變頻調(diào)速器在通風(fēng)機(jī)方面的應(yīng)用分析
發(fā)布時間:2019-07-12 11:34:28來源:
用前后的節(jié)能效果作了比較,論證變頻調(diào)速裝置可在通風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)中使用。
隨著改革開放和現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)的迅猛發(fā)展,作為重要能源之一的電力資源開發(fā)建設(shè)也出現(xiàn)了前所未有的發(fā)展勢頭。據(jù)統(tǒng)計(jì),到1995年底全國發(fā)電裝機(jī)容量己達(dá)21000萬千瓦,當(dāng)年發(fā)電量己達(dá)1000億千瓦小時。盡管如此,電力供需矛盾仍未得到根本的緩解拉閘限電現(xiàn)象時有發(fā)生,局部缺電狀況比較嚴(yán)重。我國普遍存在的工業(yè)設(shè)備落后,生產(chǎn)工藝相對滯后,生產(chǎn)效率低,是導(dǎo)致能源消耗大的重要原因。而發(fā)達(dá)國家設(shè)備、工藝先進(jìn),采用變頻調(diào)速新技術(shù),產(chǎn)生了高效率、低能耗的良性循環(huán)。據(jù)統(tǒng)計(jì),在發(fā)達(dá)國家工業(yè)用電消耗只占電力資源能耗的30%,其余的70%用于第三產(chǎn)業(yè)和人民生活等方面。而我國工業(yè)用電消耗占整個電力資源能耗的65%同時調(diào)查結(jié)果表明:我國工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)中風(fēng)機(jī)與水泵的用電占整個電力資源的30%~40%,并且大馬拉小車的現(xiàn)象十分嚴(yán)重。因此,風(fēng)機(jī)與泵的節(jié)能效是至關(guān)重要的。
1問題的提出及解決辦法目前,我國各類生產(chǎn)線上應(yīng)用的通風(fēng)機(jī)是通過其出口利用閘板控制其氣流量。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是效果明顯,易控制,但卻嚴(yán)重影響了通風(fēng)機(jī)的工作效率,同時也造成了不必要的能源浪費(fèi)。若采用高新、先進(jìn)的變頻調(diào)速技術(shù)則效果會很好。現(xiàn)以各企業(yè)普遍使用的除塵風(fēng)機(jī)為例進(jìn)行說明。在具體操作過程中,將現(xiàn)有的工業(yè)運(yùn)行回路保留不變,僅加變頻調(diào)速器控制回路!1.相關(guān)的流程圖見。
2調(diào)速原理此調(diào)速方法的關(guān)鍵在于變頻器,一般通用的交一直一交變頻器的基本構(gòu)成如所示,由主回路(包括整流器,中間直流環(huán)節(jié),逆變器)和控制回路組成。其中整流器在控制電路的電壓控制下首先將50HZ的工頻交流電整流成直流。爾后逆變器在控制電路對其主開關(guān)器件的控制下,將直流電變?yōu)轭l率任意可變的三相交流電輸出至感性負(fù)載一異步電動機(jī)。中間直流環(huán)節(jié)的作用靠自身的儲能元件(電容器或電抗器)對無功功率的交換進(jìn)行緩沖2.由上述原理可知,在電源和異步電動機(jī)之間采用變頻器后產(chǎn)生了一個變頻供電電源。對于異步電動機(jī),其轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速為n=60fi(l?s)/p隨著fi的任意可變,轉(zhuǎn)速n也為任意可調(diào)值。
該問題采用變頻調(diào)速器控制,通過改變電動機(jī)電源頻率達(dá)到改變電動機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。即使是使用普通鼠籠式異步電動機(jī)也可以在控制回路的控制下實(shí)現(xiàn)平滑的無級調(diào)速(根據(jù)生產(chǎn)工藝的實(shí)際需要)。當(dāng)然,也可根據(jù)風(fēng)機(jī)提供負(fù)壓大小設(shè)計(jì)成自動控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的形式。
3出口流量調(diào)節(jié)法和變頻調(diào)速法應(yīng)用比較分析3.1出口流量調(diào)節(jié)法功率需求量分析參照風(fēng)機(jī)曲線可查出各運(yùn)行點(diǎn)的相應(yīng)功率值,該值指己乘以風(fēng)機(jī)在此運(yùn)行點(diǎn)的暫載率,由此計(jì)算出風(fēng)機(jī)平均能耗量的有功負(fù)荷功率(見)。從圖中看出,當(dāng)氣流量減少時,輸入功率隨之減小,但主傳動電動機(jī)的功率是不變的,形成輕載運(yùn)行,導(dǎo)致風(fēng)機(jī)效率的降低,造成電機(jī)功率因數(shù)的下降2.現(xiàn)以除塵風(fēng)機(jī)為例(電機(jī)功率75KW)計(jì)算出出口調(diào)節(jié)法功率需求量見表1.表1出口流量調(diào)節(jié)法功率需求量氣流流量暫載率輸入功率(KW.)負(fù)載功率(KW.)總計(jì)3.2變頻調(diào)速法功率需求量分析采用變頻調(diào)速法對流量進(jìn)行控制后,流量值基本符合系統(tǒng)或荷載曲線的數(shù)據(jù)變化,因此選取比較低輸入功率便可使風(fēng)機(jī)處于理想的工作狀態(tài)(見)。
參照風(fēng)機(jī)曲線雖不能查出所有運(yùn)行點(diǎn)的功率值,但運(yùn)用仿射相似定律公式可解決這一問題,第一點(diǎn)可由風(fēng)機(jī)的曲線查得100%流量,既指速度100%、功率75KW,流量公式Qz/Qizim/m,代入馬力公式HP2/HPi=(m/m計(jì)算出的數(shù)值與風(fēng)機(jī)曲線所示數(shù)值相符。
計(jì)算出負(fù)載功率的數(shù)值見表2.表2變頻調(diào)速法功率需求量氣流流量暫載率輸入功率(KW)負(fù)載功率(KW)總計(jì)這些數(shù)據(jù)與出口調(diào)節(jié)法的相關(guān)數(shù)值進(jìn)行比較后,可反映出能耗量的差異,變速法的能耗量比出口調(diào)節(jié)法少一半(按標(biāo)準(zhǔn)暫載率進(jìn)行計(jì)算)4效益分析為說明上述方法所需成本的差異,設(shè)系統(tǒng):每天工作24小時,每月按30天計(jì),電費(fèi)按每小時0.25元/KW計(jì),則出口調(diào)節(jié)法能耗量成本:千瓦X小時X月X電價=總成本(月)變頻調(diào)速法能耗成本:千瓦X小時X月X電價=總成本(月)以上數(shù)據(jù)表明變頻調(diào)速法與出口調(diào)節(jié)法相比每月節(jié)約:如果按年計(jì)算:每年一臺風(fēng)機(jī)可節(jié)約:以三臺凈化除塵風(fēng)機(jī)為例,(電機(jī)型號為Y280S?475KW)采用閘板調(diào)節(jié)法,工藝平時氣流流量需名0%石如采用變頻調(diào)速方法ae滓機(jī)可節(jié)約:2概8航3=77214元。http/ww.,5結(jié)語變頻調(diào)速法與出口調(diào)節(jié)法相比,原風(fēng)機(jī)電動機(jī)控制采用直接啟動方式,啟動電流大,會引起電網(wǎng)電壓較大波動及機(jī)械振動,從而嚴(yán)重影響風(fēng)機(jī)運(yùn)行壽命。若采用變頻調(diào)速法后,可實(shí)現(xiàn)平滑的無級調(diào)速,避免了這些弊端。同時,能耗比出口調(diào)節(jié)法少一半,并以比較低的輸入功率使風(fēng)機(jī)處于理想的工作狀態(tài),實(shí)現(xiàn)平滑的無級調(diào)速,將這種理想的工作狀態(tài)滿足生產(chǎn)工藝的要求,其節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益是可觀的,實(shí)用價值不可忽視。
改造一臺風(fēng)機(jī),一次投資只需8萬元左右,改造后除節(jié)能方面節(jié)約了大量的資金外,還節(jié)約了維修費(fèi)用和由于電機(jī)燒壞引起的間接損失,更重要的是提高了生產(chǎn)效率。