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变频器的几个应用

fcuan2012  发表于 2012/10/11 11:15:01      1088 查看 3 回复  [上一主题]  [下一主题]

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 1变频器在泵类负载中的应用

变频调速技术通过改变电动机定子电源频率来改变电动机转速,相应地改变机泵的转速和工况,使其流量与扬程适应管网介质流量的变化。某工厂对装置内负载波动大,调节阀节流严重的机泵安装了65台变频器,总容量为3 600 kW,其中大部分是闭环控制系统,即现场一次表经变送器将信号通过屏蔽电缆送到PID调节器,调节后通地屏蔽电缆将4mA~20mA直流信号送到变频器盼设定口,控制变频器的输出。余下部分是开环控制系统,即根据控制目标通过电位器给定来控制变频器输出,以使电动机工作在符合工艺要求的转速上,完全靠变频器输出控制电动机转速来控制流量,使机泵的出口阀达到全开状态,扬程与管网阻力特性曲线相吻合,泵出口扬程大幅度下降,电动机输出有功功率也明显降低,获得最佳的节能效果。变频器的使用,使节电率达到50%~70%,不但提高了工艺要求,实现了生产过程自动化,而且延长了设备的使用寿命,提升了产品质量,同时减轻了工人的劳动强度,提高了生产效率,取得了较好的经济效益和社会效益。

2变频器在风机上的应用

   通常在工业生产、产品加工制造业中风机设备主要用于锅炉燃烧系统、烘干系统、冷却系统、通风系统等场合,根据生产需要对炉膛压力、风速、风量、温度等指标进行控制和调节以适应工艺要求和运行工况。而最常用的控制手段则是调节风门、挡板开度的大小来调整受控对象。这样,不论生产的需求大小,风机都要全速运转,而运行工况的变化则使得能量被风门、挡板的节流损失消耗掉了。在生产过程中,不仅控制精度受到限制,而且还造成大量的能源浪费和设备损耗。从而导致生产成本增加,设备使用寿命缩短,设备维护、维修费用居高不下。

在中央空调、炼钢厂、水泥制造、化纤等行业中都用到风机。在没有调速控制之前,一般采用降压启动,并且正常运行后,电动机全速运行,而风量的大小则通过风门来调节。一般情况下,风门的开度为50%--80%,电机只能是满负荷运行,电动机的工作效率很低,造成了很大的浪费。

变频器的出现很好的解决了根据工况而直接控制风量的大小,满足了工况的要求。变频器是无级调速的,用变频器改造风机,具有以下特点:

1)  启动停止平衡,无级调速,调速范围大。

2)  工作可靠,能长期稳定运行。

3)  操作简便,维护量小。

4)  输出特性可满足风机性能要求。

5)  节能效果显著。

根据离心泵的特性,风机的流量变化与转速成正比,压力变化与转速成正比,而功率变化与转速变化立方成正比。因此,当风机转速降低时,风量减少。电机功率成立方比下降。因此要提高电动机的工作效率、节约电能,可在风机电动机上安装调速装置。安装了调速装置的风机电动机如图(3)所示。

图(3)安装了调速装置的风机电动机

根据工作的情况调节调速器装置就可以满足工作状况的要求。另外,用变频器对风机进行改造不必对原始系统进行大改动。经过变频器改造后,工作时,让电动机高速运行已达到我们的要求。不工作时,使电动机低速运转节约电能。控制系统总体构成如图(4)所示。

图(4)控制系统总体构成

      其中,鼓风机、引风机、炉排机变频器受燃烧控制系统的控制,给水泵变频器受汽泡水位的控制。控制器的输出信号将控制相关的变频器输出频率,以达到稳定工况及提高锅炉热效率和节能之目的。

通过对变频器在工业锅炉上的应用进行总结,具有以下优点:

1)  节电降耗效果显著,操作简便,调节平衡,尤其与微机控制相连更体现了优越性。

2)    平滑启动及转机转速下降,机械磨损减小,故障率下降,减少了停机、停炉对生产的影响。

3)    挡板和调节阀的机械磨损、卡死等故障不复存在了。

改造效果明显,以75KW为例:

改造前实测数据:

U=380V;I=120A;cos∮=0.887

P=1.732UI cos∮=1.732*380*120*0.887=70KW

改造前年耗电量(一年以330天计算)为:70KW*24*330=554400度。

改造后实测数据:

U=380V;I=120A;cos∮=1

P=1.732*380*75*1=49KW

改造后年耗电量(一年以330天计算)为:49kw*24*330=388080度。

每年节省电量:554400-388080=166329度;节电率:166320÷554400=30%;每年节约电费(按0.6元/度计):166320*0.6=99792元。

对风机改造表明:

1)    采用交流变频器对风机进行节能改造具有结构简单、改造方便、节能效果明显、投资回收期短的特点;

2)    使用变频器后,风机可软启和软停、减少设备机械冲击、延长设备使用寿命、降低设备维修费用。

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