《電子技術(shù)應(yīng)用》
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英威騰變頻器風(fēng)機節(jié)能改造方案
摘要: 能源是國家重要的物質(zhì),能源的供需矛盾已成為制約我國社會主義經(jīng)濟建設(shè)的主要因素之一。在能源問題上國務(wù)院提出“節(jié)約與開發(fā)并重”的方針,就是依靠技術(shù)進步,把節(jié)約能源以解決能源問題作為我國重要的技術(shù)經(jīng)濟政策。據(jù)不完全統(tǒng)計,全國風(fēng)機、水泵、壓縮機就有1500萬臺電動機,用電量占全國總發(fā)電量的40~50%,這些電動機大多在低的電能利用率下運行,只要將這些電動機電能利用率提高10~15%。
Abstract:
Key words :

·風(fēng)機的用電現(xiàn)狀
  能源是國家重要的物質(zhì),能源的供需矛盾已成為制約我國社會主義經(jīng)濟建設(shè)的主要因素之一。在能源問題上國務(wù)院提出“節(jié)約與開發(fā)并重”的方針,就是依靠技術(shù)進步,把節(jié)約能源以解決能源問題作為我國重要的技術(shù)經(jīng)濟政策。
  據(jù)不完全統(tǒng)計,全國風(fēng)機、水泵、壓縮機就有1500萬臺電動機,用電量占全國總發(fā)電量的40~50%,這些電動機大多在低的電能利用率下運行,只要將這些電動機電能利用率提高10~15%,全年可節(jié)電300億KW以上。
  根據(jù)火電設(shè)計規(guī)程SDJ-79規(guī)定,燃煤鍋爐的送、引風(fēng)機的風(fēng)量裕度分別為5%和5%~10%,風(fēng)壓" title="風(fēng)壓">風(fēng)壓裕度分別為10%和10%~15%。設(shè)計過程中很難計算管網(wǎng)的阻力、并考慮到長期運行過程中發(fā)生的各種問題,通??偸前严到y(tǒng)的最大風(fēng)量和風(fēng)壓裕度作為選型的依據(jù),但風(fēng)機的型號和系列是有限的,往往選取不到合適的風(fēng)機型號時就往上靠,裕度大于20~30%比較常見。因此這些風(fēng)機運行時,只有靠調(diào)節(jié)風(fēng)門或風(fēng)道擋板" title="擋板">擋板的開度來滿足生產(chǎn)工藝對風(fēng)量的要求。風(fēng)機機械特性為平方轉(zhuǎn)矩特性,風(fēng)機運行時,靠調(diào)節(jié)風(fēng)門或者風(fēng)道檔板的開度來調(diào)節(jié)風(fēng)機風(fēng)量的方法,稱為節(jié)流調(diào)節(jié)。在節(jié)流調(diào)節(jié)過程中,風(fēng)機固有特性不變,僅僅靠關(guān)小風(fēng)門或擋板的開度,人為地增加管路的阻力,由此增大管路系統(tǒng)的損失,不利于風(fēng)機的節(jié)能運行。
  采用調(diào)速控制裝置,通過改變風(fēng)機的轉(zhuǎn)速,從而改變風(fēng)機風(fēng)量以適應(yīng)生產(chǎn)工藝的需要,這種調(diào)節(jié)方式稱為風(fēng)機的調(diào)速控制。風(fēng)機以調(diào)速控制方式" title="控制方式">控制方式運行能耗最省,綜合效益最高。交流電機的調(diào)速方式有多種、變頻調(diào)速" title="變頻調(diào)速">變頻調(diào)速是高效的最佳調(diào)速方案,它可以實現(xiàn)風(fēng)機的無級調(diào)速,并可方便地組成閉環(huán)控制系統(tǒng)、實現(xiàn)恒壓或恒流量的控制。
  ·風(fēng)機節(jié)電原理
  如圖示為風(fēng)機風(fēng)壓H-風(fēng)量Q曲線特性圖:
  

  n1-代表風(fēng)機在額定轉(zhuǎn)速運行時的特性;
  n2-代表風(fēng)機降速運行在n2轉(zhuǎn)速時的特性;
  R1-代表風(fēng)機管路阻力最小時的阻力特性;
  R2-代表風(fēng)機管路阻力增大到某一數(shù)組時的阻力特性。
  風(fēng)機在管路特性曲線R1工作時,工況點為A,其流量壓力分別為Q1、H1,此時風(fēng)機所需的功率正比于H1與Q1的乘積,即正比于AH1OQ1的面積。由于工藝要求需減小風(fēng)量到Q2,實際上通過增加管網(wǎng)管阻,使風(fēng)機的工作點移到R2上的B點,風(fēng)壓增大到H2,這時風(fēng)機所需的功率正比H2Q2的面積,即正比于BH2OQ2的面積。顯然風(fēng)機所需的功率增大了。這種調(diào)節(jié)方式控制雖然簡單、但功率消耗大,不利于節(jié)能,是以高運行成本換取簡單控制方式。
  若采用變頻調(diào)速,風(fēng)機轉(zhuǎn)速由n1下降到n2,這時工作點由A點移到C點,流量仍是Q2,壓力由H1降到H3,這時變頻調(diào)速后風(fēng)機所需的功率正比于H3與Q2的乘積,即正比于CH3OQ2的面積,由圖可見功率的減少是明顯的。
  ·變頻改造方案
  根據(jù)風(fēng)機配置特作如下變頻改造方案:
  1)風(fēng)機上裝設(shè)變頻系統(tǒng)(如圖一);
  2)設(shè)置遠程控制和就地控制兩種方式;
  3)保留原工頻系統(tǒng)及其聯(lián)動方式,且和變頻器系統(tǒng)互為備用。



  

  變頻節(jié)能系統(tǒng)特點
  1、采用CHF100變頻器,調(diào)速范圍寬,變頻器調(diào)速范圍能適應(yīng)各種調(diào)速設(shè)備的要求,頻率范圍0.00-600.00Hz可調(diào);
  2、控制精度高,變頻器的數(shù)字設(shè)定分辨率為±0.01%,模擬設(shè)定分辨率為±0.1%;
  3、動態(tài)特性好,變頻器采用自關(guān)斷器件IGBT速度快,且采用SPWM控制模式,負載電壓和頻率受控變頻器的CPU,故調(diào)節(jié)速度快,系統(tǒng)的動態(tài)性能好;
  4、控制功能強,能滿足各種不同的控制系統(tǒng),通過端子可與各種頻率設(shè)定信號連接,如:0~10V,4~20mA。可通過端子控制正反轉(zhuǎn)等多種操作;
  5、通過合理調(diào)整轉(zhuǎn)矩提升,轉(zhuǎn)矩限定功能,電流限幅功能參數(shù),可滿足大起動轉(zhuǎn)矩,運行中負載突化也不會引起跳閘等事故;
  6、CHF100變頻器可與上位計算機或者可編程控制器(PLC)通信,實現(xiàn)遠程設(shè)定或修改變頻器參數(shù),監(jiān)控變頻器的運行狀態(tài)等信息,從而組成工業(yè)以太網(wǎng),實現(xiàn)集中控制;
  7、保護功能" title="保護功能">保護功能齊全,變頻器有25種保護功能,對過壓、欠壓、過流、過載、過熱均能通過計算機高速計算并給予保護,且能對發(fā)生故障的原因給予紀錄;
  8、變頻器內(nèi)部有電機防噪裝置,在線調(diào)節(jié)載波頻率,實時改變電機的運行噪聲。
  ·總結(jié)
   在風(fēng)機、水泵、壓縮機等應(yīng)用領(lǐng)域,引入變頻調(diào)速控制技術(shù),能達到很好的節(jié)能效果,同時,也降低了電機啟動時對電網(wǎng)的沖擊,提高了設(shè)備的功率因數(shù),延長了機械系統(tǒng)的使用壽命,提升了系統(tǒng)的可靠性,另外,因為變頻器強大的保護功能,對設(shè)備起到了很好的保護作用,有效降低了設(shè)備的維護成本。近幾年,隨著變頻調(diào)速技術(shù)的不斷推廣與應(yīng)用,從實踐結(jié)果來看,得到了良好經(jīng)濟效應(yīng)與社會效應(yīng),并且,也得到用戶的廣泛認同。

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