變頻器在水泵風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用-節(jié)能分析

1、河南遠(yuǎn)航工控設(shè)備有限公司 竭誠為您服務(wù)銷售-維修：變頻器/直流調(diào)速器/軟啟動器/伺服/PLC/儀器儀表風(fēng)機(jī)、水泵變頻調(diào)速節(jié)能分析能源是國家重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，能源的供需矛盾已成為制約我國社會主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)的主要因素之一。在能源問題上國務(wù)院提出“節(jié)約與開發(fā)并重”的方針，就是依靠技術(shù)進(jìn)步，把節(jié)約能源以解決能源問題作為我國重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)就有1500萬臺電動機(jī)，用電量占全國總發(fā)電量的4050%，這些電動機(jī)大多在低的電能利用率下運(yùn)行，只要將這些電動機(jī)電能利用率提高1015%，全年可節(jié)電300億kW以上。根據(jù)火電設(shè)計(jì)規(guī)程SDJ-79規(guī)定，燃煤鍋爐的送、引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量裕度分

2、別為5%和5%10%，風(fēng)壓裕度分別為10%和10%15%。設(shè)計(jì)過程中很難計(jì)算管網(wǎng)的阻力、并考慮到長期運(yùn)行過程中發(fā)生的各種問題，通?？偸前严到y(tǒng)的最大風(fēng)量和風(fēng)壓裕度作為選型的依據(jù)，但風(fēng)機(jī)的型號和系列是有限的，往往選取不到合適的風(fēng)機(jī)型號時就往上靠，裕度大于2030%比較常見。因此這些風(fēng)機(jī)運(yùn)行時，只有靠調(diào)節(jié)風(fēng)門或風(fēng)道擋板的開度來滿足生產(chǎn)工藝對風(fēng)量的要求。風(fēng)機(jī)和水泵的機(jī)械特性均為平方轉(zhuǎn)矩特性，水泵運(yùn)行時，靠閥門的開度調(diào)節(jié)流量來滿足供水要求，工況與風(fēng)機(jī)相似，靠調(diào)節(jié)風(fēng)門、風(fēng)道檔板或閥門的開度來調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)風(fēng)量，水泵流量的方法、稱為節(jié)流調(diào)節(jié)，在節(jié)流調(diào)節(jié)過程中，風(fēng)機(jī)或水泵固有特性不變、僅僅靠關(guān)小風(fēng)門、擋板或閥門的開

3、度，人為地增加管路的阻力，由此增大管路系統(tǒng)的損失，不利于風(fēng)機(jī)，水泵的節(jié)能運(yùn)行。采用調(diào)速控制裝置，通過改變風(fēng)機(jī)水泵轉(zhuǎn)速，從而改變風(fēng)機(jī)風(fēng)量，水泵流量以適應(yīng)生產(chǎn)工藝的需要，這種調(diào)節(jié)方式稱為風(fēng)機(jī)水泵的調(diào)速控制。風(fēng)機(jī)、水泵以調(diào)速控制方式運(yùn)行能耗最省，綜合效益最高。交流電機(jī)的調(diào)速方式有多種、變頻調(diào)速是高效的最佳調(diào)速方案，它可以實(shí)現(xiàn)，風(fēng)機(jī)水泵的無級調(diào)速，并可方便地組成閉環(huán)控制系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)恒壓或恒流量控制。一、風(fēng)機(jī)水泵變頻調(diào)速的節(jié)電原理：如圖示為離心風(fēng)機(jī)水泵的風(fēng)壓、（水壓）H-風(fēng)量（流量）Q曲線特性圖：  n1-代表風(fēng)機(jī)水泵 在額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行時的特性；n2-代表風(fēng)機(jī)水泵降速運(yùn)行在n2轉(zhuǎn)速時的特

4、性；R1-代表風(fēng)機(jī)水泵管路阻力最小時的阻力特性；R2-代表風(fēng)機(jī)水泵管路阻力增大到某一數(shù)組時的阻力特性。風(fēng)機(jī)水泵在管路特性曲R1工作時，工況點(diǎn)為A，其流量壓力分別為Q1、H1，此時風(fēng)機(jī)水泵所需的功率正比于H1與Q1的乘積，即正比于AH1OQ1的面積。由于工藝要求需減小風(fēng)量（流量）到Q2，實(shí)際上通過增加管網(wǎng)管阻，使風(fēng)機(jī)水泵的工作點(diǎn)移到R2上的B點(diǎn)，風(fēng)壓（水壓）增大到H2，這時風(fēng)機(jī)水泵所需的功率正比H2Q2的面積，即近比廣BH2OQ2的面積。顯然風(fēng)機(jī)水泵所需的功率增大了。這種調(diào)節(jié)方式控制雖然簡單、但功率消耗大，不利于節(jié)能，是以高運(yùn)行成本換取簡單控制方式。若采用變頻調(diào)速，風(fēng)機(jī)水泵轉(zhuǎn)速由n1下降到n2，

5、這時工作點(diǎn)由A點(diǎn)移到C點(diǎn)，流量仍是Q2，壓力由H1降到H3，這時變頻調(diào)速后風(fēng)機(jī)（水泵）所需的功率正比于H3與Q2的乘積，即正比于CH3OQ2的面積，由圖可見功率的減少是明顯的。二、風(fēng)機(jī)水源節(jié)能的計(jì)算：風(fēng)機(jī)水泵流量變化量，如前所述，采用變頻調(diào)速是節(jié)電之有效的措施。根據(jù)GB12497對電機(jī)經(jīng)濟(jì)濟(jì)運(yùn)行管理的規(guī)定有如下的計(jì)算公式。采用檔板調(diào)節(jié)流量對應(yīng)電動機(jī)輸入功率P1V與流量Q的關(guān)系為：P1V0.45+0.55(Q/QN)2P1e              

6、60;          （1）式中：P1e額定流量時電動機(jī)輸入功率（kW）。QN額定流量三、應(yīng)用實(shí)例：某水泥廠機(jī)立窯離心風(fēng)機(jī)245KW，電機(jī)4極、實(shí)際用風(fēng)量為0.60.7，準(zhǔn)備改造為變頻器驅(qū)動，估算節(jié)電率和投資回收期。取Q/QN=0.65，由（2）式由（1）式P1V=0.45+0.55(0.65)2245=0.6428×245=157(KW)采取風(fēng)門調(diào)節(jié)風(fēng)量時風(fēng)機(jī)所需的軸功率為157kW，變頻器調(diào)速器調(diào)風(fēng)量時相對調(diào)節(jié)風(fēng)門調(diào)風(fēng)量的節(jié)電率為0.6。年節(jié)電量，每年按300天計(jì)算。24×306×157×60%=678240KWh67.8（萬kWh）年節(jié)電費(fèi)（電價0.40元/kWh）0.4×678240=27萬元投資回收期:投資回收期=設(shè)備投資總額(元)÷年節(jié)電費(fèi)(元)          =18÷27=0.67（年）=8（個月）由此可判定，該水泥廠機(jī)立窯離心風(fēng)機(jī)采用變頻器驅(qū)動后，年節(jié)電量67.8萬kWh，年節(jié)電費(fèi)27萬元，投資回收期8個月，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益可觀。攜手遠(yuǎn)航 共創(chuàng)輝煌電話192/193 傳真