近幾年我國經濟持續高速發展,能源問題越來越成為行業發展的掣肘,并且隨著能源價格的快速上漲,國內市場的激烈競爭,節能成為許多行業發展面臨的主要問題,特別是一些能耗比較大的行業如石油、化工、制藥、冶金、制造、環保、市政等行業,據資料顯示我國高、低壓電動機總容量在3500MW以上,大部分為風機泵類負載,他們大多改造在高耗能、低效率狀態。
一般風機、水泵系統大多數是靠閥門來調節出水流量或壓力,擋板這種調節方式是以增加管網損耗,耗費大量能量源為代價的,因此,不可避免的造成電能的浪費,而且由于設計時,系統是按*大的負載來設計的,在實際運行當中,絕大部分時間系統是不可能運行在滿負荷狀態下,存在較大的富余,所以就存在較大的節能潛力。
采用變頻器控制裝置,通過改變風機轉速,從而改變風機風量適應生產工藝的需要,而且運行能耗*省,綜合效益*高。所以變頻器調速是高效的*佳調速方案,它可以實現風機的無級調速,并且可以方便地組成閉環控制系統、實現恒壓或恒流量的控制。
二、變頻改造的技能分析(以風機為例)
2.1 變頻調速節能原理
從流體力學的原理得知,使用感應電機驅動的風機,軸功率P與風量Q,風壓H的關系為:
P∝Q×H當電動機的轉速由n1變化到n2時,Q、H、P與轉速的關系如下:
可見風量Q和電機的轉速n是成正比關系的,而所需的軸功率P與轉速的立方成正比關系。所以當需要80%的額定風量時,通過調節電機的轉速至額定轉速的80%,即調節頻率到40.00Hz即可,這時所需功率將僅為原來的51.2%。
如圖(1)所示,從風機的運行曲線圖來分析采用變頻器調速后的節能效果。
圖(1)風機的運行曲線
當所需風量從Q1到Q2時,如果采用調節風門的辦法,管網阻力將會增加,管網特性曲線上移,系統的運行供況點從A點變到新的運行工況點B點運行,所需軸功率P2與面積H2×Q2成正比,如果采用調速控制方式,風機轉速由n1下降到n2,其管網特性并不發生改變,但風機的特性曲線將下移,因此其運行工況點由A點移至C點,此時所需軸功率P3與面積HB×Q2成正比,從理論上分析,所節約的軸功率delt(P)與(H2-HB)×(C-B)的面積成正比。
考慮減速后效率下降和調速裝置的附件損耗,通過實踐的統計,風機類通過調速控制可節能達20%-50%。
2.2 變頻改造節能分析
改造前工頻運行功率計算公式P1=U×I×1.732×cosΦ,其中:
U------電機電壓,KV;
I-------電機電流,A;
P1-----單一負荷下工頻運行功率,KW;
cosΦ-----單一負荷下運行功率因數,小于額定功率因數。
C1=T×Σ(P1×δ),其中:
T-------全年平均運行時間,h;
P1------單一負荷下的運行功率,KW;
δ------這種負荷下的全年運行時間比例;
C1-----改造前總耗電量,kw.h。
改造后變頻運行預計功率計算公式: |
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