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变频调速器在通风机方面的应用分析

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供稿:中国工控网 2016/3/25 16:08:24

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  • 关键词: 变频调速器 通风机
  • 摘要:本文介绍了变频调速器在通风机方面的应用分析,用前后的节能效果作了比较,论证变频调速装置可在通风机控制系统中使用。

  用前后的节能效果作了比较,论证变频调速装置可在通风机控制系统中使用。

  随着改革开放和现代化建设事业的迅猛发展,作为重要能源之一的电力资源开发建设也出现了前所未有的发展势头。据统计,到1995年底全国发电装机容量己达21000万千瓦,当年发电量己达1000亿千瓦小时。尽管如此,电力供需矛盾仍未得到根本的缓解拉闸限电现象时有发生,局部缺电状况比较严重。我国普遍存在的工业设备落后,生产工艺相对滞后,生产效率低,是导致能源消耗大的重要原因。而发达国家设备、工艺先进,采用变频调速新技术,产生了高效率、低能耗的良性循环。据统计,在发达国家工业用电消耗只占电力资源能耗的30%,其余的70%用于第三产业和人民生活等方面。而我国工业用电消耗占整个电力资源能耗的65%同时调查结果表明:我国工业生产行业中风机与水泵的用电占整个电力资源的30%~40%,并且大马拉小车的现象十分严重。因此,风机与泵的节能效是至关重要的。

  1、问题的提出及解决办法目前,我国各类生产线上应用的通风机是通过其出口利用闸板控制其气流量。这种方法的优点是效果明显,易控制,但却严重影响了通风机的工作效率,同时也造成了不必要的能源浪费。若采用高新、先进的变频调速技术则效果会很好。现以各企业普遍使用的除尘风机为例进行说明。在具体操作过程中,将现有的工业运行回路保留不变,仅加变频调速器控制回路!1.相关的流程图见。

  2、调速原理此调速方法的关键在于变频器,一般通用的交一直一交变频器的基本构成如所示,由主回路(包括整流器,中间直流环节,逆变器)和控制回路组成。其中整流器在控制电路的电压控制下首先将50HZ的工频交流电整流成直流。尔后逆变器在控制电路对其主开关器件的控制下,将直流电变为频率任意可变的三相交流电输出至感性负载一异步电动机。中间直流环节的作用靠自身的储能元件(电容器或电抗器)对无功功率的交换进行缓冲2.由上述原理可知,在电源和异步电动机之间采用变频器后产生了一个变频供电电源。对于异步电动机,其转轴转速为n=60fi(l―s)/p随着fi的任意可变,转速n也为任意可调值。

  该问题采用变频调速器控制,通过改变电动机电源频率达到改变电动机转速的目的。即使是使用普通鼠笼式异步电动机也可以在控制回路的控制下实现平滑的无级调速(根据生产工艺的实际需要)。当然,也可根据风机提供负压大小设计成自动控制电机转速的形式。

  3、出口流量调节法和变频调速法应用比较分析3.1出口流量调节法功率需求量分析参照风机曲线可查出各运行点的相应功率值,该值指己乘以风机在此运行点的暂载率,由此计算出风机平均能耗量的有功负荷功率(见)。从图中看出,当气流量减少时,输入功率随之减小,但主传动电动机的功率是不变的,形成轻载运行,导致风机效率的降低,造成电机功率因数的下降2.现以除尘风机为例(电机功率75KW)计算出出口调节法功率需求量见表1.表1出口流量调节法功率需求量气流流量暂载率输入功率(KW.)负载功率(KW.)总计3.2变频调速法功率需求量分析采用变频调速法对流量进行控制后,流量值基本符合系统或荷载曲线的数据变化,因此选取最低输入功率便可使风机处于理想的工作状态(见)。

  参照风机曲线虽不能查出所有运行点的功率值,但运用仿射相似定律公式可解决这一问题,第一点可由风机的曲线查得100%流量,既指速度100%、功率75KW,流量公式Qz/Qizim/m,代入马力公式HP2/HPi=(m/m计算出的数值与风机曲线所示数值相符。

  计算出负载功率的数值见表2.表2变频调速法功率需求量气流流量暂载率输入功率(KW)负载功率(KW)总计这些数据与出口调节法的相关数值进行比较后,可反映出能耗量的差异,变速法的能耗量比出口调节法少一半(按标准暂载率进行计算)4效益分析为说明上述方法所需成本的差异,设系统:每天工作24小时,每月按30天计,电费按每小时0.25元/KW计,则出口调节法能耗量成本:千瓦X小时X月X电价=总成本(月)变频调速法能耗成本:千瓦X小时X月X电价=总成本(月)以上数据表明变频调速法与出口调节法相比每月节约:如果按年计算:每年一台风机可节约:以三台净化除尘风机为例,(电机型号为Y280S―475KW)采用闸板调节法,工艺平时气流流量需名0%石如采用变频调速方法ae滓机可节约:2概8航3=77214元。http/ww.,5结语变频调速法与出口调节法相比,原风机电动机控制采用直接启动方式,启动电流大,会引起电网电压较大波动及机械振动,从而严重影响风机运行寿命。若采用变频调速法后,可实现平滑的无级调速,避免了这些弊端。同时,能耗比出口调节法少一半,并以最低的输入功率使风机处于理想的工作状态,实现平滑的无级调速,将这种理想的工作状态满足生产工艺的要求,其节能经济效益是可观的,实用价值不可忽视。

  改造一台风机,一次投资只需8万元左右,改造后除节能方面节约了大量的资金外,还节约了维修费用和由于电机烧坏引起的间接损失,更重要的是提高了生产效率。

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