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1、變頻調(diào)速技術(shù)在風(fēng)機(jī)、泵類應(yīng)用中的節(jié)能分析變頻調(diào)速技術(shù)在風(fēng)機(jī)、泵類應(yīng)用中的節(jié)能分析發(fā)布時(shí)間:2007821來源:南陽節(jié)能信息網(wǎng)作者:[]在工業(yè)生產(chǎn)和產(chǎn)品加工制造業(yè)中,風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備應(yīng)用范圍廣泛;其電能消耗是一筆不小的生產(chǎn)費(fèi)用開支。隨著經(jīng)濟(jì)改革的不斷深入,市場競爭的不斷加??;節(jié)能降耗業(yè)已成為降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段之一。關(guān)鍵字:變頻調(diào)速節(jié)能風(fēng)機(jī)泵一、引言在工業(yè)生產(chǎn)和產(chǎn)品加工制造業(yè)中,風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備應(yīng)用范圍廣泛;其電能消耗和諸如
2、閥門、擋板相關(guān)設(shè)備的節(jié)流損失以及維護(hù)、維修費(fèi)用占到生產(chǎn)成本的7%~25%,是一筆不小的生產(chǎn)費(fèi)用開支。隨著經(jīng)濟(jì)改革的不斷深入,市場競爭的不斷加??;節(jié)能降耗業(yè)已成為降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段之一。而八十年代初發(fā)展起來的變頻調(diào)速技術(shù),正是順應(yīng)了工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化發(fā)展的要求,開創(chuàng)了一個(gè)全新的智能電機(jī)時(shí)代。一改普通電動(dòng)機(jī)只能以定速方式運(yùn)行的陳舊模式,使得電動(dòng)機(jī)及其拖動(dòng)負(fù)載在無須任何改動(dòng)的情況下即可以按照生產(chǎn)工藝要求調(diào)整轉(zhuǎn)速輸出,從而降低
3、電機(jī)功耗達(dá)到系統(tǒng)高效運(yùn)行的目的。八十年代末,該技術(shù)引入我國并得到推廣?,F(xiàn)已在電力、冶金、石油、化工、造紙、食品、紡織等多種行業(yè)的電機(jī)傳動(dòng)設(shè)備中得到實(shí)際應(yīng)用。目前,變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代電力傳動(dòng)技術(shù)的一個(gè)主要發(fā)展方向。卓越的調(diào)速性能、顯著的節(jié)電效果,改善現(xiàn)有設(shè)備的運(yùn)行工況,提高系統(tǒng)的安全可靠性和設(shè)備利用率,延長設(shè)備使用壽命等優(yōu)點(diǎn)隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大而得到充分的體現(xiàn)。二、綜述通常在工業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)品加工制造業(yè)中風(fēng)機(jī)設(shè)備主要用
4、于鍋爐燃燒系統(tǒng)、烘干系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)等場合,根據(jù)生產(chǎn)需要對(duì)爐膛壓力、風(fēng)速、風(fēng)量、溫度等指標(biāo)進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)以適應(yīng)工方成正比,軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。以一臺(tái)水泵為例,它的出口壓頭為H0(出口壓頭即泵入口和管路出口的靜壓力差),額定轉(zhuǎn)速為n0閥門全開時(shí)的管阻特性為r0額定工況下與之對(duì)應(yīng)的壓力為H1出口流量為Q1。流量轉(zhuǎn)速壓力關(guān)系曲線如下圖所示。在現(xiàn)場控制中,通常采用水泵定速運(yùn)行出口閥門控制流量。當(dāng)流量從Q1減小50%至Q
5、2時(shí),閥門開度減小使管網(wǎng)阻力特性由r0變?yōu)閞1,系統(tǒng)工作點(diǎn)沿方向I由原來的A點(diǎn)移至B點(diǎn);受其節(jié)流作用壓力H1變?yōu)镠2。水泵軸功率實(shí)際值(kW)可由公式:P=QH/(ηcηb)103得出。其中,P、Q、H、ηc、ηb分別表示功率、流量、壓力、水泵效率、傳動(dòng)裝置效率,直接傳動(dòng)為1。假設(shè)總效率(ηcηb)為1,則水泵由A點(diǎn)移至B點(diǎn)工作時(shí),電機(jī)節(jié)省的功耗為AQ1OH1和BQ2OH2的面積差。如果采用調(diào)速手段改變水泵的轉(zhuǎn)速n,當(dāng)流量從Q1減小50
6、%至Q2時(shí),那么管網(wǎng)阻力特性為同一曲線r0,系統(tǒng)工作點(diǎn)將沿方向II由原來的A點(diǎn)移至C點(diǎn),水泵的運(yùn)行也更趨合理。在閥門全開,只有管網(wǎng)阻力的情況下,系統(tǒng)滿足現(xiàn)場的流量要求,能耗勢必降低。此時(shí),電機(jī)節(jié)省的功耗為AQ1OH1和CQ2OH3的面積差。比較采用閥門開度調(diào)節(jié)和水泵轉(zhuǎn)速控制,顯然使用水泵轉(zhuǎn)速控制更為有效合理,具有顯著的節(jié)能效果。另外,從圖中還可以看出:閥門調(diào)節(jié)時(shí)將使系統(tǒng)壓力H升高,這將對(duì)管路和閥門的密封性能形成威脅和破壞;而轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)
7、時(shí),系統(tǒng)壓力H將隨泵轉(zhuǎn)速n的降低而降低,因此不會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響。從上面的比較不難得出:當(dāng)現(xiàn)場對(duì)水泵流量的需求從100%降至50%時(shí),采用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)將比原來的閥門調(diào)節(jié)節(jié)省BCH3H2所對(duì)應(yīng)的功率大小,節(jié)能率在75%以上。與此相類似的,如果采用變頻調(diào)速技術(shù)改變泵類、風(fēng)機(jī)類設(shè)備轉(zhuǎn)速來控制現(xiàn)場壓力、溫度、水位等其它過程控制參量,同樣可以依據(jù)系統(tǒng)控制特性繪制出關(guān)系曲線得出上述的比較結(jié)果。亦即,采用變頻調(diào)速技術(shù)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的方法,要比采用
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