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廠房降溫_風(fēng)機(jī)變頻改造節(jié)能技術(shù)

風(fēng)機(jī)是水泥廠運(yùn)行的主要設(shè)備,耗電量占廠用電的30%左右,其運(yùn)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(fēng)量,由于在擋板上產(chǎn)生了附加的壓力損失,浪費(fèi)了大量能源。采用變頻調(diào)速技術(shù)改造風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，不僅可以節(jié)約能源，而且使系統(tǒng)運(yùn)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(jī)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(shí)現(xiàn)n的變化而達(dá)到無級(jí)調(diào)速的目的。其中：f-電源頻率；p-電機(jī)極對數(shù)；s-電機(jī)轉(zhuǎn)差率；n-電機(jī)轉(zhuǎn)速。從流體力學(xué)原理得知,風(fēng)量與轉(zhuǎn)速成正比,風(fēng)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(fēng)在75%-80%，不需用風(fēng)量25%-20%被放調(diào)，按最保守情況估計(jì),使用變頻器后電機(jī)最高運(yùn)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(fēng)機(jī)率效因素及外界管路損耗影響外，保守估計(jì)節(jié)電率不低于20%。此外還沒有考慮軟啟動(dòng)和對電機(jī)及機(jī)械系統(tǒng)保護(hù)發(fā)生的修理而節(jié)約的費(fèi)用。根據(jù)貴方工況情況一年可節(jié)電如下: 
　　132KW電機(jī)的變頻改造電額為： 
　　132KW*24（小時(shí)/天）*30（天/月）*12（月/年）*0.87（功率因數(shù)）*（節(jié)電率）*0.7電費(fèi)（元/度） 
　　附表風(fēng)機(jī)/泵類負(fù)載應(yīng)用變頻器的節(jié)電率 
　　 
　　2.風(fēng)機(jī)調(diào)速的節(jié)能原理 
　　根據(jù)流體力學(xué)原理，風(fēng)量正比于風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，而軸功率正比于風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的三次方。具體舉例說明如下: 
　　 2.1當(dāng)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降到原來的80％時(shí)，風(fēng)量也下降到原來的80％。而此時(shí)軸功率下降到原來的(80％)3=51.2％。這樣在風(fēng)量Q僅下降到80％(實(shí)際下降2喘)的情況下，軸功率則下降到滿負(fù)荷的51.2％(實(shí)際下降48.8％)，即理論節(jié)能48.8％。 
　　 2.2而實(shí)際上由于改造水封閉設(shè)施等因素，絕大多數(shù)鍋爐的實(shí)際用風(fēng)量會(huì)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(jī)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(diǎn)是投資少,節(jié)能效果較好,缺點(diǎn)是存在轉(zhuǎn)差損失,效率較低,運(yùn)行可靠性低,維修量大。近些年來電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)飛速發(fā)展,交流變頻調(diào)速技術(shù)已進(jìn)入大功率、高性能的發(fā)展階段,這項(xiàng)技術(shù)具有優(yōu)異的調(diào)速和啟、制動(dòng)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(jī)的轉(zhuǎn)速n與電源頻率f、轉(zhuǎn)差率S、電機(jī)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(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。變頻調(diào)速不存在勵(lì)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(jī)可在0%～100%頻率轉(zhuǎn)速下運(yùn)行,可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。采用變頻調(diào)速對引風(fēng)機(jī)改造無需更換電動(dòng)機(jī)。這項(xiàng)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(dòng)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(fēng)板和閥門的開啟角度的機(jī)械調(diào)節(jié)方法來滿足不同的用風(fēng)量，這種操作方式的缺點(diǎn)是: 
　　5.1電機(jī)及風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高，負(fù)荷強(qiáng)度重，電能浪費(fèi)嚴(yán)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(dòng)，啟動(dòng)時(shí)電流對電網(wǎng)沖擊大，需要的電源（電網(wǎng)）容量大,負(fù)壓風(fēng)機(jī)外框，功率因素較低； 
　　5.4起動(dòng)時(shí)機(jī)械沖擊大,設(shè)備使用壽命低； 
　　5.5電氣保護(hù)特性差，當(dāng)負(fù)載出現(xiàn)機(jī)械故障時(shí)不能瞬間動(dòng)作保護(hù)設(shè)備等。采用變頻器可實(shí)現(xiàn)大的電動(dòng)機(jī)的軟停、軟起，避免了啟動(dòng)時(shí)的電壓沖擊，減少電動(dòng)機(jī)故障率，延長使用壽命，同時(shí)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(tái)電機(jī)均由相應(yīng)變頻器驅(qū)動(dòng)，在變頻器出現(xiàn)故障時(shí)可自動(dòng)切換到工頻啟動(dòng)，以保證生產(chǎn)的連續(xù)性。能遠(yuǎn)程控制起動(dòng)、停止。 
　　7.節(jié)能效果分析 
　　按一臺(tái)收塵風(fēng)機(jī)計(jì)算 
　　引風(fēng)機(jī)功率：132KW 
　　改造前每天耗電量：132X24=3168KWH 
　　每年耗電量：3168X300=950400KWH(按每年運(yùn)行300天計(jì)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(yùn)行150天計(jì)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(jì)算 
　　每年節(jié)電：463795.2X0．7=324656.64元 
　　實(shí)際使用中，再考慮到現(xiàn)場的其它諸多因素，一臺(tái)132千瓦收塵風(fēng)機(jī)可節(jié)省電費(fèi)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(shí)由于風(fēng)量調(diào)節(jié)比較合理，提高了風(fēng)機(jī)收塵效率。最重要的由于降低了風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)，雖然節(jié)能比率低一些（10%以上），由于羅茨風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)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(diǎn) 
　　8.1采用變頻器控制電機(jī)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(jī)，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的軟啟動(dòng)，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(jī)在低于額定轉(zhuǎn)速的狀態(tài)下運(yùn)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(dòng)保護(hù)功能； 
　　 8,大型屋頂風(fēng)機(jī).5變頻具有工/變頻自動(dòng)切換功能，能夠保證生產(chǎn)的連續(xù)性。 
　　9.結(jié)束語 
　　實(shí)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(hù)、維修費(fèi)用，另外當(dāng)采用變頻調(diào)速時(shí)，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(jì)效益十分明顯。 

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