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风机节能改造——变频器在风机行业的应用
发布日期:2012-08-23

上海神源变频器,空压机,大圆机,梳棉机专用变频器

目前在我国各行各业的各类机械与电气设备中与风机配套的电机约占全国电机装机量的60%,耗用电能约占全国发电总量的三分之一。大多数风机在使用过程中都存在大马拉小车的现象,加之因生产、工艺等方面的变化,需要经常调节气体的流量、压力、温度等;目前,目前多数采用调节档风板或阀门开启度的方式来调节气体的流量、压力、温度等。这实际上是通过人为增加阻力的方式,来满足工艺和工况对气体流量调节的要求。这种调节方式浪费了宝贵的能源,而且调节精度差,很难满足现代化工业生产及服务等方面的要求,负面效应严重。

变频器为交流调速方式带来了一场革命。随着近十几年变频技术的不断完善、发展。变频调速性能日趋完美,已被广泛应用于不同领域的交流调速。为企业带来了可观的经济效益,推动了工业生产的自动化进程。神源变频器调速用于交流异步电机调速,其性能远远超过以往任何交、直流调速方式。而且调速范围宽、调速精度高、安装调试使用方便、保护功能完善、运行稳定可靠、节能效果显著,已经成为交流电机调速的潮流。

一、变频节能原理:

1. 风机运行曲线

 

采用神源变频器对风机进行控制,属于减少空气动力的节电方法,它和一般常用的调节风门控制风量的方法比较,具有明显的节电效果。

由图可以说明其节电原理:

图中,曲线(1)为风机在恒定转速n1下的风压一风量(H-Q)特性,曲线(2 为管网风阻特性(风门全开)。曲线(4 为变频运行特性(风门全开)

假设风机工作在A点效率,此时风压为H2,风量为Q1,轴功率N1Q1H2的乘积成正比,在图中可用面积AH2OQ1表示。如果生产工艺要求,风量需要从Q1减至Q2,这时用调节风门的方法相当于增加管网阻力,使管网阻力特性变到曲线(3),系统由原来的工况点A变到新的工况点B运行。从图中看出,风压反而增加,轴功率与面积BH1OQ2成正比。显然,轴功率下降不大。如果采用变频器调速控制方式,风机转速由n1降到 n2,根据风机参数的比例定律,画出在转速n2风量(Q-H)特性,如曲线(4)所示。可见在满足同样风量Q2的情况下,风压H3大幅度降低,功率N3随着显著减少,用面积CH3OQ2表示。节省的功率△N=H1-H3)×Q2,用面积BH1H3C表示。显然,节能的经济效果是十分明显的。

2.风机在不同频率下的节能率

从流体力学原理得知,风机风量与电机转速功率相关:风机的风量与风机(电机)的转速成正比,风机的风压与风机(电机)的转速的平方成正比,风机的轴功率等于风量与风压的乘积,故风机的轴功率与风机(电机)的转速的三次方成正比(即风机的轴功率与供电频率的三次方成正比):请看风机定律

频率f(Hz)

转速N%

流量O%

扬程H%

轴功率P%

节电率

50

100%

100%

100%

100%

0.00%

45

90%

90%

81%

72.9%

27.10%

40

80%

80%

64%

51.2%

48.80%

35

70%

70%

49%

34.3%

65.70%

30

60%

60%

36%

21.6%

78.40%

25

50%

50%

25%

12.5%

87.5%

根据上述原理可知改变风机的转速就可改变风机的功率。

例如:将供电频率由50Hz降为45Hz

P45/P50=453/503=0.729

P45=0.729P50将供电频率由50 Hz降为40Hz

P40/P50=403/503=0.512,即P40=0.512P50

3.变频器,对于风机水泵类负载,节能原理都是一样的。

平方转矩类负载,根据流体力学公式,因转速和流量呈一次正比关系,转速和功率呈三次正比关系,因为考量风机的出力无非就是流量和风压,又风压的平方和转速呈正比,转速和频率又是一次正比。所以只需降低频率,就能大大降低功耗(前面说的三次方关系)。

如果没有变频器,往往用风门挡板来控制风量,那就会有一部分能耗浪费在风门上,变频器就能从源头把这部分能耗省去。

二、投资与节能:

变频节能系统(装置)在各类调速系统中使用时其节能效果对于单台设备可做到20-55%,在风机这类设备的一般应用的节能效果平均也可做到20-50%,在未受到其它因素的影响的情况下一般可取平均值,这些节能效果平均值是由实际应用中得到,权威性数据可由市场上公开出售的资料(书)查到;通过这些数据再进行一些简单的投资回收率的计算可知:变频节能系统(装置)的投资回收期一般为6-15个月(这是经验值也是权威数据)。

神源风机型变频器产品特点:

■针对风机节能控制设计

■内置PID和先进的节能软件

■高效节能,节电效果20%60%(根据实际工况而定)

■简便管理、安全保护、实现自动化控制

■延长风机设备寿命、保护电网稳定、保减磨损,降低故障率

■实现软起,制动功能

应用行业:

□罗茨风机 □矿山风机 □离心风机 □工业风机 □环境工程

 

 

 

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