模式并进行实例的证明。

2.1 根据已知风机、泵类在不同控制方式下的流量-负载关系曲线和现场运行的负荷变化情况进行计算。

以一台IS150-125-400型离心泵为例，额定流量200.16m3/h，扬程50m；配备Y225M-4型电动机，额定功率45kW.水泵在阀门调节和转速调节时的流量发生变化。根据运行要求，水泵连续24小时运行，其中每天11小时运行在90%负荷，13小时运行在50%负荷；全年运行时间在300天。

则每年的节电量为：W1=45×11×（100%-69%）×300=46035kW.h

W2=45×13×（95%-20%）×300=131625kW.h

W=W1+W2=46035+131625=177660kW.h

每度电按0.5元计算，则每年可节约电费8.883万元。

2.2 根据风机、水泵类平方转矩负载关系式

以一台供暖锅炉使用的22kW鼓风机为例。运行工况仍以24小时连续运行，其中每天11小时运行在90%负荷（频率按46Hz计算，挡板调节时电机功耗按98%计算），13小时运行在50%负荷（频率按20Hz计算，挡板调节时电机功耗按70%计算）；全年运行时间在300天为计算依据。

则变频调速时每年的节电量为：W1=22×11×[1-（46/50）3]×300=16067kW.h

W2=22×13×[1-（20/50）3]×300=80309kW.h

Wb=W1+W2=16067+80309=96376kW.h

挡板开度时的节电量为：W1=22×（1-98%）×11×300=1452kW.h

W2=22×（1-70%）×11×300=21780kW.h

Wd=W1+W2=1452+21780=23232kW.h

相比较节电量为：W=Wb-Wd=96376-23232=73144kW.h

每度电按0.5元计算，则采用变频调速每年可节约电费3.657万元。如锅炉房离心式水泵参数为：离心泵型号6SA-8，额定流量53.5L/s，扬程50m；所配电机Y200L2-2型37kW.对水泵进行阀门节流控制和电机调速控制情况下的实测数据记录如下：

流量L/s时间（h）消耗电网输出的电能（kW.h）

阀门节流调节电机变频调速

47233.2×2=66.428.39×2=56.8

40830×8=24021.16×8=169.3

30427×4=10813.88×4=55.5

201023.9×10=2399.67×10=96.7

合计24653.4378.3

相比之下，在一天内变频调速可比阀门节流控制节省275.1kW.h的电量，节电率达42.1%。

结束语

在一定程度上来说，合理的运用相关变频器对于使用风机模式和水泵模式的锅炉供暖设备能够起到良好的节能效果。而且这种变频器还能够很好的天界转速，对转速能够起到一个很好的控制作用，这一点可以从相关实践中看出来。而且安装相应的变频器在很大程度上还可以满足相关工艺的要求，在一定程度上减少了相关的设备维修费用，使得停产的周期有一定的降低。进一步为我国的锅炉事业的发展提供动力。

参考文献

[1]原云霞.浅谈锅炉引风机常见的问题及对策[J].科协论坛（下半月），2011（4）.

[2]李德军.锅炉引风机故障原因分析及处理措施[J].科技资讯，2011（14）.

[3]张思彦，张海廷.锅炉引风机过载原因分析及应对措施[J].宁夏电力，2014（1）.