鋒速達通風降溫系統(tǒng)
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廠房降溫_風機變頻改造節(jié)能技術(shù)
風機是水泥廠運行的主要設(shè)備,耗電量占廠用電的30%左右,其運行調(diào)節(jié)方式通常是通過調(diào)節(jié)擋板、閥門開度來調(diào)節(jié)風量,由于在擋板上產(chǎn)生了附加的壓力損失,浪費了大量能源。采用變頻調(diào)速技術(shù)改造風機系統(tǒng)，不僅可以節(jié)約能源，而且使系統(tǒng)運行更加合理可靠。
1.節(jié)能分析
變頻調(diào)速是近代電氣工程中發(fā)展最快的一種電機調(diào)速方式，其轉(zhuǎn)速方程式為：n=60f(1-s)/p,只要改變f，就可實現(xiàn)n的變化而達到無級調(diào)速的目的。其中：f-電源頻率；p-電機極對數(shù)；s-電機轉(zhuǎn)差率；n-電機轉(zhuǎn)速。從流體力學(xué)原理得知,風量與轉(zhuǎn)速成正比,風壓與轉(zhuǎn)速平方成正比,軸功率與轉(zhuǎn)速立方成正比。根據(jù)貴方提供擋風在75%-80%，不需用風量25%-20%被放調(diào)，按最保守情況估計,使用變頻器后電機最高運行頻率為43HZ，根據(jù)軸功率與轉(zhuǎn)速三次方成正比例，即P´/P=(43/50)3 =63.61%,即節(jié)電率為(1-63.61%)=36.39%。風機率效因素及外界管路損耗影響外，保守估計節(jié)電率不低于20%。此外還沒有考慮軟啟動和對電機及機械系統(tǒng)保護發(fā)生的修理而節(jié)約的費用。根據(jù)貴方工況情況一年可節(jié)電如下:
132KW電機的變頻改造電額為：
132KW*24（小時/天）*30（天/月）*12（月/年）*0.87（功率因數(shù)）*（節(jié)電率）*0.7電費（元/度）
附表風機/泵類負載應(yīng)用變頻器的節(jié)電率
2.風機調(diào)速的節(jié)能原理
根據(jù)流體力學(xué)原理，風量正比于風機轉(zhuǎn)速，而軸功率正比于風機轉(zhuǎn)速的三次方。具體舉例說明如下:
2.1當風機的轉(zhuǎn)速下降到原來的80％時，風量也下降到原來的80％。而此時軸功率下降到原來的(80％)3=51.2％。這樣在風量Q僅下降到80％(實際下降2喘)的情況下，軸功率則下降到滿負荷的51.2％(實際下降48.8％)，即理論節(jié)能48.8％。
2.2而實際上由于改造水封閉設(shè)施等因素，絕大多數(shù)鍋爐的實際用風量會下降到80％以下。
3.調(diào)速方式的選取
一般水泥廠用的較多的電機調(diào)速方式有電磁滑差離合器調(diào)速、液力耦合器調(diào)速和液力離合器調(diào)速。這幾種調(diào)速方式的優(yōu)點是投資少,節(jié)能效果較好,缺點是存在轉(zhuǎn)差損失,效率較低,運行可靠性低,維修量大。近些年來電力電子技術(shù)、計算機控制技術(shù)和自動控制技術(shù)飛速發(fā)展,交流變頻調(diào)速技術(shù)已進入大功率、高性能的發(fā)展階段,這項技術(shù)具有優(yōu)異的調(diào)速和啟、制動性能,且調(diào)節(jié)精度高,控制靈活,節(jié)能效果顯著。
4.變頻調(diào)速節(jié)能原理
異步電機的轉(zhuǎn)速n與電源頻率f、轉(zhuǎn)差率S、電機極對數(shù)P的關(guān)系由下式?jīng)Q定,可用以下表示:
可以看出,轉(zhuǎn)速n與電源頻率f成正比,即改變f就可改變n�；谶@一原理,制成變頻器作為變頻電源來調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。變頻調(diào)速不存在勵磁滑差損耗和擋板、閥門節(jié)流功率損耗,不存在轉(zhuǎn)差損耗,因此節(jié)能效果良好。變頻調(diào)速的調(diào)速范圍大,電機可在0%～100%頻率轉(zhuǎn)速下運行,可以實現(xiàn)無級調(diào)速。采用變頻調(diào)速對引風機改造無需更換電動機。這項技術(shù)可使控制方式更加靈活,便于集中調(diào)控,提高了自動化水平。
5.改造前設(shè)備工況
由于設(shè)備是通過調(diào)節(jié)擋風板和閥門的開啟角度的機械調(diào)節(jié)方法來滿足不同的用風量，這種操作方式的缺點是:
5.1電機及風機的轉(zhuǎn)速高，負荷強度重，電能浪費嚴重；
5.2調(diào)節(jié)精度差，控制不精確；
5.3電氣控制直接起動，啟動時電流對電網(wǎng)沖擊大，需要的電源（電網(wǎng)）容量大,負壓風機外框，功率因素較低；
5.4起動時機械沖擊大,設(shè)備使用壽命低；
5.5電氣保護特性差，當負載出現(xiàn)機械故障時不能瞬間動作保護設(shè)備等。采用變頻器可實現(xiàn)大的電動機的軟停、軟起，避免了啟動時的電壓沖擊，減少電動機故障率，延長使用壽命，同時也降低了對電網(wǎng)的容量要求和無功損耗。
6,車間降溫水簾.變頻改造方案
變頻柜具有工/變頻切換功能，系統(tǒng)各臺電機均由相應(yīng)變頻器驅(qū)動，在變頻器出現(xiàn)故障時可自動切換到工頻啟動，以保證生產(chǎn)的連續(xù)性。能遠程控制起動、停止。
7.節(jié)能效果分析
按一臺收塵風機計算
引風機功率：132KW
改造前每天耗電量：132X24=3168KWH
每年耗電量：3168X300=950400KWH(按每年運行300天計算)
改造后每天耗電量： 132X24X51.2％=1622.016KWH
每年耗電量：1622.016X300X51.2=486604.8KWH (按每年運行150天計算)
改造前后每年節(jié)省電能：950400—486604.8=463795.2KWH
按每KWH電0．7元計算
每年節(jié)電：463795.2X0．7=324656.64元
實際使用中，再考慮到現(xiàn)場的其它諸多因素，一臺132千瓦收塵風機可節(jié)省電費30萬元左右，設(shè)備投資約100000元左右。這樣半年左右便可收回設(shè)備投資。同時由于風量調(diào)節(jié)比較合理，提高了風機收塵效率。最重要的由于降低了風機轉(zhuǎn)速，因而大幅度的降低了噪音，對環(huán)保方面也有很大改善。
對于羅茨風機，雖然節(jié)能比率低一些（10%以上），由于羅茨風機運行時間較長節(jié)能效果也同樣非�？捎^。
8.采用變頻器控制將有以下諸多優(yōu)點
8.1采用變頻器控制電機的轉(zhuǎn)速，取消擋板調(diào)節(jié)，降低了設(shè)備的故障率，節(jié)電效果顯著；
8.2采用變頻器控制電機，實現(xiàn)了電機的軟啟動，延長了設(shè)備的使用壽命，避免了對電網(wǎng)的沖擊；
8.3電機在低于額定轉(zhuǎn)速的狀態(tài)下運行，減少了噪聲對環(huán)境的影響；
8.4具有過載、過壓、過流、欠壓、電源缺相等自動保護功能；
8,大型屋頂風機.5變頻具有工/變頻自動切換功能，能夠保證生產(chǎn)的連續(xù)性。
9.結(jié)束語
實踐證明，變頻改造具有顯著的節(jié)電效果，是一種理想的調(diào)速控制方式。既提高了設(shè)備效率，又滿足了生產(chǎn)工藝要求，并且還大大減少了設(shè)備維護、維修費用，另外當采用變頻調(diào)速時，由于變頻裝置內(nèi)的直流電抗器能很好的改善功率因數(shù)，也可以為電網(wǎng)節(jié)約容量。直接和間接經(jīng)濟效益十分明顯。
