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引言在工礦企業(yè)中，風機設(shè)備應用廣泛，諸如鍋爐燃燒系統(tǒng)通風系統(tǒng)和烘干系統(tǒng)等。傳統(tǒng)的風機控制是全速運即不論生產(chǎn)工藝的需求大小，風機都提供固定數(shù)值的風量，而生產(chǎn)工藝往往需要對爐膛壓力風速風量及溫度等指標進行控制和調(diào)節(jié)，最常用的方法則是調(diào)節(jié)風門或擋板開度的大小來調(diào)整受控對象，這樣，就使得能量從風門擋板的節(jié)流中損失掉了。統(tǒng)計資料顯，在工業(yè)生產(chǎn)中，風機的風門擋板及其相關(guān)設(shè)備的節(jié)流損失以及維護維修費用占到生產(chǎn)成本的72%，這不僅造成大量的能源浪費和設(shè)備損耗，而且控制精度也受到限制，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。 　　變頻調(diào)速是上世紀80年代初發(fā)展起來的新技術(shù)，具有易操作免維護控制精度高等優(yōu)點。普通電動機采用變頻調(diào)速技術(shù)后，在其拖動負載無須任何改動的情況下，就可以按照生產(chǎn)工藝要求調(diào)整轉(zhuǎn)速。因此，風機設(shè)備完全可以用變頻器驅(qū)動的方案取代風門擋板控制方案，從而降低電機功耗，達到系統(tǒng)高效運行的目的。 　　1風機變頻調(diào)速驅(qū)動機理 1.1變頻調(diào)速原理變頻器是基于交直流交電源變換原理，集電力電子和計算機控制等技術(shù)于身的綜合性電氣產(chǎn)品。變頻器可根據(jù)控制對象的需要輸出頻率連續(xù)可調(diào)的交流電壓。 　　由電機知識知道，電機轉(zhuǎn)速與電源頻率成正比關(guān)系；為電機磁極對數(shù)。用變頻器輸出頻率可調(diào)的交流電壓作為風機的電源電壓，就可以方便地改變風機的轉(zhuǎn)速。 1.2風機負載特性風機的機械特性具有次方律特征，即轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的次方成正比例關(guān)系。在低速時，由于流體的流速低，使得負載的轉(zhuǎn)矩很??；隨著電動機轉(zhuǎn)速的增加，流速加快，負載轉(zhuǎn)矩和功率就越來越大。負載轉(zhuǎn)矩丑和轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系可用下式根據(jù)負載的機械功率朽和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速取之間的關(guān)系，有則功率和轉(zhuǎn)速取之間的關(guān)系為②③④式中戶分別為電動機軸上的功率損耗和轉(zhuǎn)矩損牦；負載的轉(zhuǎn)矩常和功率常數(shù)1次方。負載的機械特性和功率特性曲線可以看出，當被控對象所需風量減小時，采用變頻器降低風機的轉(zhuǎn)速，會使電動機的功耗大大降低。 　　2風機變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計 2.1風機容量選擇主要依據(jù)對象對流量成壓力的工求，可查閱相關(guān)的設(shè)計手冊。如果是對使用中的風機進行變頻調(diào)速技術(shù)改造，風機當然是現(xiàn)成的。 2.2變頻器的容量選擇風機在某轉(zhuǎn)速下運行時，其阻轉(zhuǎn)矩般不會發(fā)生變化，只要轉(zhuǎn)速不超過額定值，電動機也不會過載，般變頻器在出廠標注的額定容量都具有定的余量，所以選擇變頻器容量與所驅(qū)動的電動機容量相同即可。若考慮更大的余量，也可以選擇比電動機容量大個級別的變頻器，但價格要高出不少。 2.3變頻器的運行控制方式選擇風機采用變頻調(diào)速控制后，操作人員可以通過調(diào)節(jié)安裝在工作臺上的按鈕或電位器調(diào)節(jié)風機的轉(zhuǎn)速，操作變頻器運行控制方式的選擇，可依據(jù)風機在低速運行時，阻轉(zhuǎn)矩很小，不存在低頻時帶不動負載的問題，故采用控制方式即可。 2.4變頻器的參數(shù)預置因為風機的機械特性具有次方律特性，所以，當轉(zhuǎn)速超過額定轉(zhuǎn)速時，阻轉(zhuǎn)矩將增大很多，容易使電動機和變頻器處于過載狀態(tài)。因此，上限頻率不應超過額定頻率。辦，從恃性或況來說。風機對下限頻率九沒有要求。但轉(zhuǎn)速太低時，風量太小，在多數(shù)情況下無實際意義。般可預Vii.20l風機的慣性很大。加速時間過短，容易產(chǎn)生過電流；減速時間短，容易引起過電壓。般風機啟動和停止的次數(shù)很少，啟動時間和停止時間不會影響正常生產(chǎn)。所以加減速時間可以設(shè)置得長些，具體時間可根據(jù)風機的容量大小而定。 　　通常是風機容量越大，力減速時間設(shè)置越長。 　　風機在低速時阻轉(zhuǎn)矩很小，隨著轉(zhuǎn)速的升高，阻轉(zhuǎn)矩，大得很快；反之，在停機開始時，由于慣性的原因，轉(zhuǎn)速下降較慢。所以，加減速方式以半3方式比較適宜。 　　風機在較高速運行時，由于阻轉(zhuǎn)矩較大，容易在某轉(zhuǎn)速下發(fā)生機械諧振。遇到機械諧振時，極易造成機械事故或設(shè)備損壞。因此。必濁考慮設(shè)置回避頻率可采試驗的方法進行預置，即反復緩慢地在設(shè)定的頻率范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)，觀察產(chǎn)生諧振的頻率范圍，然后進行回避頻率設(shè)置。 　　啟動前的直流制動為保證電動機在零速狀態(tài)下啟動，許多變頻器具有啟動前的直流制動功能設(shè)置。這是因為風機在停機后，其風葉常常因自然斗處十反轉(zhuǎn)狀態(tài)這時讓機動則電動機處于反接制動狀態(tài)。會產(chǎn)生很大的沖擊電流。為避免此類情況出現(xiàn)，要進行啟動前的直流制動功能設(shè)置。 　　2.5風機變頻調(diào)速系統(tǒng)的電路原理般情況下，風機采用正轉(zhuǎn)控制，所以線路比較簡單。 　　但考慮到變頻器旦發(fā)生故障，也不能讓風機停止工作，應具有將風機由變頻運行切換為工頻運行的控制。3為風機變頻調(diào)速系統(tǒng)的電路原理。 　　3節(jié)能計算對于風機設(shè)備采用變頻調(diào)速后的節(jié)能效果?？筛鶕?jù)己知風機在不同控制方式下的流量與負載關(guān)系曲線及現(xiàn)場運行以臺工業(yè)鍋爐使用的301鼓風機為例。運行工況以24小時連續(xù)運行。其中每天10小時運行在90負荷頻率按462計算，擋板調(diào)節(jié)時電機功耗按98計算。14小時運行在50負荷頻率按202計算，擋板調(diào)節(jié)時電機功耗按7，計算，全年運行時間在300天為計算依據(jù)。則變頻調(diào)速時每年的節(jié)電量為相比較節(jié)電量為每度電按6元計算，則采用變頻調(diào)速每年可節(jié)約電費58952元。般來說。變頻調(diào)速技術(shù)用于風機設(shè)備改造的投資?？梢栽谀曜笥业纳a(chǎn)中全部節(jié)省回來。 　　4結(jié)束語風機設(shè)備采用變頻調(diào)速技術(shù)是種理想的調(diào)速控制方效率，減少了設(shè)備維護。維修費用，較好地滿足了生產(chǎn)工藝要求。經(jīng)濟效益十分明顯。

某廠回轉(zhuǎn)窯窯尾配置高溫風機，2008年投入使用，風機的進口流量2003m3/min，額定轉(zhuǎn)速736，配用調(diào)速型液力耦合器。該廠從2013年12月至2014年5月分兩步完成窯尾系統(tǒng)的技術(shù)改造工作，主要是以鋼絲膠帶提升機替代原用氣力提升泵，在分解爐旁增設(shè)座流態(tài)化爐。從工藝流程看，改后系統(tǒng)阻力有所增加。為了提高風機轉(zhuǎn)速，增加排風量，在短期內(nèi)又對高溫風機和液力耦合器軸承進行了多次維修，由于維修方法不適當，造成了些不良后果。 　　高溫風機軸承的更換技改前，該廠高溫風機轉(zhuǎn)速略高于900m3/min即可基本滿足用風要求，因此風機不平衡問不突出，只是到額定轉(zhuǎn)速時偶有報警現(xiàn)象。由于軸承潤滑良好，軸承工作溫度也直正常，未超過55度。 　　2013年技改后，用風量增加，風機轉(zhuǎn)速超過1000風機的不平衡問突出。因此，在2014年5月初生產(chǎn)線技改時，對高溫風機軸承也進行了些維修。至2014年5月更換時，近耦合器端軸承下文簡稱2號軸承因受力及同軸度影響，磨損比較大，游隙達0.21mm，比標準值大了0.05mm，因此換用了同型號的新軸承。對于另端軸承下文簡稱1號軸承，經(jīng)檢測，軸承游隙0.12，符合要求，故沒有更換。但更換了液力耦合器輸出軸定位軸承22316調(diào)心滾子軸承。 　　承水平振動0.16mm，但有時達0.20以上，并出現(xiàn)報警降速設(shè)計上限0.218由于生產(chǎn)的需要，風機轉(zhuǎn)速仍需要提局。因為從原理上講，轉(zhuǎn)速越高，軸承允許的游隙越小。因此該廠認為風機振動大不能提速的原因是，3型軸承游隙大所致，故于2014年6月下旬利用篦冷機故障停機檢修時間，將正常使用的1號2號軸承改換為游隙較小1.2，高溫風機軸承的過維修分析過維修是指對正常運轉(zhuǎn)，無故障征兆的設(shè)備進行實際上不必要而且非計劃性的拆裝及換件工作。該廠6月份對風機軸承的更換即是過維修。 　　從原理上講，減少軸承游隙有利于提高風機轉(zhuǎn)速，但實際上，進口軸承的游隙組裝選配時控制嚴格，其實際游隙都處于下限值附近。原，3型軸承游隙的以塞尺檢測，更換后的，型軸承游隙標準值是可，型和03型軸承的游隙差別并不大，約0.02mm，對于存在不平衡的風機來講，減小0.02mm的軸承游隙對提速的貢獻很小。事實也是如此。 　　2液力耦合器的過維修在6月份更換風機軸承時，因液力耦合器輸出軸有微量竄動，液力耦合器又次被解體檢查理解有誤，實際上在同軸度良好狀態(tài)下，輸出軸的微量竄動對風機軸承的水平振動沒有影響，并全部更換新軸承。 　　在拆卸液力耦合器泵輪與渦輪之間的22316調(diào)心滾子軸承時，采用氧割的方法，使軸承座孔法蘭和輸出軸軸頸不同程度地受到損傷并產(chǎn)生變形。在安裝時也未將損壞部位修整至要求的尺寸和進行必要的檢測。軸承仍用原型號的進口22316軸承。此軸承的標準游隙是0.05mm，安裝游隙是0.05mm，但安裝后0.02mm的塞尺不能通過，很顯然，在這種情況下軸承無法正常工作。 　　該廠在對損傷變形部位進行必要的修整和檢測后，根據(jù)設(shè)備的具體情況，選用了國產(chǎn)22316軸承，其標準游隙是0.06mm，安裝后游隙為0.03mm，開機后軸承未再出現(xiàn)故障。 　　由于多次不適當?shù)牟鹧b和更換軸承，致使高溫風機轉(zhuǎn)速未能恢復到5月初的801的水平。 　　3風機的現(xiàn)場動平衡由于風機始終不能提速，2014年8月廠家來人對高溫風機做現(xiàn)場動平衡試驗，經(jīng)多次試配平衡后，風機運轉(zhuǎn)情況明顯改善，空試137，時兩軸承水平振動值在0.065mm以下，垂直振動0.035mm以下。在此后的生產(chǎn)中，風機轉(zhuǎn)速都在1250/min左右，兩軸承水平振動0.060直穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。 　　4結(jié)束語由于風機葉輪不平衡引起的非正常振動，只能通過重新進行動平衡來解決，用更換軸承以減少軸承游隙的方法是不能從根本上解決問的。 　　軸承在運轉(zhuǎn)段時間后總會有所磨損，磨損量只要在允許范圍內(nèi)并能正常工作，就沒有必要更換。企實的，也不經(jīng)濟合理。過多的不必要的更換軸承會對設(shè)備產(chǎn)生負作用。 　　高溫風機出廠前都經(jīng)過動靜平衡測試，誤差在設(shè)計允許范圍內(nèi)。但由于葉輪為沖壓焊接件，成形和焊接后產(chǎn)生較大內(nèi)應力，盡管經(jīng)整體退火后加工，但應力消除是不完全的。因此，沖壓組焊的風機葉輪，在生產(chǎn)中受冷熱變化粘灰及各種停機情況的影響，葉輪與軸或多或少都會產(chǎn)生變形，引起原動平衡的變化，故部分風機在使用過程中會出現(xiàn)難以用般方法消除的非正常水平振動，需重新進行動平衡來消除。 　　　　輪轂是鑄鋼件，我們選用禚性良好適合異種鋼焊接的A132焊條作為打底材料；主材選用J427，它的特性是強度比母材低，但延展性能良好不用擔心接頭強度低，因為低強度焊接材料在窄焊口焊接過程中能通過熔合區(qū)的滲透，將自身強度提高個檔次。 　　具體施工工藝按照正常的開坡口方法，將坡口開成口型，打磨干凈。 　　焊前預熱200℃，要始終保持焊接過程中不低于150℃，具體加熱辦法就是采用氣焊槍烘烤。用A132焊條打底焊接10mm厚，采用快速多道焊接法。打底結(jié)束后，改用了J427焊條。為了使電弧更加穩(wěn)定，定要使用直流電焊機，焊條擺幅控制在80℃左右。每焊完根焊條，就錘擊次焊道，直至將焊縫全部焊接完畢。注意焊縫要高出原平面5mm作為退火焊道。 　　用角向磨光機將退火焊道打磨掉，比對樣板使焊接面與原工作面相致。 　　焊接后運轉(zhuǎn)了1004小時左右，由于焊接部位過多，輪轂變形太大，下彎達8mm，再次翻窯過程中，從熔合區(qū)開裂焊縫的最薄弱環(huán)節(jié)，而焊縫卻沒有任何變化。由此也證實這個方案是可行的。鑒于熔合區(qū)組織已變的相當脆弱，水泥銷售也到了淡季，因此決定更換輪轂。