防爆風機由于同步轉(zhuǎn)速與電源頻率f 1 成正比, 所以只要能連續(xù)改變f 1就可以實現(xiàn)無級調(diào)速。變頻調(diào)速不存在人為地附加轉(zhuǎn)差損失, 故該法已成為現(xiàn)代交流調(diào)速的基礎(chǔ)和主力, 也是風機比較理想且有發(fā)展前途的調(diào)速方法。變頻器可分成交流y直流y交流( 簡稱交 -直-交) 變頻器和交流y交流( 簡稱交- 交) 變頻器兩大類。前者又稱帶直流環(huán)節(jié)的間接式變頻器; 后者又稱直接式變頻器。
簡言之, 以改變異步電動機定子端輸入電源的頻率來改變電動機轉(zhuǎn)速的方式稱為變頻調(diào)速。
防爆風機的變頻調(diào)速
在風機上經(jīng)常使用的變頻調(diào)速裝置主要有交- 直- 交式中的電壓型、電流型及脈沖寬度調(diào)制型( PWM) 3種。
變頻調(diào)速的優(yōu)點是效率高, 不存在因調(diào)頻而帶來的附加轉(zhuǎn)差損耗; 調(diào)速范圍寬, 一般可達 20: 1; 特性硬, 調(diào)速精度高, 易實現(xiàn)無級調(diào)速。由于多數(shù)變頻器可以做到能量回饋, 啟動又相當于分級啟動, 所以啟、制動能耗少。舊設(shè)備改造時, 由于可以利用原籠型電動機, 對減少初投資特別有利。變頻調(diào)速可以根據(jù)不同負載要求賦予不同的協(xié)調(diào)控制方式。它特別適宜調(diào)節(jié)深度大的運行或啟動頻繁( 如開關(guān)控制) 的風機。此時可選比電動機功率小的調(diào)速裝置, 進行節(jié)能運行。
主要缺點是變頻器復雜, 不僅初投資大, 而且要求使用維護及管理技術(shù)水平高。
同步電動機調(diào)速控制同步電動機的轉(zhuǎn)速與交流電網(wǎng)頻率間保持嚴格關(guān)系, 即n= 60f / P。也就是說, 同步電動機調(diào)速只有唯一的改變電源頻率的方法。連續(xù)地改變電源頻率的大小, 就可以方便地實現(xiàn)無級調(diào)速。加設(shè)這種變頻裝置的同步電動機可以發(fā)展成無換向器電動機, 或稱晶閘管電動機, 它可分為直流式和交流式兩類。
直流式由同步電動機和晶閘管逆變器組成。通常采用交- 直- 交變頻器, 即先用晶閘管整流器將交流電變?yōu)橹绷麟? 然后再通過晶閘管逆變器供電給電動機定繞組。
交流式由同步電動機和頻率變換器組成。電動機定子繞組由自控式工作的交- 交變頻器供電。上海寶鋼1號高爐鼓風機( 48MW) 就是采用這一方式調(diào)速的。
節(jié)能實例與效益分析風機采用液力耦合器的節(jié)能實例轉(zhuǎn)爐風機轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)循環(huán)中, 裝料、出鋼時產(chǎn)生的煙氣很少, 而吹氧冶煉時則生產(chǎn)大量煙氣, 因此要求排煙風機隨工藝流程變化風量。生產(chǎn)中, 風機高速和低速運轉(zhuǎn)時間大約各占一半。上鋼五廠使用YDT450型調(diào)速耦合器進行風量調(diào)節(jié), 高速時風機功率323kW, 低速時僅105kW, 一年可節(jié)電約70萬kW#h( 改進工藝流程后節(jié)電量可增至110萬kW#h) 。以70萬kW#h計算, 電費按0. 5元/ kW#h計算, 折合人民幣35 萬元, 兩個月即可收回全部技術(shù)改造投資。 高爐除塵風機。
首鋼新2號高爐除塵風機, 每天平均有11 個生產(chǎn)循環(huán), 所需風量各不相同。共使用兩臺 YOTC- 800調(diào)速耦合器, 可實現(xiàn)年節(jié)電334萬 kW#h, 占高爐總電耗的30%, 折合電費167萬元, 兩個月即可收回全部投資。 礦井通風機
大冶有色金屬公司豐山銅礦, 對所用的 400kW坑口抽風機采用耦合器調(diào)速, 以適應(yīng)坑道作業(yè)對風量變化的需求, 年節(jié)電約20萬 kW#h, 折合電費10萬元。 紡織軸流通風機
紡織工業(yè)中, 通風機是確保車間具有適當溫度和濕度的重要設(shè)備。隨著季節(jié)的差別和晝夜溫度的變化, 對風機風量的要求是不同的。上海第九棉紡廠和南通第二棉紡廠, 在40kW 的空調(diào)軸流通風機上采用耦合器調(diào)速, 在每年約9個月的調(diào)風季節(jié), 每臺風機年節(jié)電約7萬 kW#h, 折合人民幣3. 5萬元。
串級調(diào)速的節(jié)能實例國內(nèi)對該調(diào)速方法的調(diào)速范圍要求不大, 動態(tài)性能要求不高, 且處于單象限運行的場合, 獲得廣泛應(yīng)用。
其產(chǎn)品容量范圍是7~ 2500kW。某電廠90t/ h鍋爐引風機的額定功率為 340kW, 采用KGJF系列閘流管串級調(diào)速裝置, 鍋爐滿負荷工作時轉(zhuǎn)速n= 0. 7ne , 與原轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法相比, 可回收轉(zhuǎn)差功率57kW, 節(jié)電24. 7%。
鶴壁礦務(wù)局五礦鼓風機容量為1000kW, 每隔半小時滿、半風量交替一次, 采用串電阻調(diào)速時年耗電445萬kW#h, 采用串級調(diào)速時年耗電 384萬kW#h。兩者相比, 串級調(diào)速每年可多節(jié)電60萬kW#h。
青島國棉五廠選用青島整流器廠產(chǎn)品控制一臺40kW繞線轉(zhuǎn)子電動機, 驅(qū)動軸流通風機, 隨時間調(diào)整電動機轉(zhuǎn)速。與改造前采用的籠型電動機更換帶輪調(diào)速相比, 節(jié)電率為24%~ 2817%。
陜西國棉十廠將不調(diào)速電動機改為繞線轉(zhuǎn)子電動機配用串級調(diào)速裝置后, 實現(xiàn)了春秋兩季兩臺風機變速運行, 節(jié)電率達59%。
變頻調(diào)速裝置的節(jié)能實例某熱電廠的鍋爐引風機軸功率200kW, 白天負載高峰期, 基本運行在上限轉(zhuǎn)速的80%附近, 其它時間則多運行在上限轉(zhuǎn)速的50%附近, 年高峰工作時間3000h, 其它工作時間5000h。采用變頻調(diào)速裝置調(diào)節(jié)較擋板調(diào)節(jié), 每年可節(jié)電79. 58萬kW#h。按電價0. 5元/ kW#h計算, 每年可節(jié)約電費39. 79萬元。
北京市新發(fā)地小區(qū)鍋爐房, 1999年第一期工程, 安裝兩臺20噸熱水鍋爐, 每臺爐配置 90kW引風機和55kW鼓風機各一臺。驅(qū)動風機的電動機全部變頻調(diào)速, 實際運行頻率經(jīng)常在30Hz以下, 按每年運行135天計算, 每年可節(jié)能39. 8萬kW#h。按電價0. 5元/ kW#h計算, 每年節(jié)約電費19. 9萬元。
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