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风机、水泵上变频调速节能的分析--淄博昱川电子科技有限公司

2010-03-03 淄博昱川电子科技有限公司 淄博昱川电子科技有限公司

大部分水泥厂一些设备尤其是一些大功率设备生产过程中绝大部分时间都是不满负荷,生产过程中都是调节挡风板或阀门开启角度机械调节方法来满足不同用风(水)量,这种操作方式缺点是:(1)电机及风机或水泵转速高,负荷强度重,电能浪费严重;(2)设备运行自动化程度相当低,几乎完全靠人工调节,调节精度差,控制不精确;(3)电气控制采用直接或降压起动,启动时电流对电网冲击大,需要电源(电网)容量大,功率因素较低。(4)起动时机械冲击大,设备使用寿命低;(5)噪声大,粉尘污染严重等。水泥厂主要有生料磨排风机,窑尾废气处理风机,罗茨风机,水泥磨排风机,煤磨风机、蓖冷机风机、选粉机、循环水泵、给水泵等。变频调速技术基本原理是电机转速与工作电源输入频率成正比关系: 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);改变电动机工作电源频率达到改变电机转速目。流体力学基本定律可知: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,压力与转速平方成正比,轴功率与转速立方成正比。如下图示为压力H-流量Q曲线特性图:

n1-代表电机额定转速运行时特性;
n2-代表电机降速运行n2转速时特性;
R1-代表风机、泵类管路阻力最小时阻力特性;
R2-代表风机、泵类管路阻力增大到某一数组时阻力特性。


风机、泵类管路特性曲线R1工作时,工况点为A,其流量压力分别为Q1、H1,此时风机、泵类所需功率正比于H1与Q1乘积,即正比于AH1OQ1面积。工艺要求需减小流量到Q2,实际上增加管网管阻,使风机、泵类工作点移到R2上B点,压力增大到H2,这时风机、泵类所需功率正比于H2与Q2乘积,即正比于BH2OQ2面积。显然风机、泵类所需功率增大了。这种调节方式控制简单、但功率消耗大,不利于节能,是以高运行成本换取简单控制方式。若采用变频调速,风机转速由n1下降到n2,这时工作点由A点移到C点,流量仍是Q2,压力由H1降到H3,这时变频调速后风机所需功率正比于H3与Q2乘积,即正比于CH3OQ2面积,由图可见功率减少是明显。

也就是当风机水泵转速下降10%时,电机消耗功率下降27.1%.风机水泵采用变频调速节能效果非常明显。