采用变频技术实现风机节能降耗_完整版.docVIP

离心鼓风机控制系统方案 一、概述 目前，我国钢铁企业的风机在运行中普遍存在以下三个问题： 1、单机效率低，国内产品比国外的效率约低5%～10%。这是市场竞争条件下制造厂应提高产品技术质量的问题。 2、系统运行效率低。这是因为系统单机选型匹配不当、系数裕度过大和不合理的调节方式所造成。参数裕度过大由两方面造成：一是设计规范的裕度系数过大，“宽打窄用”；另一是系统中 单机选型过大，向上靠档、宁大勿小。最终造成整套系统“大马拉小车”欠载运行的不合理 匹配状况。 3、由于第2项原因，多数风机都要靠风门或闸阀来节流，人为地增加管网阻力以减小流量，因此阻力损失相应增加，而此时风机和水泵的特性曲线不变，叶片转速不变，系统输入功率并无减少，而是白白地损失在节流过程中。所以当风量变化时，就风机系统而言，会浪费大量的电能。另外，在节流调节方式中，电动机、风机等长期处于高速、大负载下运行，造成维护工作量大，设备寿命低，并且运行现场噪声大，影响环境。 经测算，当机泵的流量由100%降到50%时，若分别采用出口和入口阀门 的节流调节方式，则此时电机的输入功率分别为额定功率的84%和60%，而此时机泵的轴功率仅为12.5% ，即损失功率分别为71.5%和47.5%，这说明即使机泵的设计效率为100%， 在不采用先进的调节措施时，其实际的运行效率可能只有百分之十几或更低。? 改变这种状况的最好方法是采用目前国际上己广泛运用于风机节能领域的先进变频调速技术和智能控制技术变频器：多电平直接变频器。 n=60f(1-S)/p 可把调速方式分为三大类:①改变电机的极对数P;②改变电机的转差率S;③改变电源的频率f。三者均可调速，但改变电机的极对数相当困难，会使电机结构变复杂，而且不能实现无极调速。改变电机的转差率会带来较大的转差损耗，使效率降低，而且调速范围也受到限制。唯有改变电源频率的方法，从高速到低速都可以保持高效率，宽范围和高精度的调速性能。因此，交流调速以变频调速成为发展方向是毫无疑问的。由《电机学》可知，定子绕组的反电动势是定子绕组切割旋转磁场磁力线的结果，本质上是定子绕组的自感电动势。其三相异步电机定子每相电动势的有效值是: E=4.44KFNφ 式(1) 式中:E— 气隙磁通在定子每相中感应电动势的有效值，单位为v; F—定子频率，单位为Hz; N—定子每相绕组串联匝数; K—与绕组结构有关的常数; φ—每极气隙磁通量，单位为WB。 当电动势的值较高时，可以忽略定子绕组的漏磁阻抗压降，而认为定子相电压U≈E,则由式(1)可得: φ=C(V/f ) C为常数式(2) 在变频调速的过程中，在不损坏电机的条件下，为了充分利用电机的铁心，发挥电机转矩的能力，希望在变频时保持每极磁通量○为额定值不变。因为如果气隙磁通量大于额定气隙磁通量，则电机的铁心产生过饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时会因绕组过热而损坏电机。要保持磁通为额定磁通，则由式(2)可知，在调频的时候必须同时调压，才能满足对异步电动机变频调速的基本要求。所以，变频器有时又称为变压变频装置，这是通用变频器工作的最基本原理。 (2) 变频器节能原理 风机是传送气体的机械设备，电动机的轴功率转变为流体的一种机械。风机电机输出的轴功率为: Pf=QfHf/102ηfηC 其中:Qf—流量;Hf—风压;ηf—风机效率ηc—传动机构效率 从流体力学原理得知，风机风量与电机转速相关。当风量减少，风机转速下降时，其电动机输入功率迅速降低。由风机的工作原理可知:风机的风量与风机的转速成成正比，风机的风压与风机电机的平方成正比，风机的轴功率等于风量与风压的乘积，而风机的轴功率与风机电机转速的三次方成正比。根据上述原理可知改变风机的转速就可改变风机的功率。 三、我厂风机使用变频器的优点 (1) 体积小，重量轻，安装简单，操作使用方便。 (2) 能进行无极调速，调速范围广，且调速精度高，适用性强。 (3) 降低了启动电流，提高了电器保护质量。 使用变频器后，电机可以软启动，启动电流由原来的6倍左右降低到1.7倍以下，而启动转矩不下降，甚至可以提高。因此，对电机和电网的冲击大幅度下降，启动压降减少，对电网的容量要求降低。 (4) 噪音变小，原来在风机房里说话听不清，现在在风机房里一般声音的对话都能听清，深受操作人员的欢迎。 (5) 节电效果显著 经半年的运行，根据使用变频调速器前后正常生产的统计计算，节电率达到34.10%。风机输入功率降低22.18kW。一年可节约电能10.97万kW·h。 (6) 由于阀门的动作开头次数大大减少，减少了系统的设备故障，对稳定炉窑的热工制度打下了良好基础。 四、使用变频器存在问题及解决方法 变频调速器