影响风机盘管换热器传热性能的因素分析

毕明华                         (桂林航天工业高等专科学校,桂林541004)     摘要:从设计和生产工艺两方面阐述了影响风机盘管换热器传热性能的主要因素,针对风机盘管机组在运行 中换热器的常见问题,分析原因并提出了相应的解决措施。     关键词:风机盘管;技术发展;换热器;传热     1　引言     风机盘管机组(风机盘管)是空调领域末端设备中量大面广的应用产品。随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,以及应用上明显的优势,风机盘管在全国各地居住建筑和公共建筑中得以广泛采用,而且近年来它在技术上发展很快使空气-水系统更加具有生命力。     换热器(盘管)作为风机盘管机组实现热量交换的核心部件,其传热性能的好坏直接影响到机组的效率和成本。风机盘管的换热器属于整体串片肋片管式热交换器,多采用铜管套铝片的结 构,铜管的管径、管间距、管排数,肋片的片型、片间距以及迎面风速和涨管、清洗工艺等将直接影响盘管的换热性能。在实践应用中,机组出现的如冷量不足、能耗偏大、运行后风量减小等问题大都与换热器有关。为此,本文从设计和生产工艺两个方面,对风机盘管换热器传热性能的主要 影响因素作了初步探讨,供有关人员参考。     2　影响传热性能的设计因素分析     强化传热一直是国内外热交换器设计的主要方向。提高风机盘管换热器传热性能的主要措施是提高空气侧对流换热能力。其中主要的一项工作是对肋片型式及肋片材料的改进;另一项工作是热交换器的管排数以及肋片间距等结构参数的 研究。     2. 1　肋片型式     换热器肋片型式不同,传热效果就会不同。 为了提高传热性能,近年来风机盘管换热器的肋 片型式有了很大发展,目前除平板型外,还有波纹 片、冲缝型肋片等。干工况下,迎面风速为2. 5~ 3. 0m/s时,波纹片的换热性能可比平片高出 25%左右;而冲缝型肋片比波纹片的表面传热系 数可高出60%[1]。波纹片、冲缝型肋片与平片相 比,增加了气流的紊流度,提高了空气侧的对流换 热系数。但是在获得好的热交换特性的同时,不 可避免地增加了空气流动阻力和动力消耗。尤其 是冲缝型肋片,在湿工况时,冷凝水易聚积在条缝 间,造成风量明显减少。而且,条缝片容易被积尘 堵塞,长期运行后,堵塞情况会更严重,使冷量大 幅度下降。因此提高冲缝型肋片换热效率的关键 在于减小其空气阻力。由此可见,新的肋片型式 虽然可以使机组结构更为紧凑,但也有不足之处, 设计时要结合风机盘管在空调系统中的工况条件,将换热与阻力损失全面考虑。                     2. 2　肋片间距     肋片间距是影响换热器传热面积和结构尺寸的直接因素,还关系到风机盘管运行时的风侧压力损失。较小的肋片间距虽然增大了换热器的外表面积,但同时会使得风侧阻力加大。图1给出同样规格的波纹片换热器在迎面风速为2. 5m/ 时不同片距对应空气阻力的比较分析,可见随着肋片间距的减小,阻力则逐渐增加,湿工况下这种影响会更加明显。

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收录时间:2011年01月07日 17:59:43 来源:ccen 作者:

东方日立变频器和工频自动旁路在引风机调速中的设计和应用

摘要：本文先容了东方日立变频器及其工频自动旁路在锅炉引风机变频调速中的应用和设计思路 　　关键词: 东方日立 变频器 工变频互切 　　  　　1引言 　　随着节能降耗建设节能性社会日益深进人心，高压大功率变频调速技术的日益成熟，变频调速技术在火电厂逐渐得到了广泛应用。近年来在送、引风机上的应用比较普遍，但应用中为确保可靠性多选用手动工频旁路系统，实践证实这一方式虽有一定作用，但却有着重大缺陷，其主要题目是切换时必须停止风机运行。而停止风机运行，则将减少30%-40%锅炉出力，直接影响发电量，造成电量损失。 　　为确保风机在变频调速状态下能够无扰动的、平稳的、切换到工频调速状态下和在工频运行状态下，无扰动的、平稳的、切换到变频运行状态下，是非常必要的。日常维护保养和故障处理，均需要这一功能。 　　 　　2引风机变频调速的主要技术要求 　　 引风机是火电厂锅炉机组的重要辅机，一般每台炉安装两台，同时运行，每台风机一般能满足锅炉额定出力60%的风量需要。为了确保汽轮发电机组稳发满发，锅炉机组则要保持出力稳定。要保持锅炉机组出力稳定，引风机则必须保持稳定。从安全满发的角度要求，引风机一刻都不能停止运行，停止运行就将造成减负荷，就要减少发电量，就将造成故障和影响发电企业效益。这一客观要求，对锅炉引风机提出了如下重要技术指标。 　　（1）可靠性要求。用户对电能的质量要求是连续、稳定和可靠的。发电厂的汽轮发电机组和锅炉机组的运行，则必须是连续、稳定和可靠的。这就要求锅炉引风机必须安全稳定，其可靠性必须是100%。 　　（2）可调解性要求。锅炉机组的燃烧状况是变化的。随着电网的需要机组的负荷也要发生变化，锅炉机组随时需要调整，因此锅炉引风机也要随着锅炉出力和燃烧状况进行调节。 　　可靠性和调节性是引风机变频调速的重要技术指标。 　　 　　3 不同工频旁路切换方式比较 　　 为确保引风机变频运行的可靠性，生产改造和新建扩建项目中均设计有工频旁路系统，其切换方式有二，一为刀闸切换的手动旁路系统，一为开关切换的自动旁路系统，现对两种切换方式的优缺点比较如下： 　　（1）刀闸切换的手动旁路系统 　　 刀闸切换的手动旁路系统的主要优点是初投资较省；其缺点是只能在断开引风机电源开关，停止引风机运行的情况下进行变频切工频或工频切变频操纵。众所周知满负荷运行条件下，是不答应停止一台引风机的。只能在低负荷且经过系统调度答应时才能进行，否则将影响负荷造成故障或事故。运行中停止一台引风机进行切换，至少要减少锅炉出力30-40%,亦即将影响发电机出力30-40%，这是运行中所不答应的。这是刀闸切换手动旁路系统的致命缺陷。 　　（2）开关切换的自动旁路系统 　　 开关切换的自动旁路系统，主要缺点是初投资较高（只是开关与刀闸的价差）其优点是能够实现运行中变频切工频和工频切变频，这一切换过程是平稳的，无扰动的，不影响风机运行，不影响锅炉负荷的，是完全适应引风机安全经济运行需要的，是值得推广应用的。 　　 实现变频与工频的自动切换的关键技术是切换过程中的同期题目，只有具有飞车启动功能的变频器和工频变频切换控制软件系统，才能实现变频与工频的自动切换。 　　 　　4 东方日立变频器能够实现工频变自动切换 　　发电厂锅炉引风机传统调节方式是挡板调节、双速电机配合挡板调节、液力偶合器调节。近年来某些运行中的火电厂（国电朝阳发电厂、富春江热电厂、四川白马电厂、大唐淮北电厂、国电云南宣威发电公司等）从降低引风机单耗，降低厂用，进步调节精度出发，陆续进行变频调速改造，收到了较好效果。但新建、扩建电厂在变频器的应用上还有着间隔和误区。（这主要是缺乏相应行业标准，片面考虑初投资，不考虑投运后年运行费对企业经济效益的影响所造成的）大唐长春第二热电有限责任公司三期扩建设计中，对双速电机、液力偶合器和变频器进行了充分比较论证结论是：“从降低引风机单耗，降低年运行用度，降低发电本钱，从“大力节约能源资源，加快建设资源节约型社会”考虑选用变频器进行引风机调节是经济的，是可取的”。从而决定引风机选择变频调速。 　　 高压变频器国际国内品牌众多,厂房负压风机，回结起来按其输出电压方式分可分为高高型和高低高型；按其中间环节类型分可分为电压源和电流源型；按其电路结构分可分为三电平、SCR/SGCT电流源逆变器型和功率单元电压串联结构型。究竟哪种类型更适合应用到引风机变频调速呢？经过比较东方日立生产的DHVECTOL-HI、DHVECTOL-DI高高型单元串联多电平电压型变频器，其主要技术特点是：整体效率高，可达97%（含输进移相变压器）；输进电流谐波＜4%，输出电流谐波＜2%，无谐波伤害，对电机和电缆尽缘无损伤；鲁棒型无速度传感失量控制；125% 1分钟过载能力；中、英文语言界面；满载输出可以承受30%的电网电压下降继续运行；瞬停再启动功能，答应瞬停时间≤5秒；飞车启动功能,生产车间降温设备，电动机不带电惰走时，可自动启动运行；工频自动旁路功能，即工频变频可实现互切，且连锁风机挡板保持炉膛负压稳定在答应范围，这一功能是引风机变频调速所必不可少的。 　　 　　5 工频自动旁路系统的设计和应用 　　 应用DHVECTOL-HI、DHVECTOL-DI变频器和东方日立工频变频互切控制软件设计了工频自动旁路系统 　　其主要功能是变频切工频，工频切变频，切换过程中联锁风机挡板至相应位置且保持炉膛负压稳定在答应范围。 　　 　　5.1工频自动旁路系统结构及动作说明： 　　 （1）QS1、QS2为隔离开关；QF1、QF2为真空断路器；KM1为真空接触器。 　　（2）QS1、QS2与QF1、KM1闭锁，即QS1、QS2断开时，QF1、KM1合不上。 　　（3）QF2和KM1互锁，QF2和QF1不互锁。 　　（4）变频切换工频过程：先断QF1，再断KM1;然后合QF2，电机工频运行，检验变频器时断刀闸QS1、QS2。 　　（5）工频切换变频过程：先合刀闸QS1、QS2，然后合QF1，再断QF2,最后合KM1,电机变频运行。          　　5.3、工变频互切程序 　　5.3.1、手动切换程序 　　（1）变频切工频 　　当前吸风机为变频运行方式，欲切至工频方式运行，首先切除炉膛负压自动，手动逐渐增加变频器转速给定指令，同时关吸风机挡板门,工厂降温设备，在此过程中必须保持炉膛负压在规定的范围内，直至吸风机转速达到工频额定转速，此时手动停止变频运行，启动工频运行，工频启动正常后，炉膛负压采用调整挡板开度控制，切换完毕。 　　（2）工频切变频 　　 当前吸风机为工频运行方式，欲切至变频方式运行，首先切除炉膛负压自动，手动控制，先将变频器转速给定指令增加至工频额定转速，停止工频运行，启动变频运行，当转速达到额定值时，手动逐渐开挡板门，同时相应减小变频给定指令，此过程必须保持炉膛负压在规定的范围内，当挡板门全开时，切换完毕。 　　5.3.2、自动切换程序 　　（1）变频故障切工频 　　故障切换仅限于变频故障停机时切工频，此方式应设置“变频故障联锁工频”按钮，变频运行方式时投进此按钮，当变频器故障跳闸信号传送至DCS系统中时，DCS系统自动启动工频，工频启动过程中DCS系统自动关挡板门，在关挡板门过程中维持炉膛负压在规定范围内，切换结束后切除“变频故障联锁工频”按钮。 　　（2）工频自动切换至变频 　　 工频自动切换至变频，投进“自动切换按钮”，DCS系统切除炉膛负压自动，进进工频自动切变频状态，先将变频转速给定升至额定转速，停止工频运行，启动变频运行，当转速达到额定值时，自动逐渐开挡板门，同时相应减小变频给定指令，降低变频转速，此过程保持炉膛负压在规定的范围内，当挡板门全开时，切换完毕。

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???? ??? 目前，我国建筑能耗已占社会总能耗的20%～25%，并在继续上升，建筑节能是目前节能领域确当务之急。于是按照《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》要求设计出的高效低耗、环保节能、健康舒适的高品质建筑，即节能建筑受到普遍的关注。而节能建筑中的空调系统的降耗，对于其节能效果有着举足轻重的作用。 ??? 在我国办公楼空调系统中常采用顶棚送风方式。在使用中发现这种送风方式存在一些不足：气流会受到房间隔墙（高隔间）、家具等的阻挡，引起气流分布不均，影响工作职员的舒适感；照明 设备 散热量和围护结构的得热量都要计进空调冷负荷，因此负荷较大。 ??? 传统空调系统采用全空间调节方式，而实际上工作职员呼吸到的大部分空气来自呼吸区（距地面1.0～1.8m 之间的区域），该区域空气品质直接影响工作职员的健康和情绪，而其它区域则影响较小。此外，每个工作职员都有自己的微环境，而个人特征（包括：衣着、性别、年龄、体质、活动量等）的不同，决定着每个人对舒适性的要求也不同。因此全空间调节方式具有相当的局限性，不能同时满足所有人的舒适感，也在一定程度上造成能源浪费。 ??? 于是工位空调（TAC- Task/Ambient Conditioning）的概念应运而生。以工作台为单位形成工作职员独立的工作区域，空调送风口安装在呼吸区，通过软管与地板下的送风装置相连，个人可以根据自己的要求调节送风量、气流速度、送风温度和风向。既能同时满足每个工作职员的舒适性要求，又可以保证呼吸区的空气品质，而距工作区较高处的照明散热和较远处的设备散热均不计进室内负荷，使能源得到有效地利用。 ??? 在工位空调的基础上，Chiang[1，2 ]等设计了隔断式风机盘管系统（PFCU- Partition- type Fan- Coil Unit）。该系统送风口和控制面板安装在隔断板上，冷（热）水通过布置在地板下和隔断板内的管道输送至盘管，与工作区的空气进行热量交换。该系统可以使工作职员更加方便灵活的调节送风。 1、工位空调系统的分类及特点 ??? 1.1 分类 ??? 工位空调系统按照送风方式可以分为地板工位送风系统、隔断（或桌面）工位送风系统和顶部工位送风系统。其中，地板工位送风系统将送风口安装在每个工作职员四周的地板上，承担微环境的负荷，不区分工作区和背景区。但是地面轻易积聚灰尘，影响送风清洁，而且轻易在工作职员脚踝处产生吹风感。隔断工位空调系统送风口设在隔断板上，使工作职员方便灵活地调节工作区的气流组织和温度分布。而顶部工位送风则是将送风口设置在工作职员头顶四周，自上而下形成工作区环境，须严格控制送风温度和气流速度，以免造成工作职员头顶的吹风感。 ?? ? 点击下载附件：
???? ?? 高温运行，而无需改用成本高昂的润滑方法：风机速度越高，产生的热量也越多。这通常需要将滑脂润滑改为成本更高的油浴法，甚至代价更高的循环油法。 但是，在许多情况下，不采用成本更高的润滑方法，也能提高风机’的性能。 　　采用油润滑或循环油润滑的高性能风机：高性能工业风机在很高的转速下运行，有时还在高温环境下工作。在这些条件下，一般以油为润滑剂。油润滑将确保降低轴承运行温度，还能延长补充润滑的间隔时间。 ? ? 相关阅读:

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