SY變頻器在鍋爐風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能改造應(yīng)用

1、SY3200變頻器在鍋爐風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能改造應(yīng)用2007-10-26 11:22:19摘要：本文介紹了日業(yè)變頻器內(nèi)置PID，簡(jiǎn)易PLC，對(duì)鍋爐風(fēng)機(jī)的改造，節(jié)能效果明顯. 關(guān)鍵詞：熱電廠變頻器鍋爐 一、概述： 目前在我國(guó)各行各業(yè)的各類機(jī)械與電氣設(shè)備中與風(fēng)機(jī)水泵配套的電機(jī)約占全國(guó)電機(jī)裝機(jī)量的60%，耗用電能約占全國(guó)發(fā)電總量的三分之一。特別值得一提的是，大多數(shù)風(fēng)機(jī)、水泵在使用過(guò)程中都存在大馬拉小車的現(xiàn)象，加之因生產(chǎn)、工藝等方面的變化，需要經(jīng)常調(diào)節(jié)氣體和液體的流量、壓力、溫度等；目前，許多單位仍然采用落后的調(diào)節(jié)檔風(fēng)板或閥門開啟度的方式來(lái)調(diào)節(jié)氣體或液體的流量、壓力、溫度等。這實(shí)際上是通過(guò)人為增加阻力的方式，

2、并以浪費(fèi)電能和金錢為代價(jià)來(lái)滿足工藝和工況對(duì)氣體、液體流量調(diào)節(jié)的要求。這種落后的調(diào)節(jié)方式，不僅浪費(fèi)了寶貴的能源，而且調(diào)節(jié)精度差，很難滿足現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)及服務(wù)等方面的要求，負(fù)面效應(yīng)十分嚴(yán)重。 變頻調(diào)速器的出現(xiàn)為交流調(diào)速方式帶來(lái)了一場(chǎng)革命。隨著近十幾年變頻技術(shù)的不斷完善、發(fā)展。變頻調(diào)速性能日趨完美，已被廣泛應(yīng)用于不同領(lǐng)域的交流調(diào)速。為企業(yè)帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)了工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化進(jìn)程。 變頻調(diào)速用于交流異步電機(jī)調(diào)速，其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)以往任何交、直流調(diào)速方式。而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)速范圍寬、調(diào)速精度高、安裝調(diào)試使用方便、保護(hù)功能完善、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、節(jié)能效果顯著，已經(jīng)成為交流電機(jī)調(diào)速的最新潮流。 二、變頻節(jié)能

3、原理： 1.風(fēng)機(jī)運(yùn)行曲線 采用變頻器對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制，屬于減少空氣動(dòng)力的節(jié)電方法，它和一般常用的調(diào)節(jié)風(fēng)門控制風(fēng)量的方法比較，具有明顯的節(jié)電效果。由圖可以說(shuō)明其節(jié)電原理： 圖中，曲線（1）為風(fēng)機(jī)在恒定轉(zhuǎn)速n1下的風(fēng)壓一風(fēng)量（HQ）特性，曲線（2）為管網(wǎng)風(fēng)阻特性（風(fēng)門全開）。曲線（4）為變頻運(yùn)行特性（風(fēng)門全開） 假設(shè)風(fēng)機(jī)工作在A點(diǎn)效率最高，此時(shí)風(fēng)壓為H2，風(fēng)量為Q1，軸功率N1與Q1、H2的乘積成正比，在圖中可用面積AH2OQ1表示。如果生產(chǎn)工藝要求，風(fēng)量需要從Q1減至Q2，這時(shí)用調(diào)節(jié)風(fēng)門的方法相當(dāng)于增加管網(wǎng)阻力，使管網(wǎng)阻力特性變到曲線（3），系統(tǒng)由原來(lái)的工況點(diǎn)A變到新的工況點(diǎn)B運(yùn)行。從圖中看出，風(fēng)

4、壓反而增加，軸功率與面積BH1OQ2成正比。顯然，軸功率下降不大。如果采用變頻器調(diào)速控制方式，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速由n1降到n2，根據(jù)風(fēng)機(jī)參數(shù)的比例定律，畫出在轉(zhuǎn)速n2風(fēng)量（QH）特性，如曲線（4）所示。可見在滿足同樣風(fēng)量Q2的情況下，風(fēng)壓H3大幅度降低，功率N3隨著顯著減少，用面積CH3OQ2表示。節(jié)省的功率N=（H1-H3）Q2，用面積BH1H3C表示。顯然，節(jié)能的經(jīng)濟(jì)效果是十分明顯的。 2.風(fēng)機(jī)在不同頻率下的節(jié)能率 風(fēng)機(jī)是傳送氣體的機(jī)械設(shè)備，水泵是傳送液體的機(jī)械設(shè)備，二者都是將電動(dòng)機(jī)的軸功率轉(zhuǎn)變?yōu)榱黧w的機(jī)械能的一種機(jī)械，二者的工作原理基本相同。 從流體力學(xué)原理得知，風(fēng)機(jī)風(fēng)量及水泵水流量與電機(jī)轉(zhuǎn)速功率

5、相關(guān)：風(fēng)機(jī)水泵的風(fēng)量（流量）與風(fēng)機(jī)水泵（電機(jī)）的轉(zhuǎn)速成正比，風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓、水泵的揚(yáng)程與風(fēng)機(jī)水泵（電機(jī)）的轉(zhuǎn)速的平方成正比，風(fēng)機(jī)水泵的軸功率等于風(fēng)量與風(fēng)壓、流量與揚(yáng)程的乘積，故風(fēng)機(jī)水泵的軸功率與風(fēng)機(jī)水泵（電機(jī)）的轉(zhuǎn)速的二次方成正比（即風(fēng)機(jī)水泵的軸功率與供電頻率的二次方成正比）： 根據(jù)上述原理可知改變風(fēng)機(jī)水泵的轉(zhuǎn)速就可改變風(fēng)機(jī)水泵的功率。 例如：將供電頻率由50Hz降為45Hz，則P45/P50=453/503=0.729，即P45=0.729P50 將供電頻率由50Hz降為40Hz，則P40/P50=403/503=0.512，即P40=0.512P50 三、鍋爐風(fēng)機(jī)的變頻節(jié)能改造： 鍋爐的變頻節(jié)

6、能改造通常是指對(duì)鍋爐風(fēng)機(jī)、水泵等附機(jī)的變頻節(jié)能改造。 鍋爐風(fēng)機(jī)、水泵在設(shè)計(jì)時(shí)是按最大工況來(lái)考慮的，在實(shí)際使用中有很多時(shí)間風(fēng)機(jī)都需要根據(jù)實(shí)際工況進(jìn)行調(diào)節(jié)，傳統(tǒng)的做法是用開關(guān)風(fēng)門、閥門的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)方式增大了供風(fēng)、供水系統(tǒng)的節(jié)流損失，在啟動(dòng)時(shí)還會(huì)有啟動(dòng)沖擊電流，且對(duì)系統(tǒng)本身的調(diào)節(jié)也是階段性的，調(diào)節(jié)速度緩慢，減少損失的能力很有限，也使整個(gè)系統(tǒng)工作在波動(dòng)狀態(tài)；而通過(guò)在鍋爐風(fēng)機(jī)、水泵上加裝變頻調(diào)速器（裝置）則可一勞永逸的解決好這些問題，可使系統(tǒng)工作狀態(tài)平緩穩(wěn)定，并可通過(guò)變頻節(jié)能收回投資。鍋爐的變頻改造方案一例如下： 目前鍋爐風(fēng)機(jī)的裝機(jī)概況：275KW，155KW。 所有風(fēng)機(jī)水泵均采用一對(duì)一（即

7、一臺(tái)變頻器配一臺(tái)電機(jī)）的配置方式，保留原工頻系統(tǒng)且與變頻系統(tǒng)互為備用，一般情況下的調(diào)節(jié)方式均為開環(huán)調(diào)節(jié)。 四、投資與節(jié)能： 變頻節(jié)能系統(tǒng)（裝置）在各類調(diào)速系統(tǒng)中使用時(shí)其節(jié)能效果對(duì)于單臺(tái)設(shè)備可做到20-55%，在風(fēng)機(jī)水泵這類設(shè)備的一般應(yīng)用的節(jié)能效果平均也可做到20-50%，在未受到其它因素的影響的情況下一般可取平均值，這些節(jié)能效果平均值是由實(shí)際應(yīng)用中得到，權(quán)威性數(shù)據(jù)可由市場(chǎng)上公開出售的資料（書）查到；通過(guò)這些數(shù)據(jù)再進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的投資回收率的計(jì)算可知：變頻節(jié)能系統(tǒng)（裝置）的投資回收期一般為6-15個(gè)月（這是經(jīng)驗(yàn)值也是權(quán)威數(shù)據(jù)）。 五、成功的應(yīng)用案例 日業(yè)變頻器的成功應(yīng)用案例如下： 企業(yè)名稱總裝機(jī)容

8、量耗電KWH/日節(jié)電鍋爐噸位投資回收期 KW安裝前安裝后KWH% 長(zhǎng)春熱力鐵西熱電公司62795945949364537.99%240+21013 2012 20+11014 156 吉林東風(fēng)縣供熱公司50276805562211827.57%130+22015 黑龍江成福食品集團(tuán)4450 34560209201364039.47%7511 黑龍江成福食品集團(tuán)4黑龍江省第一熱電廠20040562594146236.06%4010 六、日業(yè)變頻器的主要特點(diǎn)： 采用日本日立32位電機(jī)專用CPU，高精度頻率輸出，分辨率高達(dá)0.01HZ。 具有自動(dòng)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償、自動(dòng)滑差補(bǔ)償、死區(qū)補(bǔ)償?shù)墓δ堋?具有自動(dòng)電壓調(diào)整、停電再起動(dòng)的功能。 具有過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、過(guò)載、過(guò)熱、缺相保護(hù)。 內(nèi)置RS485接口，可計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)控制。 內(nèi)置簡(jiǎn)易PLC，多路模擬和數(shù)字量輸入輸出，自動(dòng)控制的首選。 內(nèi)置PID功能,使閉環(huán)控制更簡(jiǎn)便。 載波頻率在線可調(diào),載波頻率高達(dá)8KHZ，靜音運(yùn)行。 低速額定轉(zhuǎn)矩輸出,5KHZ起動(dòng)可輸出100%的額定轉(zhuǎn)矩,運(yùn)行穩(wěn)定。 八、深圳市日業(yè)電氣有限公司情況 深圳市日