垃圾焚烧厂离心通风机调节方式的经济性分析

当装置静能头P0为零时，管路性能曲线与相似抛物线重合。即变速调节前、后的运行工况点A1和A2为相似工况点。图2中，n1、n2分别为变速调节前、后的转速。
假若n2=n1/1.5，由比例定律可得:qV2=qV1/1.5，p2=p1/2.25，Psh2=Psh1/3.375。
由此可见，通过变速调节来减少流量，可以大大降低风机功率消耗，是一种节能潜力很大的调节方式。
需要说明的是：上述节能效果的分析，实际上只是分析了在理想情况下最大可能的节能潜力。而实际的节能效果还要受到诸如转速效应、装置静能头不为零及变速调节设备本身的能量消耗等因素的制约。因此，变速调节的实际节能效果要小于理想情况下最大可能的节能效果。
应该指出，变速调节的实际节能效果尽管受到上述诸多因素的制约，但与非变速调节比较，变速调节的主要优点是大大减少了附加的节流损失，在工况范围变化很大时能够使风机保持较高的运行效率。因此，现代高参数、大容量电站机组的风机常采用变速调节方式，以提高机组的运行经济性。
当管路静能头为零（即管路特性曲线是通过原点的二次抛物线）时，在管路不变的条件下改变风机的转速所得到的工况都是相似工况。但在实际的风机系统中，管路静能头并不一定等于零，变速运行的工作点不是相似工况点，此时对比风机变速前后的性能参数时不能直接使用上述相似定律。
3进口导流器调节与变速调节的经济性对比
离心风机进口导流器调节和变速调节均是通过改变风机本身性能曲线来改变工作点（进口导流器是风机的一个部件，进口导流器调节时在其中产生的额外流动损失为风机内部损失），而管路特性曲线保持不变，因此两种调节方式满足相同流量时，风机的工作点都是相同的。
现以某城市生活垃圾焚烧发电厂离心式风机为例，对变速调节与进口导流器调节的经济性对比进行定量分析，主要通过节能率，风机效率，投资回收期和成本寿命周期效益评估等进行。节能率是指报告期的节能量与相应的基期可比能源消费量之比率，即能耗降低率，节能率（%）＝（节能量／基期能耗）×100%，它是反映能源节约程度的综合指标，是衡量节能效果的重要标志；风机效率（%）是风机的输出功率与输入功率之比的百分数，反映风机在传递能量过程中轴功率被损失的程度，用符号？表示；投资回收期（年）是节能设备的投资总额与年节能金额之比；成本寿命周期效益是寿命周期节能总效益与寿命周期总费用之差，寿命周期总费用为初始购置投资加年正常维修保养费用加大修及异常修理费用。
为了提高系统运行效率，变速运行时进口导流器保持全开，分别对系统静能头为零（风机进口为大气压力时，如燃烧一次风机）和系统静能头不为零（风机进口大于或小于大气压力时，如炉墙密封风机出风管串联接入燃烧二次风机入口，则二次风机进口大于大气压；还有锅炉引风机进口是负压，小于大气压）的管路进行讨论。
3.1系统静能头为零的管路
当管路系统静能头为零时，由于变速运行中的不同工作点为相似工况点，因此变速运行中的不同工作点参数间关系可以直接采用相似定律计算，即：变速运行时，能头随流量的平方变化，轴功率随流量的三次方变化，效率近似认为不变。
考虑到管路对两种调节方式经济性的影响，本文分别对系统静能头均为零的两个管路进行分析计算，两种调节方式下风机的性能参数、经济性对比见表1。本例风机为垃圾焚烧炉燃烧一次风机，风机进口为大气压力，风机电机功率160KW，流量20.64m3/s，使用中导流器开关度平均为60度。
注：“变速调节节能率”与“效率相对变化值”应相等，但由于查图误差，表中这两个参数数据略有偏差。
表1零静能头管路通风机变速调节与进口导流器调节的经济性对比
 
由这些数据可以看出：
1）对于同一管路，随着流量调节深度的增大（即随着流量减小），变速调节的节能率迅速增大，原因是变速调节的效率不变，维持在较高的水平上，而进口导流器调节的效率迅速下降。从通风机进口导流器调节原理图（图1）可以看出，对于这种类型的管路，进口导流器调节减小流量时，其效率总是低于导流器全开时的效率（即变速调节运行效率），因此采用变速运行总能提高通风机的经济性。对于这种类型的管路，由于这两种调节方式的运行工作点相同，因此，变速调节的节能率等于两种调节方式下的效率的相对变化率。
2）对于不同管路，虽然两种管路的阻力系数有较大差别，但变速调节相对进口导流器调节的节能率曲线近似一致，但在本例中不同流量下节能率与相对流量（实际流量与额定流量之比）关系在计算范围内接近于直线。