1. 风机运行曲线
风机运行曲线
采用三晶变频器对风机进行控制,属于减少空气动力的节电方法,它和一般常用的调节风门控制风量的方法比较, 具有明显的节电效果。
由图可以说明其节电原理:
图中,曲线(1)为风机在恒定转速n1下的风压一风量(H-Q)特性,曲线(2) 为管网风阻特性(风门全开)。曲线(4) 为变频运行特性(风门全开)
假设风机工作在A点效率最高,此时风压为H2,风量为Q1,轴功率N1与Q1、H2的乘积成正比,在图中可用面积AH2OQ1表示。如果生产工艺要求,风量需要从Q1减至Q2,这时用调节风门的方法相当于增加管网阻力,使管网阻力特性变到曲线(3),系统由原来的工况点A变到新的工况点B运行。从图中看出,风压反而增加,轴功率与面积BH1OQ2成正比。显然,轴功率下降不大。如果采用变频器调速控制方式,风机转速由n1降到 n2,根据风机参数的比例定律,画出在转速n2风量(Q-H)特性,如曲线(4)所示。可见在满足同样风量Q2的情况下,风压H3大幅度降低,功率N3随着显著减少,用面积CH3OQ2表示。节省的功率△N=(H1-H3)×Q2,用面积BH1H3C表示。显然,节能的经济效果是十分明显的。
2.风机在不同频率下的节能率
从流体力学原理得知,风机风量与电机转速功率相关:风机的风量与风机(电机)的转速成正比,风机的风压与风机(电机)的转速的平方成正比,风机的轴功率等于风量与风压的乘积,故风机的轴功率与风机(电机)的转速的三次方成正比(即风机的轴功率与供电频率的三次方成正比):请看风机定律[1]
频率f(Hz) | 转速N% | 流量O% | 扬程H% | 轴功率P% | 节电率 |
50 | 100% | 100% | 100% | 100% | 0.00% |
45 | 90% | 90% | 81% | 72.9% | 27.10% |
40 | 80% | 80% | 64% | 51.2% | 48.80% |
35 | 70% | 70% | 49% | 34.3% | 65.70% |
30 | 60% | 60% | 36% | 21.6% | 78.40% |
25 | 50% | 50% | 25% | 12.5% | 87.5% |
根据上述原理可知改变风机的转速就可改变风机的功率。
例如:将供电频率由50Hz降为45Hz,
则P45/P50=453/503=0.729,
即P45=0.729P50将供电频率由50 Hz降为40Hz,
则P40/P50=403/503=0.512,即P40=0.512P50
三、锅炉风机的变频节能改造:
锅炉的变频节能改造通常是指对锅炉风机的变频节能改造。
锅炉风机在设计时是按最大工况来考虑的,在实际使用中有很多时间风机都需要根据实际工况进行调节,传统的做法是用开关风门、阀门的方式进行调节,这种调节方式增大了供风系统的节流损失,在启动时还会有启动冲击电流,且对系统本身的调节也是阶段性的,调节速度缓慢,减少损失的能力很有限,也使整个系统工作在波动状态;而通过在锅炉风机上加装变频调速器(装置)则可一劳永逸的解决好这些问题,可使系统工作状态平缓稳定,并可通过变频节能收回投资。锅炉的变频改造方案一例如下:
目前锅炉风机的装机概况:2×75KW,1×55KW。
所有风机均采用一对一(即 一台变频器配一台电机)的配置 方式,保留原工频系统且与变频系统互为备用,一般情况下的调 节方式均为开环调节。
四、投资与节能:
变频节能系统(装置)在各类调速系统中使用时其节能效果对于单台设备可做到20-55%,在风机这类设备的一般应用的节能效果平均也可做到20-50%,在未受到其它因素的影响的情况下一般可取平均值,这些节能效果平均值是由实际应用中得到,权威性数据可由市场上公开出售的资料(书)查到;通过这些数据再进行一些简单的投资回收率的计算可知:变频节能系统(装置)的投资回收期一般为
6-15个月(这是经验值也是权威数据)。风机安装前准备
1.风机开箱前应检包装是否完整无损,风机的铭牌参数是否符合要求,各随带附件是否完整齐全。
2.仔细检查风机在运输过程中有无变形或损坏,坚固件是否松动或脱落,叶轮是否有擦碰现象,并对风机各部分零件进行检查。如发现异常现象,应待修复后再使用。
3.用500V兆欧表测量风机外壳与电机绕组间的绝缘电阻,其值应大于0.5兆欧,否则应对电机绕驵进行烘干处理,烘干时温度不许超过120℃。
4.准备好风机安装所需的各种材料、工具及场地。
风机安装1仔细阅读风机使用说明书及产品样本,熟悉和了解风机的规格、形式、叶轮旋转方向和气流进出方向等;再次检查风机各零部件是否完好,否则应待修复后方可安装使用。
2风机安装时必须有安全装置以防止事故发生,并由熟悉相关安全要求的专业人士安装和接线。
3联接风机进出口的风管有单独支撑,不允许将管道重叠重量加在风机的部件上;风机安装时应注意风机的水平位置,对风机与地基的结合面与出风管道的联接应调整,使之自然吻合,不得强行联接。
4风机安装后,用手或杠杆拨动叶轮,检查是否有过紧或擦碰现象,有无妨碍转动的物品,无异常现象下,方可进行试运转,风机传动装置的外露部份应有防护罩(用户自备)如风机进风口不接管道时,也需添置防护网或其他安装装置(用户自备)。
5风机所配电控箱必须与对应风机相匹配(指功率、电压、气动方式、控制形式等)。
6风机接线应由专业电工接线,接线必须正确可靠,尤其是电控箱处的接线编号与风机接线柱上的编号一致对应,风机外壳应可靠接地,接地必须可靠,不能用接零代替接地。
7风机全部安装后应检查风机内部是否有遗留的工具盒杂风机的调试
1. 风机允许全压起动或降压起动,但应注意,全压起动时的电流约为5~7倍的额定电流,降压起动转距与电流平方成正比,当电网容量不足时,应采用降压起动。(当功率大于11KW时,宜采用降压起动。)
2. 风机在试车时,应认真阅读产品说明书,检查接线方法是否同接线图相符;应认真检查供给风机电源的工作电压是否符合要求,电源是否缺相或同相位,所配电器元件的容量是否符合要求。
3. 试车时人数不少于两人,一人控制电源,一人观察风机运转情况,发现异常现象立即停机检查;首先检查旋转方向是否正确;风机开始运转后,应立即检查运转电流是否平衡、电流是否超过额定电流;若不有正常现象,应停机检查。运转五分钟后,停机检查风机是否有异常现象,确认无异常现象再开机运转。
4.双速风机试车时,应先起动低速,并检查旋转方向是否正确;起动高速成时必须待风机静止后再起动,以防高速反向旋转,引起开关跳闸及电机受损。
5.风机达到正常转速时,应检测风机输入电流是否正常,风机的运行电流不能超过其额定电流。若运行电流超过其额定电流,应检查供给风机的电压是否正常。
6.风机所需电机功率是指在一定工况下,对离心风机和风机箱,进风口全开时所需功率较大。若进风口全开进行运转,则电机有损坏的可能。风机试车时最好将风机进口或出口管路上的阀门关闭,运转后将阀门渐渐开启,达到所需工况为止,并注意风机的运转电流是否超过额定电流。