河南上若電氣有限公司
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15538152066 楊經(jīng)理
引言:
風(fēng)機、泵*為一種常見的負(fù)載類型,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)的各種場合。目前國家提倡節(jié)能減排,風(fēng)機、泵類負(fù)載是變頻節(jié)能改造節(jié)電率*明顯的類型。目前,在此類負(fù)載場合變頻器已廣泛應(yīng)用。
右圖為泵(風(fēng)機)揚程流量特性曲線(H-Q)圖。在閥門控制的方式下,當(dāng)系統(tǒng)流量從Qmax減少到Q1時,必須相應(yīng)地關(guān)小閥門。這時,閥門的阻力變大,流體的節(jié)流損失增加,流道的阻力線從A0到A。
泵(或風(fēng)機)運行的工況點,從b點移到c點,揚程從H0上升到H2,而實際需要的工況點為d點。
根據(jù)泵(風(fēng)機)的功率計算工式:
P=ρgQH/1000η 式中:
P—水泵使用工況軸功率(KW)
ρ—輸出介質(zhì)的密度(kg/m3)
Q—使用工況點的流量(m3/s)
g—動力加速度(m/s2)
η—使用工況點泵的效率。
可求出運行在c點和d點泵的軸功率分別為:
Pc=PgQ1H2/1000η; Pd=PgQ1H1/1000η;
兩者之差為ΔP=Pc-Pd=PgQ(H2-H1)/1000η
上式說明,用閥門控制流量時,有ΔP的功率被損耗浪費掉了。而且,隨著閥門不斷關(guān)小,這個損耗還要增加。
用變頻調(diào)速控制時,當(dāng)流量從Qmax減少到Q,由于閥門的開度沒有變化,管網(wǎng)的阻力曲線不變,泵的特性曲線隨轉(zhuǎn)速由n0變化到n1。泵(風(fēng)機)運行的工況點,則從b點移到d點,揚程從H0下降到H1,而用轉(zhuǎn)速控制時,根據(jù)流量Q,揚程H,功率P和轉(zhuǎn)速N之間的關(guān)系:
Q1/Q2=n1/n2; H1/H2=(n1/n2)2; P1/P2=(n1/n2)3
可知:流量Q與轉(zhuǎn)速N的一次方成正比;揚程H與與轉(zhuǎn)速N成平方比;而功率P與轉(zhuǎn)速N成立方比,若轉(zhuǎn)速下降20%,則軸功率對應(yīng)下降49%,由此可見,采用變頻調(diào)速可以大幅降低電機的電耗,節(jié)省能源,降低企業(yè)成本。
以北方集中供熱場合來說明風(fēng)機泵上的變頻器應(yīng)用:
集中供熱系統(tǒng)主要由鍋爐制造熱水熱氣,一次網(wǎng)通過熱水循環(huán)將熱水送到各個換熱站二次網(wǎng),二次網(wǎng)通過個換熱站經(jīng)循環(huán)泵送給各使用戶,熱水通過流經(jīng)暖氣片將熱量散發(fā)到房間內(nèi)的空氣中,從而進行了熱交換,經(jīng)過了熱交換的水又返回鍋爐水箱中,從而達到了循環(huán)制熱的目的。
如下圖所示:
系統(tǒng)要求:
*有4臺鍋爐控制及循環(huán)、補水系統(tǒng)
*每臺鍋爐有鼓風(fēng)、引風(fēng)系統(tǒng)
*自動及部分單臺控制
*能部分檢修及部分不間斷工作
*DCS控制系統(tǒng)
系統(tǒng)部分控制線路圖如下:
鼓風(fēng)機、引風(fēng)機、循環(huán)泵等變頻器均由DCS系統(tǒng)給出指令控制:
以引風(fēng)機530KW變頻器為例
RUN----COM 變頻器啟動/停止信號
RST-----COM 變頻器故障復(fù)位
Y3-------COM 變頻器運行狀態(tài)反饋
IS--------GND 變頻器頻率信號給定 4---20mA
M1-------GND 輸出頻率反饋至DCS 4---20mA
AM+-----AM- 電流反饋至DCS 4---20mA
A---------C 故障報警
采用此類控制的供熱系統(tǒng):
1)節(jié)能效果明顯
2)實現(xiàn)了軟啟動,電機啟動電流大幅下降,避免了電機啟動時對電網(wǎng)的沖擊
3)設(shè)備運行平穩(wěn),消除了啟動和停機時的水錘效應(yīng)
4)實現(xiàn)了全自動控制,提高了電氣自動化水平,運行安全可靠
節(jié)能分析:
以一臺引風(fēng)機53KW變頻器節(jié)能分析,平時日供風(fēng)量按80%Qn計算,空載損耗按0.1(Yo≈cosnt)
工頻全速運轉(zhuǎn)時:Pp=Pn-Pk=530KW-0.1*530KW=477KW
變頻運行時:Pb=Pk+K3*Pn=53KW+0.83*530KW=324.36KW
節(jié)約功率:Pj=Pp-Pb=477KW-324.36KW=152.64KW
節(jié)電率為:Pj/Pp=(152.64KW/477KW)*100%=32%