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山宇變頻器水泥行業(yè)風(fēng)機變頻節(jié)能的解決方案

2009年02月25日 19:02:28人氣:750來源:煙臺勾股通信技術(shù)有限公司

一 引言
     在水泥行業(yè)的立窯、回轉(zhuǎn)窯風(fēng)機這樣的設(shè)備,耗電量極大,起動電流很高,要求變壓器有足夠大的富余量,同時用電動閥門、擋風(fēng)板等裝置來調(diào)節(jié)風(fēng)量,在風(fēng)道系統(tǒng)設(shè)計時,為滿足生產(chǎn)環(huán)境的zui大要求,必須留有余量,因此風(fēng)機的風(fēng)量和壓力往往偏大,功率的偏大設(shè)計必然造成能量的浪費。
      在傳統(tǒng)的情況中,都是采用閥門來調(diào)節(jié)風(fēng)量的,有些也采用旁通閥或者回流閥來解決流量和壓力余量過大的問題,這些方法都存在著很大的能量消耗,很多的風(fēng)機有30~70%的能量是消耗在調(diào)節(jié)閥的壓降上的,不僅造成電能的浪費,工作效率低,而且開動閥門時,還發(fā)出嘯聲和振動,經(jīng)常發(fā)生事故。
      近幾年來變頻技術(shù)的出現(xiàn),*改變了這一狀況,實踐證明在風(fēng)機的系統(tǒng)中接入變頻系統(tǒng),利用變頻技術(shù)改變電機轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)風(fēng)量和壓力的變化用來取代閥門控制風(fēng)量,能取得明顯的節(jié)能效果。
  
二. 節(jié)能原理
   立窯、回轉(zhuǎn)窯上的風(fēng)機的運行工況由立窯、回轉(zhuǎn)窯的負(fù)荷情況決定,根據(jù)流體力學(xué)理論,電機軸功率P和風(fēng)量Q、壓力H之間的關(guān)系為:
    P=K*H*Q/η
    其中K為常數(shù);
    η為效率。
    它們與轉(zhuǎn)速N之間的關(guān)系為:
    Q1/Q2=N1/N2
    H1/H2=(N1/N2)2
    P1/P2=(N1/N2)3
  


     圖中曲線1為風(fēng)機在恒速下壓力H和流量Q的特性曲線,曲線2是管網(wǎng)風(fēng)阻特性(閥門開度為*)。假設(shè)風(fēng)機在設(shè)計時工作在A點的效率zui高,輸出風(fēng)量Q1為*,此時的軸功率P1=Q1*H1與面積AH10Q1成正比。根據(jù)工藝要求,當(dāng)風(fēng)量需從Q1減少到Q2(例如70%)時,如采用調(diào)節(jié)閥門的方法相當(dāng)于增加了管網(wǎng)阻力,使管網(wǎng)阻力特性變到為2曲線3,系統(tǒng)由原來的工況A點變到新的工況B點運行,由圖中可以看出,風(fēng)壓反而增加了,軸功率P2與面積BH20Q2成正比,減少不多。 
     如果采用變頻調(diào)速控制方式,將風(fēng)機轉(zhuǎn)速由N1降到N2,根據(jù)風(fēng)機的比例定律,可以畫出在轉(zhuǎn)速N2下壓力H和流量Q特性如曲線4所示,可見在滿足同樣風(fēng)量Q2的情況下,風(fēng)壓H3將大幅度降低,功率P3(相等于面積CH30Q2)也隨著顯著減少,節(jié)省的功率△P=△HQ2與面積BH2H3C成正比,節(jié)能的效果是十分明顯的。
      由流體力學(xué)可知,風(fēng)量Q與轉(zhuǎn)速的一次方成正比,風(fēng)壓H與轉(zhuǎn)速的平方成正比,軸功率P與轉(zhuǎn)速的立方成正比,當(dāng)風(fēng)量減少,風(fēng)機轉(zhuǎn)速下降時,起功率下降很多。
      例如風(fēng)量下降到80%,轉(zhuǎn)速也下降到80%時,則軸功率下降到額定功率的51%; 如風(fēng)量下降到50%,功率P可下降到額定功率的13%,當(dāng)然由于實際工況的影響,節(jié)能的實際值不會有這么明顯,即使這樣,節(jié)能的效果也是十分明顯的。
  因此在有風(fēng)機、水的機械設(shè)備中,采用變頻調(diào)速的方式來調(diào)節(jié)風(fēng)量和流量,在節(jié)能上是一個zui有效的方法。
    
三. 節(jié)能系統(tǒng)
      綜上所述,只要正常生產(chǎn)過程中電動閥門的開度在85%以下,在安裝節(jié)能系統(tǒng)之后,我們預(yù)計節(jié)能率應(yīng)在30%以上。同時節(jié)能系統(tǒng)還具有以下優(yōu)點:
1. 采用閉環(huán)控制系統(tǒng),可靠性,度,穩(wěn)定性都有很大提高。
2. 實現(xiàn)電機軟起動,消除電機起動電流的沖擊,延長機械設(shè)備的使用壽命。
3. 運行平穩(wěn),減低噪音,改善工作環(huán)境。
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