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一、SAJ-8000F變頻器在鍋爐風(fēng)機節(jié)能中的應(yīng)用
目前在我國各行各業(yè)的各類機械與電氣設(shè)備中與風(fēng)機配套的電機約占全國電機裝機量的60%,耗用電能約占全國發(fā)電總量的三分之一。特別值得一提的是,大多數(shù)風(fēng)機在使用過程中都存在大馬拉小車的現(xiàn)象,加之因生產(chǎn)、工藝等方面的變化,需要經(jīng)常調(diào)節(jié)氣體的流量、壓力、溫度等;目前,許多單位仍然采用落后的調(diào)節(jié)檔風(fēng)板或閥門開啟度的方式來調(diào)節(jié)氣體的流量、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流量調(diào)節(jié)的要求。這種落后的調(diào)節(jié)方式,不僅浪費了寶貴的能源,而且調(diào)節(jié)精度差,很難滿足現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)及服務(wù)等方面的要求,負(fù)面效應(yīng)十分嚴(yán)重。
變頻調(diào)速器的出現(xiàn)為交流調(diào)速方式帶來了一場革命。隨著近十幾年變頻技術(shù)的不斷完善、發(fā)展。變頻調(diào)速性能日趨完美,已被廣泛應(yīng)用于不同領(lǐng)域的交流調(diào)速。為企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟效益,推動了工業(yè)生產(chǎn)的自動化進(jìn)程。
變頻調(diào)速用于交流異步電機調(diào)速,其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過以往任何交、直流調(diào)速方式。而且結(jié)構(gòu)簡單,調(diào)速范圍寬、調(diào)速精度高、安裝調(diào)試使用方便、保護功能完善、運行穩(wěn)定可靠、節(jié)能效果顯著,已經(jīng)成為交流電機調(diào)速的最新潮流。
二、變頻節(jié)能原理:
1. 風(fēng)機運行曲線
采用變頻器對風(fēng)機進(jìn)行控制,屬于減少空氣動力的節(jié)電方法,它和一般常用的調(diào)節(jié)風(fēng)門控制風(fēng)量的方法比較, 具有明顯的節(jié)電效果。
由圖可以說明其節(jié)電原理:
圖中,曲線(1)為風(fēng)機在恒定轉(zhuǎn)速n1下的風(fēng)壓一風(fēng)量(H-Q)特性,曲線(2) 為管網(wǎng)風(fēng)阻特性(風(fēng)門全開)。曲線(4) 為變頻運行特性(風(fēng)門全開)
假設(shè)風(fēng)機工作在A點效率最高,此時風(fēng)壓為H2,風(fēng)量為Q1,軸功率N1與Q1、H2的乘積成正比,在圖中可用面積AH2OQ1表示。如果生產(chǎn)工藝要求,風(fēng)量需要從Q1減至Q2,這時用調(diào)節(jié)風(fēng)門的方法相當(dāng)于增加管網(wǎng)阻力,使管網(wǎng)阻力特性變到曲線(3),系統(tǒng)由原來的工況點A變到新的工況點B運行。從圖中看出,風(fēng)壓反而增加,軸功率與面積BH1OQ2成正比。顯然,軸功率下降不大。如果采用變頻器調(diào)速控制方式,風(fēng)機轉(zhuǎn)速由n1降到 n2,根據(jù)風(fēng)機參數(shù)的比例定律,畫出在轉(zhuǎn)速n2風(fēng)量(Q-H)特性,如曲線(4)所示?梢娫跐M足同樣風(fēng)量Q2的情況下,風(fēng)壓H3大幅度降低,功率N3隨著顯著減少,用面積CH3OQ2表示。節(jié)省的功率△N=(H1-H3)×Q2,用面積BH1H3C表示。顯然,節(jié)能的經(jīng)濟效果是十分明顯的。
2.風(fēng)機在不同頻率下的節(jié)能率
從流體力學(xué)原理得知,風(fēng)機風(fēng)量與電機轉(zhuǎn)速功率相關(guān):風(fēng)機的風(fēng)量與風(fēng)機(電機)的轉(zhuǎn)速成正比,風(fēng)機的風(fēng)壓與風(fēng)機(電機)的轉(zhuǎn)速的平方成正比,風(fēng)機的軸功率等于風(fēng)量與風(fēng)壓的乘積,故風(fēng)機的軸功率與風(fēng)機(電機)的轉(zhuǎn)速的二次方成正比(即風(fēng)機的軸功率與供電頻率的二次方成正比):
頻率f(Hz) | 轉(zhuǎn)速N% | 流量O% | 揚程H% | 軸功率P% | 節(jié)電率 |
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% |
三、鍋爐風(fēng)機的變頻節(jié)能改造:
鍋爐的變頻節(jié)能改造通常是指對鍋爐風(fēng)機的變頻節(jié)能改造。
鍋爐風(fēng)機在設(shè)計時是按最大工況來考慮的,在實際使用中有很多時間風(fēng)機都需要根據(jù)實際工況進(jìn)行調(diào)節(jié),傳統(tǒng)的做法是用開關(guān)風(fēng)門、閥門的方式進(jìn)行調(diào)節(jié),這種調(diào)節(jié)方式增大了供風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)流損失,在啟動時還會有啟動沖擊電流,且對系統(tǒng)本身的調(diào)節(jié)也是階段性的,調(diào)節(jié)速度緩慢,減少損失的能力很有限,也使整個系統(tǒng)工作在波動狀態(tài);而通過在鍋爐風(fēng)機上加裝變頻調(diào)速器(裝置)則可一勞永逸的解決好這些問題,可使系統(tǒng)工作狀態(tài)平緩穩(wěn)定,并可通過變頻節(jié)能收回投資。鍋爐的變頻改造方案一例如下:
目前鍋爐風(fēng)機的裝機概況:2×75KW,1×55KW。
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