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變頻器在開封某風機泵上的應用

發布日期:2018-08-20 23:42:09 作者: 點擊:

引言:
    風機、泵最為一種常見的負載類型,已經廣泛應用于各個行業的各種場合。目前國家提倡節能減排,風機、泵類負載是變頻節能改造節電率最明顯的類型。目前,在此類負載場合變頻器已廣泛應用。
右圖為泵(風機)揚程流量特性曲線(H-Q)圖。在閥門控制的方式下,當系統流量從Qmax減少到Q1時,必須相應地關小閥門。這時,閥門的阻力變大,流體的節流損失增加,流道的阻力線從A0到A。
 泵(或風機)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。
根據泵(風機)的功率計算工式:

20127211125306207354.jpgP=ρgQH/1000η  式中:
P—水泵使用工況軸功率(KW)
ρ—輸出介質的密度(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,隨著閥門不斷關小,這個損耗還要增加。
 用變頻調速控制時,當流量從Qmax減少到Q,由于閥門的開度沒有變化,管網的阻力曲線不變,泵的特性曲線隨轉速由n0變化到n1。泵(風機)運行的工況點,則從b點移到d點,揚程從H0下降到H1,而用轉速控制時,根據流量Q,揚程H,功率P和轉速N之間的關系:
Q1/Q2=n1/n2; H1/H2=(n1/n2)2; P1/P2=(n1/n2)3
可知:流量Q與轉速N的一次方成正比;揚程H與與轉速N成平方比;而功率P與轉速N成立方比,若轉速下降20%,則軸功率對應下降49%,由此可見,采用變頻調速可以大幅降低電機的電耗,節省能源,降低企業成本。 
以北方集中供熱場合來說明風機泵上的變頻器應用:
集中供熱系統主要由鍋爐制造熱水熱氣,一次網通過熱水循環將熱水送到各個換熱站二次網,二次網通過個換熱站經循環泵送給各使用戶,熱水通過流經暖氣片將熱量散發到房間內的空氣中,從而進行了熱交換,經過了熱交換的水又返回鍋爐水箱中,從而達到了循環制熱的目的。
如下圖所示:

 
系統要求:
*有4臺鍋爐控制及循環、補水系統
*每臺鍋爐有鼓風、引風系統
*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
系統部分控制線路圖如下:
20127211126538142047.jpg 
鼓風機、引風機、循環泵等變頻器均由DCS系統給出指令控制:
以引風機530KW變頻器為例
RUN----COM  變頻器啟動/停止信號  
RST-----COM  變頻器故障復位
Y3-------COM  變頻器運行狀態反饋
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:
1)節能效果明顯
2)實現了軟啟動,電機啟動電流大幅下降,避免了電機啟動時對電網的沖擊
3)設備運行平穩,消除了啟動和停機時的水錘效應
4)實現了全自動控制,提高了電氣自動化水平,運行安全可靠
節能分析:
以一臺引風機53KW變頻器節能分析,平時日供風量按80%Qn計算,空載損耗按0.1(Yo≈cosnt)
工頻全速運轉時:Pp=Pn-Pk=530KW-0.1*530KW=477KW
變頻運行時:Pb=Pk+K3*Pn=53KW+0.83*530KW=324.36KW
節約功率:Pj=Pp-Pb=477KW-324.36KW=152.64KW
節電率為:Pj/Pp=(152.64KW/477KW)*100%=32%


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