大压转频技艺在新型泵类运用时的环保化剖析.docx

大压转频技艺在新型泵类运用时的环保化剖析 1风机、泵类设备多数采用异步电动机直接驱动的方式运行， 存在起动电流大，机械冲击、电气保护特性差等缺点，不仅影响设备 使用寿命，而且当负载故障时不能瞬间动作保护设备，时常出现泵损 坏同时电机也被烧毁的现象。近年来，加2■采用变频调速器，易操作、 免维护、控制精度高，并可以实现高功能化等特点；因而采用变频器 驱动的方案开始逐步取代风门、挡板、阀门的控制方案。 变频调速器基本原理是根据电机转速与工作输入频率成正比 的关系n= 60f （ 1 一 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），通过改变电动机工作电源 频率达到改变电机转速的目的。变频器就是基于上述原理采用交一直 一交电源变换技术、电力电子、微电脑控制等技术于一身的综合性电 气产品O 引风机电机参数：额定电压：6kV；额定功率：220kW给水 泵电机参数：额定电压：6kV；额定功率：280kW通过理论计算得 出，变频调速器对电机速度调节后的节能效果非常显著。 2节能对比分析 根据流体力学知识，风机和泵类负载特性如下：流量Q与转速 n —次方成正比，即Q*n；功率P与转速n三次方成正比，即P^n3； 功率P与流量Q三次方成正比，即P*Q3； 2.1引风机节能分析 改造前风机的额定转速N为992rpm,现在风机的正常转速N1 为740rpm,即为额定转速的740/ 992 = 75% ,根据Q^n, P*n3, 可推出：n 1 = Q 1 / Qnxn P 1 = （ n 1 /nn） 3xPn= （ 75%） 3 Pn = 42%Pn式中，nn为额定转速，Qn为额定流量，Q 1为实际需 流量，P 1为变频调节后的实际功率，P n为额定功率，nl为变频 后电机需要的转速。 变频调节节电率理论值为（Pn-Pl） /Pn=58%但在实际中应 扣除由于转速下降可能引起的系统效率下降等因素的影响，即便如 此，节电效果还是比较显著的，这就是高压变频器在风机或水泵上应 用的节电原理。因此，降低转速，流量减少，功率相应立方关系降低。 根据多年的变频改造丰富经验，实际风机或水泵系统节电率根据实际 运行工况一般可达到30%?80% （原理图如所示）。 2. 2引风机节能计算： 采用变频后每日节电量（采用变频后电机负荷按平均65% 计）： （220kW- 220kWx65%） x24h= 1848度每天可实现节电量（节 电率按75%计）： 1848 度x75%= 1384 度 注：（d） 1 ■输出端风门控制时电动机的输入功率；2■输入 端风门控制时电机的输入功率；3■釆用转差电动机、液力耦合器时 电动机的输入功率；4 ■变频器调速控制时变频器的输入功率。 正方形面积■全风量时的电动机轴功率输入端风门控制。 正方形面积■全风量时的电动机轴功率液力耦合器调速电 动机调速控制。 正方形面积■全风量时的电动机轴功率变频调速控制每Fl 节约电费(按电费0?4元/度计):1384度：0.4元/度=554. 4元每 年节约电费：(实际运行按300天计)：554. 4元/0x300 0= 166320 元当采用变频调速时，可以按需要升降电机转速，改变水泵的性能曲 线，使水泵的额定参数满足工艺要求，根据水泵的相似定律，变速前 后给水量、出口水压、功率与转速之同关系为： Ql/Q2 = nl/n2；Hl/H2 = nl/n2；Pl/P2= ( n 1 /n2) 3； QI、Hl、Pl -水泵在n 1转速时的给水量、水压、功率；Q2、 H2、P 2 -水泵在n2转速时相似工况条件下的给水量、水压、功率。 假如转速降低一半,即:n2/n 1 = 1/2,则P2/Pl = l/8, 可见降低转速能大大降轴功率达到节能的目的。当转速由n降为n 2 时，水泵的额定工作参数Q、H、P都降低了。但从效率曲线一Q看, Q2点的效率值与Q1点的效率值基本是一样的。即当转速降低时， 额定工作参数相应降低，但效率不会降低，有时甚至会提高。因此在 满足操作要求的前提下，水泵仍能在同样甚至更高的效率下工作。 降低了转速，给水量就不再用阀门来控制，阀门始终处于全开 状态，避免了由于关小阀门引起的压力损失增加，也就避免了总效率 的下降，确保了能源的充分利用。 2. 3给水泵节能计算 发电机组按锅炉给水泵实际测量或运行记录为依据，假设给水 量与阀门开度近似，j线性关系，每年按运行7000h计算，不同负荷 的运行时间如下：未改变频调速时水泵功率按下式计算：P原=1. 732xIxVxCos V是电机电压（V） ； I是电机实际运行电流（A）； cos是功率因数，取0.8. 改变频率后锅炉给水泵的功率，根据相似定律，由下式计算： P变=（Q变/ Q定）3xp额/