中遠變頻器在風機節(jié)能上的應用 |
目前在我國各行各業(yè)的各類機械與電氣設備中與風機水泵配套的電機約占全國電機裝機量的65％，耗用電能約占全國發(fā)電總量的五分之二。并且大多數風機、水泵在使用過程中都存在大馬拉小車的現象。因生產、工藝及氣溫等方面的變化，需要經常調節(jié)氣體和液體的流量、壓力等；目前，許多單位仍然采用落后的調節(jié)擋風板或閥門開啟度的方式來調節(jié)氣體或液體的流量、壓力、溫度等。這實際上是通過人為增加阻力的方式，并以浪費電能和金錢為代價來滿足工藝和工況對氣體、液體流量調節(jié)的要求。這種落后的調節(jié)方式，不僅浪費了寶貴的能源，而且調節(jié)精度差，很難滿足現代化工業(yè)生產及服務等方面的要求，負面效應十分嚴重。
變頻調速器的出現為交流調速方式帶來了一場革命。隨著近十幾年變頻技術的不斷完善、發(fā)展。變頻調速器性能日趨完美，已被不同科學、不同行業(yè)的工程技術人員廣泛應用于不同領域。為企業(yè)帶來了可觀的經濟效益，推動了工業(yè)生產的自動化進程。
中遠變頻調速器用于交流異步電機調速，其性能遠遠超過以往任何交、直流調速方式。而且結構簡單，調速范圍寬、調速精度高、安裝調試使用方便、保護功能完善、運行平穩(wěn)可靠、節(jié)能效果顯著，已經成為廣大用戶交流電機調速的最佳選擇。
一、變頻調速節(jié)能原理：
風機是傳送氣體的機械設備，從流體力學原理得知，風機風量與電機轉速功率相關：風機的風量（流量）與風機（電機）的轉速成正比，風機的風壓與風機（電機）的轉速的平方成正比，風機的軸功率等于風量與風壓的乘積，故風機的軸功率與風機（電機）的轉速的三次方成正比（即風機的軸功率與供電頻率的三次方成正比）：
眾所周知，在供風系統(tǒng)中，對于風機，其風壓（H）、風量（Q）、轉速（n）和軸功率（P）之間存在如下關系：
Q=K1×n
H=K2×n2
P=K3×H×Q=K1×K2×K3×n3=K×n3
因此：改變風機的轉速就可改變風機的功率
根據電機學原理交流電機轉速如下：
n=60f (1－s) /p/
式中：n－電機轉速，f－電源頻率，p－電機的極對數，s－轉差率。
由公式可見，電機調速由多種，如變極調速，串極調速和變頻調速等。其中變頻調速方式的調速范圍寬，電機效率高、適用面廣，節(jié)能效果好。因此：改變風機的運行頻率就可改變風機的轉速。
根據以上公式可以列出電機轉速與節(jié)能率的關系表，如下：
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根據上述原理可知改變風機的轉速就可改變風機的功率。
例如：將供電頻率由50Hz降為45Hz，則P45/P50=453/503=0．729，即P45=0．729P50
理論上節(jié)電率達29．1％。
將供電頻率由50Hz降為40Hz，則P40/P50=403/503＝0．512，即P40=0．512P50,理論上節(jié)電率達48．2％。
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二、水泥廠的生產情況：
風機是水泥生產過程中的重要設備，也是消耗電量最大的設備之一。不過，電量消耗的絕對數字本身并不重要。重要的是，該消耗量的相當部分并沒有用于生產需要，而是白白的浪費掉了！在行業(yè)競爭日益激烈的市場條件下，企業(yè)為了贏得市場，必須采取各種措施不斷提高企業(yè)在市場競爭中的競爭能力。如果說開源節(jié)流是從管理的角度提高企業(yè)的競爭能力的方法，則提高生產效率，降低產品單耗就是提高企業(yè)競爭能力的重要保障。
在水泥生產過程中，傳統(tǒng)的送風系統(tǒng)由羅茨鼓風機、送風管道和放風閥門組成。由于生產過程中風的需求量取決于燃料質量、原材料質量。另外，整個生產過程中不同的時間斷對風的需求量也有很大的不同。因此，在整個生產過程中，送入窯爐的通風量需要經常調整。在傳統(tǒng)的送風系統(tǒng)中，風機時刻處于額定轉速運轉，即送風量是固定的。風量的調整是靠放風閥的開度進行的。或是說。每當窯爐對風的需求量減少時（此時進行放風），便是能量浪費生產的時刻。因為風是由風機產生的，放掉的風就是放掉電能，白白地放掉電能是一種極大的浪費。窯爐需要的風量越小，放掉的就越大，能量浪費就越嚴重。窯爐20％的時間需要滿風量，40％時間處于80％的滿風量，另40％時間風量的需求量約為65％的滿風量。在這種下，不需要的那20％和35％的風量就白白地浪費掉了，前者的能量浪費約為48％，而后者的能量浪費竟高達65％。
三、窯爐供風系統(tǒng)變頻調速裝置
采用變頻調速器取代調節(jié)擋風板或閥門開啟度來調節(jié)用風量的比例（即調節(jié)風量利用率），滿足原水泥生料燒結時不同用風量的落后的傳統(tǒng)的機械調節(jié)方法，（這種傳統(tǒng)供風方法缺點是電能浪費嚴重、調節(jié)精度差、啟動電流大、噪音大、粉塵污染嚴重）。變頻改造后的供風系統(tǒng)是在保留原工頻控制系統(tǒng)的基礎上增加一套變頻回路與原工頻控制并聯，形成的雙回路控制系統(tǒng)，從而保障生產的連續(xù)正常運行。其特點：由于變頻器具有軟起動功能，電機啟動時無大電流沖擊，延長設備使用壽命；由于變頻器可任意調節(jié)風機電機輸入頻率改變電機轉速，因此可按燒結時不同階段所需風量，準確調節(jié)供風量，無須旁通放風、減少水泥粉塵污染、節(jié)電可達15％－40％。綜合效益可觀，一般6個月－12個月可收回全部投資。（如唐山三河水泥廠2003年7月選用中遠280KW變頻器用于立窯風機改造，節(jié)電率高達33％，僅節(jié)電一項，8個月即可收回投資。
四、無錫中遠變頻器技術特點：
1、采用美國TI公司32位DSP芯片CPU，精度高，速度快。
2、選用德國及日本著名品牌的IGBT功率模塊。
3、采用獨特的空間矢量控制技術（已申請發(fā)明專利）
4、具有轉矩自動補償，電壓自動調整功能。
5、具有過流、過壓、欠壓、過載、過熱、接地等多重保護。
6、內置RS485通訊接口，可計算機聯網及遠程維護。
7、內置PID調節(jié)功能，容易實現閉環(huán)控制。
8、載波頻率2－10KHz，靈活可調。實現靜音運行。 |
