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環保風機變頻節能分析

時間:2017-01-17??編輯:防腐風機廠家字體:
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    隨著風機在現代社會中各行各業的應用,節能問題日益成為備受關注的重要問題。風機在我國各行各業中得到了廣泛應用,節能問題就顯得尤為重要,風機在運作的過程中會耗費大量的能量,從而產生較大的生產成本影響,文章就風機變頻節能的方法及相關問題進行分析討論。
 
    電力負載中風機和泵類負載! 耗電量占工業用電量的近50%! 占全國總發電量的31%! 而在傳動電動機占企業生產設備大部分的工業企業里! 耗電量約占企業全部電耗的65% ! 在能源作為制約國民經濟發展因素的今天! 在節約資源作為一項基本國策的情況下! 做好風機" 水泵的節能就成為了工業節能的重點。
 
一、風機的變頻節能原理
 
   目前情況下的風機設備大多數是采用異步電動機進行直接驅動的方式來實現風機的節能的,此種方式存在著一定的缺陷和問題,例如電氣保護的特性較差、所啟動的電流過大、產生機械沖擊等。在電機的負載過大的情況下,會在一定程度上影響、減少設備的使用壽命,還會導致出現一些機械故障,經常發生出現電機發燙被燒毀等不良故障。
 
  風機變頻調速器是現代社會上的一種新型的節能產品,在管路性能的曲線不變的情況下,變速調節用變速來改變風機的性能曲線,進而改變其工作點。風機變頻調速器具有容易操作、控制精度較高、性能較高、不用進行維護等等多個優點。在其他條件沒有發生改變的情況下,對異步電動機定進行改變,子端輸入電源頻率進而改變電動機的轉速是風機變頻調速技術基本的工作原理。電機轉速和工作電源輸入頻率成正比的關系:n=60(f-s)/p,公式中,n用來表示轉速,f用來表示輸入頻率,s用來表示電機轉差率,p用來表示電機磁極對數。出口擋板的控制,在開度減小的情況下,風阻會有所增加,不適合對風量進行大范圍的調節。入口擋板的控制,相比出口擋板控制風量的范圍相對較廣,減小開度情況下的軸功率大體上與風量成比例下降,但是還是比不上變頻調速的節能效果。
 
  通常情況下認為,運行風量不是風機設計額定的風量的時候,如果采用節流控制進行調節是通過減小風門開度來改變管網阻力,使管網特性的曲線變陡,造成運行點的流量下降而提高壓力;采用調速控制的方式,全開擋板,其管網阻力是恒定的,如果要保證風量是相同的就需要降低風機的轉速,降低其壓力。
 
二、風機變頻節能
 
  3.1風機變頻節能系統
  風機在進行變頻調速的過程中,管網的阻力不發生改變,風機在情況相似的條件下運行,風機的效率不會發生多少改變,甚至是保持不變。風機在高效區保持運行的情況下,而且流量在下降的同一時間,風壓也在不斷的下降,在滿足工作運行情況需求下,風機的節能效果是最好的,因而人們認為的最經濟、最有效的節能方式是風機變頻調節。風機類負載對過載能力方面的要求不高,且對轉速的要求也不是很高,在選用時采用一般的普通功能型的常用變頻器就行。一般情況下的風機變頻調速最好不要低于額定轉速的50%,最好將其控制在70%~100%之間。風機的變頻調速可以根據實際情況下的通風管道的道路特性曲線對其最小轉速進行確定。
 
  3.2風機節能的方法
  風機變頻節能有減少運行時間、采用高效率機器及設備、減少空氣動力等等多種的節電方法。風機變頻節能有電磁調速電動機調速、轉子回路串電阻調速、變極調速、液力耦合離合器調速、調壓調速以及調壓變頻調速等等多種調速方式。對風機進行調速控制是屬于減少空氣動力的節能方法,主要是利用軸功率和轉速的三次方成正比的原理,與常用的以調節風門開度來控制風量的方法有著較為明顯的節電能效。
 
  3.3節能的計算
  以一臺30kW的鼓風機為例:鼓風機是二十四小時連續不斷地運行,在運行過程中,每天十小時的運行是在90%負荷,其頻率按照46Hz來進行計算,擋板調節時候的電動機的功耗按照98%來進行計算;鼓風機十四小時的運行是在50%的負荷,其頻率要按照20Hz來進行計算,擋板調節時候的電動機功耗要按照70%來進行計算。如果鼓風機全年的運行時間是三百天,那么一年所節約的電能總量是98254kW·h,如果按照每度電0.6元來計算,采用變頻調速的節能方法每年能夠節約的總電費為58952元。由此可見,風機變頻節能的方法可以在很大程度上節約能源,為企業的生產活動節約大量的生產成本。
 
  3.4風機變頻節能的效果
  采用風機變頻節能的方法可以達到很好的效果,例如:風機變頻節能的方法產生的噪音和振動得到很大程度的減小;風機運行的安全穩定性得到提高;節約大量的能源,降低企業的生產成本等。
 
1’變頻器的選擇 。風機類負載在過載能力方面要求較低 !且對轉速要求不是很高,選擇廉價的普通功能型通用變頻器即可。
2’頻率信號控制。一般變頻調速不宜低于額定轉速的 50%,最好控制在 75%~100%之間。最小轉速可以根據實際通風管道的道路特性曲線進行確定。
2.2節能預算風機變頻后的節能預算 !如果簡單地以流體力學反而基本規律來進行 !通常存在的計算誤區有以下幾點:
1’風機風門全開時的實際運行點不一定就是風機設計的額定工作點,風機運行點與實際工況條件有很大關系 ,應根據實際工況進行測定。
2’不能簡單地認為電動機的額定功率就是風機的軸功率,因為在選取電動機時會以風機的功率為基準并留有一定余量。
3’簡單地把風機利用閥門進行調節時的閥門壓力損失當作變頻調速后的節能量。
風機調速系統的節能,應該從系統整體考慮,風機變頻運行過程中,風機有效功率,風機輸入功率 (即軸功率)N!電動機效率m!變頻器效率v!傳動效率 d,風機效率f,這些量在實際運行中都會隨著風機的轉速發生變化,并且各個量之間存在著下面的關系: 
N=P0/’ g) Pm=N/((v)m * d))
其中Pm指變頻器的輸入功率;
對于風機效率,實際運行中的風機其等效率曲線與利用相似
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