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屋顶排热风机户式空调工程燃气壁挂炉选择旭阳公司焦炉尾气除尘风
随着社会经济、技术的发展，以及社会政治的进步，一种新型的户式空调工程在我国房地产开发中已大量推广使用，顾名思义，就是解决房间冷、暖的工程是每户独立自主的。
2003年在某个项目中建成两栋27层共425户近六万平方米的住宅中，采用了户式空调工程。工程中包括一拖多MRV热泵式冷媒工程（本工程既可在夏季制冷，又可在冬初、冬末时制热、甚至也可在严冬时制热）和冬季主要用的壁挂炉供暖工程。在厅和卧室等主要房间内工程的末端装置选用双热源风机盘管（冷媒、热水各走各的盘管），但在厨房、厕所只考虑用排热器冬季取暖。
该工程之所以推广如此之快，就是因其有以下的优点： 最突出一点就是为住户提供了居住舒适的自主权——制冷、制热的开启、停止时间、室内温度的高低均有自己决定；其次是室内工程管路（包括冷媒、热水各两根和冷凝水管一根）均在屋顶下布置，地面上无管道，便于房间内的布置；再者是室外机一户一个，同户型的型号、大小上下统一，且少去分体空调排凝结水管（凝结水管在室内集中排入卫生间），因此，安装好后，建筑物外立面非常整齐、美观；还有，简化了管道建设安装——室外小区和楼内到各户省去了两根供回热水管道，只有煤气、自来水管各一根即可。这样，不仅减少了管道安装量，而且减少日后管道维修量；最可贵的是解决了采暖收费困难的问题。
在这种工程内，制冷、采暖用电和煤气都用磁卡计费，只有先交费买了电、煤气，插卡后工程才能运行，否则，工程将无法运行。 户式空调工程涉及到空调室外机、室内机、燃气壁挂炉、排热器以及工程管材、管件等的选择问题。户式空调工程在冬季也可实行集中供暖，这时其“户式”意义却大为失色，只有采用壁挂炉供暖，才使其“户式”的意义在全年内都得以体现。
因此只有正确选择燃气壁挂炉才能充分展示户式空调工程的优点，在此仅介绍如何选择壁挂炉。
工程实践证明，选择壁挂炉要突出注意两方面：一是其功率，二是其所配循环水泵的流量与扬程。
一、壁挂炉的功率确定
由于燃气壁挂炉均具有供暖和供生活用热水的双重功能，因此其功率取两者所需的大者。
近几年来居住建筑都严格执行节能标准，外围护物保温性能明显提高，采暖热指标显著下降，一般一百多平方米三居室的功率10KW采暖用绰绰有余，然而生活用热水所需功率却很大，特别是当水源为地表水时，水温随室外温度变化而变化，在冬季最冷时水温接近0℃，如北京使用密云水库水作水源的区域，冬季洗菜时很扎手，比地下水的10～15℃低很多，8L/min产热水量所需功率为
N=L·C·（tk-t0）/60 ----(1)
式（1）中，N—壁挂炉加热生活用水所需功率，KW；
L—壁挂炉每分钟产热水量，L/min，取L=8；
C—水的比热，kj/kg·℃,取C=4.19；
编者按：在户式空调工程中采用燃气壁挂炉供暖，才能使工程的户式意义在全年内都得以体现。燃气壁挂炉的选择要特别注意两点：一是其功率的确定；另一是炉内循环水泵的流量与扬程的匹配。由于壁挂炉具有供暖及供生活用热水两种功能，因此其功率取两者中所需之大者，当居住面积不太大，低于300平方米，尤其当水源为地表水的寒冷地区，其功率取决于生活用热水的功率，而不是供暖的功率；而水泵有600～900L/h的流量，0.8～1.6
tk—热水温度，住宅内带有淋浴器的浴盆水温要求40℃[1]；
t0—自来水温度，当水源为地下水时，取t0=10～15℃，地表水t0=0～4℃；
60—一分钟的秒数。
将上述各值代入式中得：当水源为地下水时N=14～17KW；水源为地表水时N=20～22KW。
考虑住户使用浴盆，加热热水需要一段时间，因此壁挂炉功率选择的比计算值还要大些，为24KW。 当户型面积在300平方米以上时，为稳妥起见，还应对采暖所需功率进行计算，与上述结果进行比较，然后取其中大者。但也可以上述结果用采暖负荷指标验算其结果是否满足采暖。验算公式如下：
q=N×1000/F·K1·K2·K3 ----(2)
式（2）中，N—已计算出生活用热水所需的功率，KW，在本工程实践中选N=24KW；
F—住户的套内面积，㎡，本人实践过工程中最大户型L，套内面积F=113.4㎡；
K1—对于套内面积所要考虑公摊面积的系数，对于多层住宅取1.1～1.2，而对高层取1.2～1.35；
K2—考虑间歇供暖的安全系数，取1.2～1.25；K3—由于使用了户式空调工程，所以应考虑上、下、前、后、左、右邻居采暖不同步的安全系数，该取值波动范围很大，尤其当邻居出门在外根本不取暖时，其值有可能大到2～3。
将上述各值代入式（2）中得出结果，负荷指标q值在45～70W/㎡之内或大于70W/㎡时(q值见参考文献[2]、[3]、[4])，壁挂炉的功率即可按式（1）计算的结果选择。当采用采暖负荷计算结果同热水供应的结果比较时，应该是采暖计算负荷要乘以上述三个安全系数的值。
总之，在选择壁挂炉的功率时，决不能冒然以采暖计算负荷的结果来确定，否则很有可能不能满足生活用热水。
二、壁挂炉内水泵流量与扬程的确定
1、水泵流量由下式计算得
L=3.6·K1·K2·K3·Q/△t·C·r ----（3）
编者按：在户式空调工程中采用燃气壁挂炉供暖，才能使工程的户式意义在全年内都得以体现。燃气壁挂炉的选择要特别注意两点：一是其功率的确定；另一是炉内循环水泵的流量与扬程的匹配。由于壁挂炉具有供暖及供生活用热水两种功能，因此其功率取两者中所需之大者，当居住面积不太大，低于300平方米，尤其当水源为地表水的寒冷地区，其功率取决于生活用热水的功率，而不是供暖的功率；而水泵有600～900L/h的流量，0.8～1.6
在式（3）中，L—水泵的计算流量，l/h；K1、K2、K3同式（2）；
△t—供回水平均温差，℃，在此取△t=10；C—水的比热，KJ/Kg·℃，其值为4.19；
r—水的比重，Kg/l；其值为1；
Q—计算户型的采暖计算负荷，W，一般应按采暖负荷计算方法得出结果，当然也可用负荷指标来估算：
Q=q·F ----（4）
式（4）中，Q—计算户型的采暖计算负荷，W；
F—户型的套内面积，㎡；
q—采暖负荷，指标W/㎡，在文献[2]中已阐明q可取45～50 W/㎡。
在此以本人实践的工程中最大户型L为例，其套内面积F=113.4㎡，其中包括厅、卧室两个、卫生间两个、书房一个、工人房、厨房各一间。
当K1=1.24，而K2=1.0，1.2，K3=1.0，1.2，1.5，2.0，2.5，3.0不同情况下计算结果列入表1中。
2、水泵扬程的确定。
还以L户型
摘要：本文着重介绍高压变频器在旭阳公司焦炉尾气除尘风机上的应用情况，对节能效果进行了分析，结果表明，焦化厂采用高压变频器对尾气除尘风机进行调速，具有投资省，见效快等特点。
1引言
旭阳煤化工集团是全球领先的煤化工产品供应商，集团总部位于北京，核心业务为生产、销售焦炭、焦化产品及深加工煤化工产品。河北旭阳焦化有限公司是旭阳煤化工集团下属子公司，年生产能力200万吨焦化及配套粗苯、焦油、硫铵等。企业2009年全年实现销售收入43亿元，实现利税5.06亿元。焦化厂厂区如图1所示。
河北省旭阳焦化集团焦炉是焦化厂的主要生产设备，也是焦化厂生产过程中最大的污染源之一。焦化厂在生产过程、推焦过程中排放大量温度高、浓度大的有害气体及易扩散的烟尘，对人体危害极大。尤其在焦炉炉顶大气中苯可溶物严重超标，焦炉工作区粉尘浓度也超标，严重危及职工的身体健康.
按照我国1996年颁布的《大气污染物综合排放标准》（GB16297一1996），对烟气必须冷却、净化，由引风机将其排至烟囱放散或输送到煤气回收工程中备用。因此，每座焦炉需配有一套除尘工程。一期工程的地面除尘站使用的是一台630kW/10kV的高压电机拖动风机，抽取前级焦炉出焦时产生的焦炉烟气和灰尘，吸收的烟尘和气体进入除尘站的布袋除尘器滤除粉尘和有害物质以后，高温气体经高炉排放到空气中。除尘工程风机型号AI850。由于焦炉周期性间断推焦，为满足节能和环保要求,要求风机在整个炼焦工作周期内变速运行，推焦时高速运行，不推焦时低速运行。原工程采用液力偶合器调速，高速800rpm，低速600rpm。经过一段时间的运行，发现液力偶合器技术存在着局限性，主要表现在：
1调速范围在40%～95%之间，转速不稳定；造成能源浪费。
2液力偶合器本身包含油路，水路等多套工程，故障率高，液力偶合器一旦故障，只能停机维修，无法切换至工频旁路运行，造成焦炉停产，不能满足连续生产的需要。
3液力偶合器在调速越低时效率越低，调速的节能效果大打折扣。
4调节精度低、线性度差，响应慢。
5电机仍然为直接启动，需要启动装置，启动冲击也大，并且不能频繁 启动。
随着高压变频器应用的越来越普遍，高压变频器的性价比越来越高，相比液力偶合器变频器具有以下优点：
1高压变频器调速范围大，精度高，调速范围为0-100%。
2高压变频器是高科技产品，可靠性高，基本免维护，万一变频器故障，电机还可以直接挂电网工频运行，不会造成生产损失。
3高压变频器在整个调速范围内都具有较高的效率（大于96%）。
4高压变频器对电机及负载机械实现真正的软启动，如果工艺需要，电机可以在短时间内多次重复启动。
5高压变频器不会因为电机速度的高低而增加成本，而低速大容量的电机用液力偶合器调速，成本将大大增加，有些时候甚至无法实现。
鉴于此，在2009年节能改造工作中，焦化厂领导决定对地面除尘站除尘风机（一期工程）进行改造，经多方考察，选中山东新风光电子科技发展有限公司生产的风光牌JD-BP38-630F型高压变频器对除尘风机进行调速。
2高压变频器技术改造方案
除尘风机是除尘净化工程的动力中枢，一旦除尘风机不能正常运行，不但影响生产，还有可能威胁到现场生产人员的人身安全；另外，调速工程工作的环境比较恶劣；同时焦炉又周期性间断推焦；所以，和除尘风机配套的高压调速工程方案应周密细致，经过双方技术人员的合作，制定了一期工程除尘风机的技术改造方案。改造方案如下:
2.1 设备配置
风光高压变频调速工程由一次回路进线柜（旁路柜）、变压器柜、变频单元柜和操作控制柜组成。旁路柜在变频器维护过程中或变频器出现故障时，将电机投入到工频电网运行，保证生产不受影响。变频运行时，变频器为电机提供全面的保护。高压变频器旁路柜一次回路如图2所示。
DL：用户高压真空断路器
K1、K2、K3：高压变频器内置高压隔离开关
BPQ：JD-BP38-630F高压变频器
D：630kW/10kV异步电动机。
图2手动旁路柜中，共有3个高压隔离开关，为了确保不向变频器输出端反送电，K2与K3采用电磁互锁操动机构，实现电磁互锁。当K1、K3闭合，K2断开时，电机变频运行；当K1、K3断开，K2闭合时，电机工频运行，此时变频器从高压中隔离出来，便于检修、维护和调试。
旁路柜必须与上级高压断路器DL连锁， DL合闸时，绝对不允许操作旁路隔离开关与变频输出隔离开关，以防止出现拉弧现象，确保操作人员和设备的安全。
现场控制要求可以远程和本机控制。风机高速运行时，如果变频器出现严重故障，变频器自动停机。远程控制时，通过操作台工频/变频旋钮把电机切换到工频电网运行，当推焦周期结束后，检修变频器。变频器检修完毕后，通过把操作台工频/变频旋钮打到变频位置，返回变频调速状态。本机控制时，通过变频器控制柜工频/变频旋钮把电机切换到工频电网运行，当推焦周期结束后，检修变频器。变频器检修完毕后，通过把变频器工频/变频旋钮打到变频位置，返回变频调速状态。
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