技術頻道

      風機節(jié)能改造方案

      風機的用電現(xiàn)狀
        能源是國家重要的物質(zhì),能源的供需矛盾已成為制約我國社會主義經(jīng)濟建設的主要因素之一。在能源問題上國務院提出“節(jié)約與開發(fā)并重”的方針,就是依靠技術進步,把節(jié)約能源以解決能源問題作為我國重要的技術經(jīng)濟政策。
        據(jù)不完全統(tǒng)計,全國風機、水泵、壓縮機就有1500萬臺電動機,用電量占全國總發(fā)電量的40~50%,這些電動機大多在低的電能利用率下運行,只要將這些電動機電能利用率提高10~15%,全年可節(jié)電300億KW以上。
        根據(jù)火電設計規(guī)程SDJ-79規(guī)定,燃煤鍋爐的送、引風機的風量裕度分別為5%和5%~10%,風壓裕度分別為10%和10%~15%。設計過程中很難計算管網(wǎng)的阻力、并考慮到長期運行過程中發(fā)生的各種問題,通常總是把系統(tǒng)的最大風量和風壓裕度作為選型的依據(jù),但風機的型號和系列是有限的,往往選取不到合適的風機型號時就往上靠,裕度大于20~30%比較常見。因此這些風機運行時,只有靠調(diào)節(jié)風門或風道擋板的開度來滿足生產(chǎn)工藝對風量的要求。風機機械特性為平方轉矩特性,風機運行時,靠調(diào)節(jié)風門或者風道檔板的開度來調(diào)節(jié)風機風量的方法,稱為節(jié)流調(diào)節(jié)。在節(jié)流調(diào)節(jié)過程中,風機固有特性不變,僅僅靠關小風門或擋板的開度,人為地增加管路的阻力,由此增大管路系統(tǒng)的損失,不利于風機的節(jié)能運行。
        采用調(diào)速控制裝置,通過改變風機的轉速,從而改變風機風量以適應生產(chǎn)工藝的需要,這種調(diào)節(jié)方式稱為風機的調(diào)速控制。風機以調(diào)速控制方式運行能耗最省,綜合效益最高。交流電機的調(diào)速方式有多種、變頻調(diào)速是高效的最佳調(diào)速方案,它可以實現(xiàn)風機的無級調(diào)速,并可方便地組成閉環(huán)控制系統(tǒng)、實現(xiàn)恒壓或恒流量的控制。

      風機節(jié)電原理
        如圖示為風機風壓H-風量Q曲線特性圖:



        n1-代表風機在額定轉速運行時的特性;
        n2-代表風機降速運行在n2轉速時的特性;
        R1-代表風機管路阻力最小時的阻力特性;
        R2-代表風機管路阻力增大到某一數(shù)組時的阻力特性。
        風機在管路特性曲線R1工作時,工況點為A,其流量壓力分別為Q1、H1,此時風機所需的功率正比于H1與Q1的乘積,即正比于AH1OQ1的面積。由于工藝要求需減小風量到Q2,實際上通過增加管網(wǎng)管阻,使風機的工作點移到R2上的B點,風壓增大到H2,這時風機所需的功率正比H2Q2的面積,即正比于BH2OQ2的面積。顯然風機所需的功率增大了。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,是以高運行成本換取簡單控制方式。
        若采用變頻調(diào)速,風機轉速由n1下降到n2,這時工作點由A點移到C點,流量仍是Q2,壓力由H1降到H3,這時變頻調(diào)速后風機所需的功率正比于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。

      變頻改造方案
        根據(jù)風機配置特作如下變頻改造方案:
        1)風機上裝設變頻系統(tǒng)(如圖一);
        2)設置遠程控制和就地控制兩種方式;
        3)保留原工頻系統(tǒng)及其聯(lián)動方式,且和變頻器系統(tǒng)互為備用。



      變頻節(jié)能系統(tǒng)特點
      1、采用SOB變頻器,調(diào)速范圍寬,變頻器調(diào)速范圍能適應各種調(diào)速設備的要求,頻率范圍0.00-600.00Hz可調(diào);
      2、控制精度高,變頻器的數(shù)字設定分辨率為±0.01%,模擬設定分辨率為±0.1%;
      3、動態(tài)特性好,變頻器采用自關斷器件IGBT速度快,且采用SPWM控制模式,負載電壓和頻率受控變頻器的CPU,故調(diào)節(jié)速度快,系統(tǒng)的動態(tài)性能好;
      4、控制功能強,能滿足各種不同的控制系統(tǒng),通過端子可與各種頻率設定信號連接,如:0~10V,4~20mA。可通過端子控制正反轉等多種操作;
      5、通過合理調(diào)整轉矩提升,轉矩限定功能,電流限幅功能參數(shù),可滿足大起動轉矩,運行中負載突化也不會引起跳閘等事故;
      6、SOB0變頻器可與上位計算機或者可編程控制器(PLC)通信,實現(xiàn)遠程設定或修改變頻器參數(shù),監(jiān)控變頻器的運行狀態(tài)等信息,從而組成工業(yè)以太網(wǎng),實現(xiàn)集中控制;
      7、保護功能齊全,變頻器有25種保護功能,對過壓、欠壓、過流、過載、過熱均能通過計算機高速計算并給予保護,且能對發(fā)生故障的原因給予紀錄;
      8、變頻器內(nèi)部有電機防噪裝置,在線調(diào)節(jié)載波頻率,實時改變電機的運行噪聲。

      總結
        在風機、水泵、壓縮機等應用領域,引入變頻調(diào)速控制技術,能達到很好的節(jié)能效果,同時,也降低了電機啟動時對電網(wǎng)的沖擊,提高了設備的功率因數(shù),延長了機械系統(tǒng)的使用壽命,提升了系統(tǒng)的可靠性,另外,因為變頻器強大的保護功能,對設備起到了很好的保護作用,有效降低了設備的維護成本。近幾年,隨著變頻調(diào)速技術的不斷推廣與應用,從實踐結果來看,得到了良好經(jīng)濟效應與社會效應,并且,也得到用戶的廣泛認同。

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