ABB节能计算2006-04-19..doc

窑尾高温风机变频应用 分析报告 ABB 北京传动系统公司 水泥厂项目简介 通常情况下，水泥厂的大型风机，主要集中在窑尾高温风机和循环风机，同时许多水泥厂由于负荷变化较大，因此风机的输出功率变化很大，原有的调节方式主要是通过调节风门或开关电机来实现，浪费很多能源，也给设备造成损伤，减少寿命。具体分析如下： 风机： 1 生产量有变化，所需风量亦应有所变化，现在主要通过风门调节风量，而电机带动风机以原有的速度运转，此时电机照常输出额定功率，通过风门调节风量，浪费了大量能源，会经常出现的风门两端温度不一致的现象，原因既是风门挡住风量，而电机照常输出额定功率，因此系统不需要的风能变为热能。 同时，风门易损耗，电机长期在满负载运转，寿命受影响。 2 风机的启动停止依靠水电阻或液力耦合器启动，启动电流大，一般是电机额定电流的5-6倍，对于减速箱和负载会有较大的机械冲击。同时对于电机无法实现有效保护。 总之：生产量的变化，系统所需要的冷却风亦有所变化，相应的风机的所需能量亦有所变化，现有的调节系统无法改变风机的耗能，无形中浪费大量能源，同时造成整个系统无法工作在最佳效率点上，设备损耗增大。 变频传动与液力耦合传动之比较： 比较项目 ???交流变频器 液力耦合器 效率 交流变频器的运行效率通常在98-99%，平均比传统的液力耦合器高20个百分点。如果考虑从电源到最终负载的整体效率，变频器回路比液力耦合器回路高30%。 传统的液力耦合器效率与速度呈线性关系，因而通常的效率较低。 精确度 转矩输出的静态特性达0.1%，而且在系统电压发生波动时能有效避免输出波动 输出精度差，而且会受到系统电压波动的影响，使输出稳定性受扰。 动态响应特性 动态阶跃响应时间小于30毫秒，ABB变频器可以小于10毫秒 输出的动态响应时间通常在秒级，如从30%到80%需要10秒左右。 调速范围 0-100% 典型的调速范围是60-100%。 运行维护 1.没有任何的机械磨损. 2.平均修复时间为3.51小时 3.可用率99.998%,相当于每年11分钟. 1. 靠机械传动，有磨损，而且故障时往往需要长时间修复 2. 平均修复时间为86小时 3. 可用率99.94%.相当于每年5.3小时. 4. 有上百升的润滑油需要处理,因此需要辅助油泵等设备. 附加成本 由于电动机电流冲击的现象不存在，因此电网的成本不会增加，继电保护等大多集成在变频器内，实现起来很方便。 电动机的冲击电流可达6-7倍，电网、馈电、继电保护成本等均需考虑此因素。 谐波 输入侧和输出侧有谐波，符合国际和国内标准对谐波的规定。 直接在线运行，没有谐波 转矩脉动 输出侧谐波会造成转矩脉动，但小于1% 不存在输出谐波造成的转矩脉动，但由于没有转矩补偿功能，电网波动会造成输出波动。 空间 空间布置灵活。 液力耦合器必须在电动机和负载之间，灵活性差 环境 对环境温度、洁净程度要求较高，但本身对环境无污染。 对环境条件的要求低，但由于本身含有百升以上的润滑油，不可避免对环境造成污染。 初始投资 相对高。 典型的投资是变频器的50-60% 后期成本（指维护费用、故障损失、生产稳定性成本、环境污染处理、节能） 低 高  变频传动节能原理(如上图)： 根据风机的相似原理： Q1/Q2=n1/n2 H1/H2 = (n1/n2)2 P1/P2=(n1/n2)3 其中Q、H、P、n分别为风机的流量、风压、轴功率和转速。 由此可见，通过控制水泵的转速可以减少电机的轴功率，而电机轴功率成三次方下降，而交流电动机的同步转速公式为：n0=60f/p 其中n、f (此图为电机直接接在电网上的耗电量，因是定速使用，因此耗电 量为一恒定值，横坐标为速度百分比，1对应10%的额定转速，10对应100%的额定转速，纵坐标表示耗电量百分比，20表示20%的电机额定功率，100表示100%的电机额定功率) (此图为用ABB变频器控制电机的耗电量，横坐标为转速百分比，10对应10%的额定转速，100对应100%的额定转速，纵坐标表示耗电量百分比，20对应20%的电机额定功率，100对应100%的电机额定功率，由图可见，应用ABB变频器后，耗电量有大幅度的降低) 转速百