关于通风节能方案的探讨.pdf

关于通风机节能方案的探讨 董正玉 山东新矿集团，山东泰安2 7 1 2 1 9 应用科技 7 哺要】由于矿井通风系绞．的优化，北风井通风机白2 0 0 5 J b l 月后，已调整前导叶氟度多次，由。度逐渐调整到现在的3 3 7 J r 。井下用风 量由原来的2 1 8 ．4 2 立方米／秒，降到1 2 9 ．9 4 立方米／秒。风机风量的调节采用前导器叶片调节，节流功率损失非常大，即电动机的能源损耗 很大。因此，对该风机节能降} 毛研究势在必行。 醇菩鸯剐风量；节流功率；能源；损耗；变烦 一“ mq 1 前言 北风井通风机站建于19 8 1 年，安装两台G 4 7 3 一” 睨8D 型离 心式风机，各配有一台Y R l 2 5 0 8 ／1 4 3 0 型电动机，功率1 2 5 0 K W ， 转速为7 3 0 转的电动机，其中一台工作，一台备用。根据出厂风机标 注的参数，该风机的额定最大排风能力为”3 0 0 m 3 ，m i n o 由于我矿矿井通风系统自2 0 0 5 年1 月由一4 0 0 风井单独运行的中 央分列式通风系统，改变为一4 0 0 风井与北立井风井联合运行的两翼对 角式通风系统。一4 0 0 风井与北立井同时运行后，北立井担负扩大区、 前三采区的通风任务，一4 0 0 风井担负后一采区、后四采区、四采区、 前四采区的通风任务。 根据井下用风量需求，北风井通风机自2 0 0 5 年1 月后，已调整前 导叶角度多次，由0 度逐渐调整到现在的3 3 度。井下用风量由原来的 2 1 8 4 2 立方米／秒，降到1 2 9 9 4 立方米／秒。风机风量的调节采用前 导器叶片调节，节流功率损失非常大，即电动机的能源损耗很大。因 此，对该风机节能降耗研究势在必行。 2 方案初选 根据现有设备状况，提出两项方案方案一，采用加装变频设备 刚氏电机转速，以调节风量方案二，采用小型、高效、节能对旋式轴 流风机，更换现有淘汰设备。 3 方案论证 3 ．1 采用加装变频设备降低电机转速，以调节风量 山东新矿使用的通风机型号为G 4 7 3 一”N 0 2 8 D ，配用电机型号 为Y R l 2 5 0 ／”4 0 ，容量1 2 5 0 k W ，在使用过程中主要存在以下问题 1 现正常运行中，通风机前导器调节叶片的角度约为3 3 度，节 流损失很大，造成了大量的电能浪费。 2 调节误差大。通风机较小的角度变化将产生一个较大的风量变 化，使运行控制比较困难，不能保证最佳运行工况。 。，一饧 ／ √一r ／，9i ／ y疗| ／ ／ ，， ，∥ ／ 么}／ ／／／5 ／／／ ／／ ／ ／ ／ 图1 不同风量调节方祛功率消耗曲线 图1 中1 一挡板法；2 一前导器法；3 一液力耦合器；4 一绕线电 动机切换转子电阻调速法5 一变频调速法。 由图1 可见，变频调速法在各风量调节方法中是最理想、有效、 节能的调节方法，该矿现用2 一前导器法，功率消耗仅次于1 一挡板法。 应用变频调速，可以大大提高电机转速的控制精度，使电机在最 节能的转速下运行。根据流体力学原理，轴功率与转速的三次方成正 比。当所需风量减少，风机转速降低时，其功率按转速的三次方下降。 因此，精确调速的节电效果非常可观。与此类似，许多变动负载电机一 般按最大需求来生产电动机的容量，故设计量偏大。而在实际运行中， 轻载运行的时间所占比例却非常高。如采用变频调速。可大大提高轻载 运行时的工作效率。因此，变动负载的节能潜力巨丸 对于风机设备采用变频调速后的节能效果，采用以下方式计算 根据已知风机在不同控制方式下的流量一负载关系曲线和现场运 行的负荷变化情况进行计算。 原始参数风机全负荷运行工况，以2 4 小时连续运行，排风量 2 1 8 4 2 立方米／秒风机前导器调节叶片3 3 度时，2 4 小时连续运转， 排风量1 2 9 ．9 4 立方米，秒。使用前导器调节风量，电机功耗按9 2 ％计 算，全年运行时间以3 6 5 天为计算依据。 通风机的变速运动是利用改变风机转速来改变风机曲线，这种变 化关系可以用一组公式来表达 Q 2 ，Q 1 N 2 ／N 1 1 H 2 ，H 1 州2 ／N1 2 2 P 2 ／P 1 N 2 ／N 1 3 3 式中，N 一风机转速Q 一风量；H 一风压P 一功率。 则变频调速时每年的节电量为 W 1 - 1 2 5 0 X 2 4 X 【1 一 1 2 9 ．9 4 ／2 1 8 4 2 一X 3 6 5 8 6 4 3 4 3 8 k W h 前导器调节叶片时的节电量为 W 2 12 5 0 x 1 ～9 2 ％ X 2 4 X 3 6 5 8 7 6 0 0 0 k W h 相比较节电量为 W W 1 一W 2 8 6 4 3 4 3 8 8 7 6 0 0 0 7 7 6 7 4 3 8 k W h 每度电按Q 5 元，则采用变频调速每年可节约电费3 8 8 3 7 1 9 万死 变频器每台价格按2 0 0 万元计算，两台4 0 0 万元，考虑变频器自 身功耗，在两年内偿还变频器的投资基本可行。 3 2 采用小型、高效、节能对旋式轴流风机，更换现有淘汰设备一 该方案的实施前提风机利用期限应超过5 年，否则新设备投入” 资金大于旧设备的损耗，视为该方案不合理o 1J 通风机损耗 每年用电量W 1 ．7 3 2 。U I 。C O Sf 。N 自‘N 恃* 3 6 5 * 2 4 K W H 可根据2 0 0 6 年全年实际用电量W 1 为7 6 14 0 0 0 K W H o 2 根据矿井下一步设计，如不继续增加风量可选用对旋式轴流风 机B D K 6 5 8 一N 0 2 8 ，技术参数如下 型号机号转速 静围要⋯” 机功率 一设计j 参敦扼量可痼范 漉量静压 围 皿，／g F a 寸／s甩k l B D 船5 一争№．缶2 59 73 5 9 8 5 5 - 1 3 9 1 7 4 啪7 53 8 0 B D l 6 5 8 ．№∞ 2 6 1 0 93 ∞26 2 1 5 71 8 8 - 4 8 4 03 1 5 B D l c 6 5 - e - №∞2 81 3 64 5 1 4T 8 - 1 9 62 1 8 5 6 1 34 5 0 3 投资费用估算风机价格，每台按15 0 万元计算，两台投资 3 0 0 万元；基建设施改造投资，1 0 0 万元；安装费用，4 0 万元电控 设备更新，1 0 0 万元合计5 4 0 万元。 4 风机用电量计算按10 0 ％耗电量计算。 每年用电量W 2 P e 。3 6 5 。2 4 4 5 0 。3 6 5 。2 4 3 9 4 2 0 0 0 K W H 5 回收年限计算每年节电量，W 1 一W 2 7 6 1 4 0 0 0 K W H 一 3 9 4 2 0 0 0 K W H 3 6 7 2 0 0 0K W H o 每度电按0 5 元计算， 3 6 7 2 0 0 0 K W H 。0 ．5 元K W H 1 8 3 6 万元，三年可收回投资。 4 方案确定 由以上计算可知，采用方案一两年可收回投资，较方案二经济。 作者简介董正玉，女，1 9 6 6 年生，1 9 9 2 年7 月毕业于新矿集 团职工大学机电专业，2 0 0 0 年晋升积I 电工程师。现任拄尜员。 o 万方数据