速的变化而变化。风机运行工作区的确定: 运行工况点落在效率较高的范围内, 一般要求工况点的运行效率不能低于最高效率的85%,即要求η ≥0.85ηmax。满足此要求的范围,即为风机的工作区。对工况点的调节: 当风机的风量不能满足设计要求时, 就应调节工况点。有两种调节方法: 一是调节挡板来改变风筒阻力曲线;二是调节风机转速来改变风机风压曲线。通过调节挡板来调节工况点通过调节风机转速来调节工况点
七、风机的市场应用风机是主要用来抽吸、输送、提高流体能量的一种机械,广泛应用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却;锅炉和工业炉窑的通风和引风;化工厂高温腐蚀气体的排放;空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风;谷物的烘干和选送;风洞风源和气垫船的充气和推进等等,几乎涉及国民经济各个领域。
八、负载特性在各种风机、泵类中,随叶轮的转动,空气、水、油对叶片的阻力在一定转速范围内大致与转速的二次方成正比,图中TL0是机器传动部分的摩擦阻转矩,电动机启动时,速度低,阻力矩小,易启动。在额定转速附近,较小的转速变化将使机械出力有较大变化。风机、泵类负载特性
九、调速方案选择对于长期工作的二次型负载,机械启动不困难,运行稳定,一般不需要调速。通常工厂设计时,按生产可能需要的最大风量或流量并留有较大的裕量来选择风机和泵,而实际运行时又不要那么大,电动机不能调速,无法改变机械出力,只好用挡板调节风量或流量,能量利用率低。今年来,为取得最佳经济运行效果,这类机械也开始要求调速,通过改变速度控制风量和流量,以实现节能。其调速方案有:
(1)变极调速 优点是简单经济;缺点是速度级数少,效果不如无级;
(2)串级调速 优点是变流设备容量(转差功率)小,较其他无级调速方案经济;缺点是必须使用绕线式转子异步电机,功率因数低,转子电流方波,增加电动机损耗,最高转速降低。双馈方案是串级调速的发展,可克服一般串级调速的缺点,但变流和控制复杂,仍须使用绕线转子异步电机,成本高。
(3)变频调速 优点是调速性能好,使用笼型异步电机(或同步电机);缺点是成本高。其中,电压型交-直-交变频用于100~200kW设备,功率因数好,谐波少。电流型交-直-交变频用于几百~2000kW大型设备。交-交变频(600r/min)用于几千千瓦以上特大型设备。
十、变频节能原理及计算风机(泵)以工频电源供电时,以额定速度运行,若要改变风机风量(泵流量,只能靠挡板(阀门)来调节,不仅浪费能源,而且会产生 憋气 ( 憋泵 )现象,对风机(泵)产生不利影响;采用变频器控制,若要改变风机风量(泵流量),只需改变驱动风机的电机转速即可,也即改变电机电源频率,这样不仅能提高系统效率,还可以节能。变频器PID功能介绍:风机(泵)变频调速是一个压力闭环控制系统,设定风机(泵)出口侧压力参数为控制对象,当实际压力与设定压力发生偏差 ±H时,变频器可根据压力传感器反馈信号,自动调节变频器的输出频率与电压,从而改变驱动风机(泵)的电机转速,使风机(泵)出口侧的压力维持恒定。
1、节能原理由流体力学可知,Pe(有功功率)=Q(流量) × H(压力)。下图示为风机(泵)运行曲线图: 风机(泵)运行曲线 由风机(泵)运行曲线图可以说明其节能原理: 根据生产工艺要求,风量(流量)需要从Q1减至Q2,这时用调节挡板(阀门)的方法相当于增加管网阻力,使管网阻力特性曲线由
(1)变到
(3),系统由原来的工况点A变到新的工况点B运行。从图中可以看出,风压(扬程)反而增加,输出功率用面积BH1OQ2表示。显然,轴功率下降不大。如果采用变频器调速控制方式,风机(泵)转速由n1降到 n2,根据风机参数的比例定律,风机风压(泵扬程)曲线由
(2)变到
(4),系统由原来的工况点A变到新的工况点C运行。从图中可以看出,在满足同样风量(流量)Q2的情况下,风压(扬程)H3大幅度降低,输出功率用面积CH3OQ2表示。通过比较可得出:节省的输出功率△Pe=(H1-H3) × Q2,用面积BH1H3C表示。显然,节能效果是十分明显的。
2、节能计算对于风机(泵)采用变频调速后的节能效果,通常采用以下三种方式进行计算:
(1)根据风机(泵)的输出功率进行计算根据风机的风量-负载曲线(泵的流量-负载曲线)和现场运行的负荷变化情况进行计算。 以一台IS150-125-400型离心泵为例,额定流量200m3/h,扬程50m;配备Y225M-4型电动机,额定功率45kW。泵在阀门调节和转速调节时的流量-负载曲线如下图示。根据运行要求,水泵连续24小时运行,其中每天11小时运行在90%负荷,13小时运行在50%负荷;全年运行时间300天。阀门调节时的流量-负载曲线转速调节时的流量-负载曲线阀门调节时每年的耗电量为:P1=ρgHQ × 10-6&pide;3.6 × 11 × 300 =1000 ×
9.81 × 53.7 × 180 × 10-6&pide;3.6 × 11 × 300=86922(kWh)P2=1000 ×
9.81 × 62.5 × 100 × 10-6