变频调速技术在风机、泵类应用中的节能分析 点击:9703 | 回复:90



gongkongedit

    
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发表于:2004-02-27 08:27:00
楼主
变频调速技术在风机、泵类应用中的节能分析 一、引言 在工业生产和产品加工制造业中,风机、泵类设备应用范围广泛;其电能消耗和诸如阀门、挡板相关设备的节流损失以及维护、维修费用占到生产成本的7%~25%,是一笔不小的生产费用开支。随着经济改革的不断深入,市场竞争的不断加剧;节能降耗业已成为降低生产成本、提高产品质量的重要手段之一。 而八十年代初发展起来的变频调速技术,正是顺应了工业生产自动化发展的要求,开创了一个全新的智能电机时代。一改普通电动机只能以定速方式运行的陈旧模式,使得电动机及其拖动负载在无须任何改动的情况下即可以按照生产工艺要求调整转速输出,从而降低电机功耗达到系统高效运行的目的。 八十年代末,该技术引入我国并得到推广。现已在电力、冶金、石油、化工、造纸、食品、纺织等多种行业的电机传动设备中得到实际应用。目前,变频调速技术已经成为现代电力传动技术的一个主要发展方向。卓越的调速性能、显著的节电效果,改善现有设备的运行工况,提高系统的安全可靠性和设备利用率,延长设备使用寿命等优点随着应用领域的不断扩大而得到充分的体现。 二、综述 通常在工业生产、产品加工制造业中风机设备主要用于锅炉燃烧系统、烘干系统、冷却系统、通风系统等场合,根据生产需要对炉膛压力、风速、风量、温度等指标进行控制和调节以适应工艺要求和运行工况。而最常用的控制手段则是调节风门、挡板开度的大小来调整受控对象。这样,不论生产的需求大小,风机都要全速运转,而运行工况的变化则使得能量以风门、挡板的节流损失消耗掉了。在生产过程中,不仅控制精度受到限制,而且还造成大量的能源浪费和设备损耗。从而导致生产成本增加,设备使用寿命缩短,设备维护、维修费用高居不下。 泵类设备在生产领域同样有着广阔的应用空间,提水泵站、水池储罐给排系统、工业水(油)循环系统、热交换系统均使用离心泵、轴流泵、齿轮泵、柱塞泵等设备。而且,根据不同的生产需求往往采用调整阀、回流阀、截止阀等节流设备进行流量、压力、水位等信号的控制。这样,不仅造成大量的能源浪费,管路、阀门等密封性能的破坏;还加速了泵腔、阀体的磨损和汽蚀,严重时损坏设备、影响生产、危及产品质量。 风机、泵类设备多数采用异步电动机直接驱动的方式运行,存在启动电流大、机械冲击、电气保护特性差等缺点。不仅影响设备使用寿命,而且当负载出现机械故障时不能瞬间动作保护设备,时常出现泵损坏同时电机也被烧毁的现象。 近年来,出于节能的迫切需要和对产品质量不断提高的要求,加之采用变频调速器(简称变频器)易操作、免维护、控制精度高,并可以实现高功能化等特点;因而采用变频器驱动的方案开始逐步取代风门、挡板、阀门的控制方案。 变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系: n =60 f(1-s)/p,(式中n、f、s、p分别表示转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数);通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。变频器就是基于上述原理采用交-直-交电源变换技术,电力电子、微电脑控制等技术于一身的综合性电气产品。 三、节能分析 通过流体力学的基本定律可知:风机、泵类设备均属平方转矩负载,其转速n与流量Q,压力H以及轴功率P具有如下关系:Q∝n ,H∝n2,P∝n3;即,流量与转速成正比,压力与转速的平方成正比,轴功率与转速的立方成正比。 以一台水泵为例,它的出口压头为H0(出口压头即泵入口和管路出口的静压力差),额定转速为n0,阀门全开时的管阻特性为r0,额定工况下与之对应的压力为H1,出口流量为Q1。流量-转速-压力关系曲线如下图所示。 在现场控制中,通常采用水泵定速运行出口阀门控制流量。当流量从Q1减小50%至Q2时,阀门开度减小使管网阻力特性由r0变为r1,系统工作点沿方向I由原来的A点移至B点;受其节流作用压力H1变为H2。水泵轴功率实际值(kW)可由公式:P =Q·H/(η c·η b)×10-3得出。其中,P、Q 、H 、η c 、η b 分别表示功率、流量、压力、水泵效率、传动装置效率,直接传动为1。假设总效率(η c·η b)为1,则水泵由A点移至B点工作时,电机节省的功耗为AQ1OH1和BQ2OH2的面积差。如果采用调速手段改变水泵的转速n,当流量从Q1减小50%至Q2时,那么管网阻力特性为同一曲线r0,系统工作点将沿方向II由原来的A点移至C点,水泵的运行也更趋合理。在阀门全开,只有管网阻力的情况下,系统满足现场的流量要求,能耗势必降低。此时,电机节省的功耗为AQ1OH1和CQ2OH3的面积差。比较采用阀门开度调节和水泵转速控制,显然使用水泵转速控制更为有效合理,具有显著的节能效果。 另外,从图中还可以看出:阀门调节时将使系统压力H升高,这将对管路和阀门的密封性能形成威胁和破坏;而转速调节时,系统压力H将随泵转速n的降低而降低,因此不会对系统产生不良影响。 从上面的比较不难得出:当现场对水泵流量的需求从100%降至50%时,采用转速调节将比原来的阀门调节节省BCH3H2所对应的功率大小,节能率在75%以上。 与此相类似的,如果采用变频调速技术改变泵类、风机类设备转速来控制现场压力、温度、水位等其它过程控制参量,同样可以依据系统控制特性绘制出关系曲线得出上述的比较结果。亦即,采用变频调速技术改变电机转速的方法,要比采用阀门、挡板调节更为节能经济,设备运行工况也将得到明显改善。 四、节能计算 对于风机、泵类设备采用变频调速后的节能效果,通常采用以下两种方式进行计算: 1、根据已知风机、泵类在不同控制方式下的流量-负载关系曲线和现场运行的负荷变化情况进行计算。 以一台IS150-125-400型离心泵为例,额定流量200.16m3/h,扬程50m;配备Y225M-4型电动机,额定功率45kW。泵在阀门调节和转速调节时的流量-负载曲线如下图示。根据运行要求,水泵连续24小时运行,其中每天11小时运行在90%负荷,13小时运行在50%负荷;全年运行时间在300天。 则每年的节电量为:W1=45×11×(100%-69%)×300=46035kW·h W2=45×13×(95%-20%)×300 =131625kW·h W = W1+W2=46035+131625=177660kW·h 每度电按0.5元计算,则每年可节约电费8.883万元。 2、根据风机、泵类平方转矩负载关系式:P / P0=(n / n0)3计算,式中为P0额定转速n0时的功率;P为转速n时的功率。 以一台工业锅炉使用的22 kW鼓风机为例。运行工况仍以 24小时连续运行,其中每天11小时运行在90%负荷(频率按46Hz计算,挡板调节时电机功耗按98%计算),13小时运行在50%负荷(频率按20Hz计算,挡板调节时电机功耗按70%计算);全年运行时间在300天为计算依据。 则变频调速时每年的节电量为:W1=22×11×[1-(46/50)3]×300=16067kW·h W2=22×13×[1-(20/50)3]×300=80309kW·h Wb = W1+W2=16067+80309=96376 kW·h 挡板开度时的节电量为:W1=22×(1-98%)×11×300=1452kW·h W2=22×(1-70%)×11×300=21780kW·h Wd = W1+W2=1452+21780=23232 kW·h 相比较节电量为:W= Wb-Wd=96376-23232=73144 kW·h 每度电按0.5元计算,则采用变频调速每年可节约电费3.657万元。 某工厂离心式水泵参数为:离心泵型号6SA-8,额定流量53. 5 L/s,扬程50m;所配电机Y200L2-2型37 kW。对水泵进行阀门节流控制和电机调速控制情况下的实测数据记录如下: 流 量L/s 时 间(h) 消耗电网输出的电能(kW·h) 阀门节流调节 电机变频调速 47 2 33.2×2=66.4 28.39×2=56.8 40 8 30×8=240 21.16×8=169.3 30 4 27×4=108 13.88×4=55.5 20 10 23.9×10=239 9.67×10=96.7 合计 24 653.4 378.3 相比之下,在一天内变频调速可比阀门节流控制节省275.1 kW·h的电量,节电率达42.1%。 五、结束语 风机、泵类等设备采用变频调速技术实现节能运行是我国节能的一项重点推广技术,受到国家政府的普遍重视,《中华人民共和国节约能源法》第39条就把它列为通用技术加以推广。实践证明,变频器用于风机、泵类设备驱动控制场合取得了显著的节电效果,是一种理想的调速控制方式。既提高了设备效率,又满足了生产工艺要求,并且因此而大大减少了设备维护、维修费用,还降低了停产周期。直接和间接经济效益十分明显,设备一次性投资通常可以在9个月到16个月的生产中全部收回。 (结束)



武圣

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41楼
李惠锋,你的表述不错,请问阁下是哪个公司的?

老九

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42楼
有人老拿节能招摇撞骗,结果没骗信别人,先把自己给骗信了。

qiuqiu1

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发表于:2003-09-03 18:31:00
43楼
李惠峰: 我不管理论上哪种先进:是V/F的还是失量控制或是直接转矩控制,它在实践上都有很多问题。 在这些理论上玩数学游戏都是可行的,我在这里也并不是否认这些理论的正确性,我这里只不过是针对实践中碰到的问题来做些有“市场意义”的探讨而已,象不管是节能也好,变频器应用也好,出发点应该是在市场是在实际运用而不是纯理论,没有市场意义的东西至少目前在当今这个年代对于我们这些工程人员是来说是很难谈到有用的。60-70年代很多控制理论已经是很成熟的,象大学里学的《现代控制理论》《过程系统控制理论》等等都不是说不先进,而是如何实现起来较难而已,比如解决大纯滞后的史密思预估法,你在实际中见过有几个温控系统应用上了? 其实我调过你提到的“自动节能运行”的参数,也没有见到理论上讲的那样效果,讲到不影响运行是假的,最起码调了它反映慢了,实际和理论上的差别在很多场合是很大的,你讲到的“低频弱磁通运行”,其实就是所谓的自动节能运行,很多国内现在吹得很厉害的节电器就是靠这招,但也存在应用推广上的问题我在:”关于节电器的工作原理”那里有讲到,主要还是功率因子的问题

winter1999

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发表于:2003-09-04 08:35:00
44楼
“自动节能运行”这个参数我从来都是禁用,我在调试变频器过程中最怕的就是什么都不明白而又自己为事的老板。

基基

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45楼
能把图整出来吗?或EMAIL全文给我好吗?先谢谢了!!!

stormy

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46楼
麻烦大虾。给我来一份   zhaoguilin@126.com

老革命新问题

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发表于:2003-12-03 16:24:00
47楼
你这样的计算方法是不是在和用户开玩笑的?你是不是做了很久的销售呀?

axf

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发表于:2003-12-05 13:02:00
48楼
能把图整出来吗?或EMAIL全文给我好吗?先谢谢了, aiquanjun@sohu.com

宋健荣

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发表于:2003-12-25 14:57:00
49楼
我要包括图片的文章。谢谢!

wwm1969

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发表于:2003-12-26 14:11:00
50楼
变频器的频率与电机输出的功率有什么关系?

龙口FANS

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51楼
这位大哥,这篇文章已经在各处转载了很多次了,拜托下次抄袭的时候有点新意,谢谢

王元

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52楼
大虾们下午好!我在调一台90kw水泵时到了40hz电流振荡,50hz时电流直往上升(阀门从50 /100 往上调时)最大到250A,阀门才开到60/100 请问是什么原因?

vaconbj

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53楼
管路振荡产生谐振

小破孩

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54楼
Xiari100: 你好! 使用变频器和相关的检测仪器,就能达到你所要得效果。一年内就能收回成本,内蒙古红城水泥厂就是有我公司给改造的。成本早已收回。 单 位:沈阳英德尔电子有限公司   电 话:024-23908680 81685017   传 真:024-23991031   联 系 人: 陈 卓

小破孩

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55楼
沈阳英德尔电子有限公司是中国自动化学会电气自动化专委会团体会员单位,中国电工技术学会控制系统与装置专委会团体会员单位;是面向工业自动化领域中的变频调速器、可编程序控制器及智能控制系统等方面应用的高科技术民营企业;是一支由多名具有中高级技术职称和丰富实际工作经验的技术人员组成的项目开发、产品推广和工程实施队伍,已在建筑、电力、石油、化工、冶金、机床、纺织机械、汽车、酿酒、制药等行业完成了多项配套工程和设备改造项目。由于技术成熟、收费合理、信守合同,获得了用户的一致好评。    沈阳英德尔电子有限公司市场部向您提供质优价平的控制设备以及器件;工程部与您共同为提高我国的工业自动化水平而努力;变频调速器维修部让您使用我们的设备而毫无后顾之忧。沈阳英德尔电子有限公司本着“信誉为本,服务先行”的经营原则,愿为各界新老朋友提供优质的售前及售后服务,我们衷心期待着您的垂询。   沈阳英德尔电子有限公司主要经营项目   ² 变频器 安邦信、台达、华孚、日立、安川、东芝、富士、三菱、西门子、施耐德、明电舍、丹佛斯、欧姆龙、松下电工、三垦、艾默生、富凌、ABB、AB、LG及VACON等   ² 软启动器 西门子、ABB、AB、雷诺尔、新鹏达等。   ² 西门子直流调速系统 欧陆直流调速系统   ² 变频电机 台港福田   ² 可编程序控制器 西门子、三菱、欧姆龙、AB、台达、松下电工、LG、富士、日立、施耐德、小巨人   ² 工业计算机 联想 研华、研祥、西门子   ² 触摸屏 西门子、台达、欧姆龙、Eview、松下、三菱、现光、LG   ² 低压电器   1、 空气开关、接触器、热继电器、继电器、熔断器及底座、蜂鸣器、定时器、漏电保护开关、起动器、互感器、时间继电器、限位开关、行程开关   (欧姆龙、富士、西门子、施耐德、正泰、LG、金钟默勒、ABB、AB、二一三、Autonics)   2、 按钮、指示灯、旋钮   (富士、和泉、双科、三利、韩荣、施耐德、欧姆龙、西门子、二工、金钟默勒、三门峡、LG、ABB、AB)   3、 端子 (菲尼克斯、尤提乐、正泰)   ² 电源 开关电源、线性电源(明纬电源、朝阳电源)、西门子(STIOP)电源、变频电源、UPS电源   ² 工业控制仪表及传感器   1. 温度控制器:欧姆龙、岛电、理化、欧陆、奥托尼克斯、东崎、万讯等   2. 模拟表、数字面板表:计数器、计时器、长度计;功率、功率因数、工频表;频率、转速、线速表;传感器专用数显表;时间继电器;温度、温控表;面板表头;电压、电流表;电子计数器;智能化计数器;智能仪表;DX预置式计时计数器及一些其它测量仪表   3. 液位控制器、光电开关、接近开关、旋转编码器、位移传感器、称重传感器、热电偶、热电阻、压力变送器、电量变送器、温度变送器、隔离端子、(以上产品品牌为国内外等厂家)   ² 微机变频自动供水、输油、输气设备及附件   远传压力表、电接点压力表、水位计、微机控制器、压力变送器、柜体、面板表、定时器、TW水位表、屏蔽线、报警器、投入式压力传感器   ² 数控技术服务   1. 经销数控系统:三菱、西门子、法那克、AB、安川、思格哈、广州、泸州、新方达、易可得   2. 经销伺服系统及伺服电机 (1) 交流伺服及电机:三菱、西门子、法那克、AB、安川、百格拉、松下    (2) 步进电机驱动器及步进电机:百格拉、广州、斯达特、三洋、常州、四通   3.数控改造、普车改数控;   4.专机设计制造;   5.数控系统维修;   6.数控技术培训;   ² 维修各种变频器、PLC及伺服驱动系统   ² 锅炉控制系统设计、安装、调试   ² 自动化控制工程设计、安装、调试   ² 西门子、欧姆龙、三菱等技术参考资料及软件   单 位:沈阳英德尔电子有限公司   地 址:沈阳市和平区文萃路4-12号   电 话:024-23908680 81681205 81685017   传 真:024-23991031   联 系 人:洪艳红 陈 卓

tony6

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56楼
如果给我来一分全面的话那谢了,我的EMAIL:lrysystem@163.com

thunis

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北京泰运海天科技有限公司 【在线联系】      地址 北京市海淀区长春桥路5号新起点嘉园10栋907室   电话 010-82561559,82561558,,82562866   传真 010-82561557   邮编 100086   E-mail TYHT1@HOTMAIL.COM   品牌 ABB,SIEMENS,SCNEIDER   国家/地区 中国/北京   公司介绍 北京泰运海天科技有限公司成立1995年是国内最早从事ABB传动产品代理分销,技术服务,系统集成的专业自动化系统工程公司.十年来公司艰苦创业,目前已显露规模,在ABB传动同行中具有较高的知名度和影响力.为广大客户提供电气自动化领域的产品销售、维修及技术培训、工程项目设计与开发、电气成套、系统集成等优良服务。公司下设系统集成部、商务部、财务部、开发部、。经过不断发展,公司员工队伍中技术人员全部具有大学本科以上学历,其中硕士占40%,分别来自清华,首钢,北京科技大学等高等院校及高科技企业,拥有一大批在自动化领域中具有丰富经验的工程技术人员。近年来成功地承接了一大批电气传动工程和自动化控制工程项目,包括项目开发设计和技术服务。在实际工程项目中坚持设计合理、技术领先,价格合理,服务优质而等原则,采用DCS,变频器、PLC、工控机、触摸屏等先进工控产品,项目涉及冶金、石化、环保及市政等领域,取得了首都钢铁公司,唐山钢铁公司,锦西石化公司,天津钢铁公司等一大批自动化工程项目,其中2003年ABBACS1000系列高压变频在同行中销售业绩排名第一,可为用户专门设计、制作各类电控设备。尤其在冶金交直流调速、变频节能控制及传动工程,是泰运海天的强项。   主要产品 一、高压变频器   ABBACS1000系列高压变频器及附件   二、ABB变频器及附件    ABB ACS800系列变频器   ABB ACS600系列变频器   ABB ACS550系列变频器   ABB ACS400系列变频器   三、可编程控制器   西门子S7400,300,200系列PLC产品   四、软起动器   ABB PST系列软启动器   ABB PSD系列软启动器(内置过载继电器)   ABB PSD系列软启动器(无过载继电器)   ABB PSDH系列重载型软启动器   ABB PSS系列软启动器   五、直流调速   ABB直流调速    六低压电器   ABB低压电器 施耐德低压电器 ABB断路器系列      七、系统及项目   系统产品 工程服务

新兔

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广东容济: 本人不才,做了多年风机,水泵变频控制.还没遇到其负载特性为恒转距,应该说是平方负载或接近平方负载.请尊重科学. 新兔1

高性能矢量变频器

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59楼
变频调速技术在风机、泵类应用中的节能分析      一、引言   在工业生产和产品加工制造业中,风机、泵类设备应用范围广泛;其电能消耗和诸如阀门、挡板相关设备的节流损失以及维护、维修费用占到生产成本的7%~25%,是一笔不小的生产费用开支。随着经济改革的不断深入,市场竞争的不断加剧;节能降耗业已成为降低生产成本、提高产品质量的重要手段之一。   而八十年代初发展起来的变频调速技术,正是顺应了工业生产自动化发展的要求,开创了一个全新的智能电机时代。一改普通电动机只能以定速方式运行的陈旧模式,使得电动机及其拖动负载在无须任何改动的情况下即可以按照生产工艺要求调整转速输出,从而降低电机功耗达到系统高效运行的目的。   八十年代末,该技术引入我国并得到推广。现已在电力、冶金、石油、化工、造纸、食品、纺织等多种行业的电机传动设备中得到实际应用。目前,变频调速技术已经成为现代电力传动技术的一个主要发展方向。卓越的调速性能、显著的节电效果,改善现有设备的运行工况,提高系统的安全可靠性和设备利用率,延长设备使用寿命等优点随着应用领域的不断扩大而得到充分的体现。      二、综述   通常在工业生产、产品加工制造业中风机设备主要用于锅炉燃烧系统、烘干系统、冷却系统、通风系统等场合,根据生产需要对炉膛压力、风速、风量、温度等指标进行控制和调节以适应工艺要求和运行工况。而最常用的控制手段则是调节风门、挡板开度的大小来调整受控对象。这样,不论生产的需求大小,风机都要全速运转,而运行工况的变化则使得能量以风门、挡板的节流损失消耗掉了。在生产过程中,不仅控制精度受到限制,而且还造成大量的能源浪费和设备损耗。从而导致生产成本增加,设备使用寿命缩短,设备维护、维修费用高居不下。   泵类设备在生产领域同样有着广阔的应用空间,提水泵站、水池储罐给排系统、工业水(油)循环系统、热交换系统均使用离心泵、轴流泵、齿轮泵、柱塞泵等设备。而且,根据不同的生产需求往往采用调整阀、回流阀、截止阀等节流设备进行流量、压力、水位等信号的控制。这样,不仅造成大量的能源浪费,管路、阀门等密封性能的破坏;还加速了泵腔、阀体的磨损和汽蚀,严重时损坏设备、影响生产、危及产品质量。   风机、泵类设备多数采用异步电动机直接驱动的方式运行,存在启动电流大、机械冲击、电气保护特性差等缺点。不仅影响设备使用寿命,而且当负载出现机械故障时不能瞬间动作保护设备,时常出现泵损坏同时电机也被烧毁的现象。   近年来,出于节能的迫切需要和对产品质量不断提高的要求,加之采用变频调速器(简称变频器)易操作、免维护、控制精度高,并可以实现高功能化等特点;因而采用变频器驱动的方案开始逐步取代风门、挡板、阀门的控制方案。   变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系: n =60 f(1-s)/p,(式中n、f、s、p分别表示转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数);通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。变频器就是基于上述原理采用交-直-交电源变换技术,电力电子、微电脑控制等技术于一身的综合性电气产品。      三、节能分析   通过流体力学的基本定律可知:风机、泵类设备均属平方转矩负载,其转速n与流量Q,压力H以及轴功率P具有如下关系:Q∝n ,H∝n2,P∝n3;即,流量与转速成正比,压力与转速的平方成正比,轴功率与转速的立方成正比。   以一台水泵为例,它的出口压头为H0(出口压头即泵入口和管路出口的静压力差),额定转速为n0,阀门全开时的管阻特性为r0,额定工况下与之对应的压力为H1,出口流量为Q1。流量-转速-压力关系曲线如下图所示。      在现场控制中,通常采用水泵定速运行出口阀门控制流量。当流量从Q1减小50%至Q2时,阀门开度减小使管网阻力特性由r0变为r1,系统工作点沿方向I由原来的A点移至B点;受其节流作用压力H1变为H2。水泵轴功率实际值(kW)可由公式:P =Q·H/(η c·η b)×10-3得出。其中,P、Q 、H 、η c 、η b 分别表示功率、流量、压力、水泵效率、传动装置效率,直接传动为1。假设总效率(η c·η b)为1,则水泵由A点移至B点工作时,电机节省的功耗为AQ1OH1和BQ2OH2的面积差。如果采用调速手段改变水泵的转速n,当流量从Q1减小50%至Q2时,那么管网阻力特性为同一曲线r0,系统工作点将沿方向II由原来的A点移至C点,水泵的运行也更趋合理。在阀门全开,只有管网阻力的情况下,系统满足现场的流量要求,能耗势必降低。此时,电机节省的功耗为AQ1OH1和CQ2OH3的面积差。比较采用阀门开度调节和水泵转速控制,显然使用水泵转速控制更为有效合理,具有显著的节能效果。   另外,从图中还可以看出:阀门调节时将使系统压力H升高,这将对管路和阀门的密封性能形成威胁和破坏;而转速调节时,系统压力H将随泵转速n的降低而降低,因此不会对系统产生不良影响。   从上面的比较不难得出:当现场对水泵流量的需求从100%降至50%时,采用转速调节将比原来的阀门调节节省BCH3H2所对应的功率大小,节能率在75%以上。   与此相类似的,如果采用变频调速技术改变泵类、风机类设备转速来控制现场压力、温度、水位等其它过程控制参量,同样可以依据系统控制特性绘制出关系曲线得出上述的比较结果。亦即,采用变频调速技术改变电机转速的方法,要比采用阀门、挡板调节更为节能经济,设备运行工况也将得到明显改善。      四、节能计算   对于风机、泵类设备采用变频调速后的节能效果,通常采用以下两种方式进行计算:   1、根据已知风机、泵类在不同控制方式下的流量-负载关系曲线和现场运行的负荷变化情况进行计算。   以一台IS150-125-400型离心泵为例,额定流量200.16m3/h,扬程50m;配备Y225M-4型电动机,额定功率45kW。泵在阀门调节和转速调节时的流量-负载曲线如下图示。根据运行要求,水泵连续24小时运行,其中每天11小时运行在90%负荷,13小时运行在50%负荷;全年运行时间在300天。      则每年的节电量为:W1=45×11×(100%-69%)×300=46035kW·h   W2=45×13×(95%-20%)×300 =131625kW·h    W = W1+W2=46035+131625=177660kW·h   每度电按0.5元计算,则每年可节约电费8.883万元。   2、根据风机、泵类平方转矩负载关系式:P / P0=(n / n0)3计算,式中为P0额定转速n0时的功率;P为转速n时的功率。   以一台工业锅炉使用的22 kW鼓风机为例。运行工况仍以 24小时连续运行,其中每天11小时运行在90%负荷(频率按46Hz计算,挡板调节时电机功耗按98%计算),13小时运行在50%负荷(频率按20Hz计算,挡板调节时电机功耗按70%计算);全年运行时间在300天为计算依据。   则变频调速时每年的节电量为:W1=22×11×[1-(46/50)3]×300=16067kW·h   W2=22×13×[1-(20/50)3]×300=80309kW·h   Wb = W1+W2=16067+80309=96376 kW·h   挡板开度时的节电量为:W1=22×(1-98%)×11×300=1452kW·h   W2=22×(1-70%)×11×300=21780kW·h   Wd = W1+W2=1452+21780=23232 kW·h   相比较节电量为:W= Wb-Wd=96376-23232=73144 kW·h   每度电按0.5元计算,则采用变频调速每年可节约电费3.657万元。   某工厂离心式水泵参数为:离心泵型号6SA-8,额定流量53. 5 L/s,扬程50m;所配电机Y200L2-2型37 kW。对水泵进行阀门节流控制和电机调速控制情况下的实测数据记录如下:      流 量L/s 时 间(h) 消耗电网输出的电能(kW·h)    阀门节流调节 电机变频调速   47 2 33.2×2=66.4 28.39×2=56.8   40 8 30×8=240 21.16×8=169.3   30 4 27×4=108 13.88×4=55.5   20 10 23.9×10=239 9.67×10=96.7   合计 24 653.4 378.3   相比之下,在一天内变频调速可比阀门节流控制节省275.1 kW·h的电量,节电率达42.1%。      五、结束语   风机、泵类等设备采用变频调速技术实现节能运行是我国节能的一项重点推广技术,受到国家政府的普遍重视,《中华人民共和国节约能源法》第39条就把它列为通用技术加以推广。实践证明,变频器用于风机、泵类设备驱动控制场合取得了显著的节电效果,是一种理想的调速控制方式。既提高了设备效率,又满足了生产工艺要求,并且因此而大大减少了设备维护、维修费用,还降低了停产周期。直接和间接经济效益十分明显,设备一次性投资通常可以在9个月到16个月的生产中全部收回。

新兔

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发表于:2004-02-27 08:10:00
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