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《變頻技術(shù)在風機、水泵節(jié)能改造中應用探究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、變頻技術(shù)在風機、水泵節(jié)能改造中應用探究【摘要】當前變頻技術(shù)正處于不斷完善與發(fā)展的過程中，調(diào)速性能亦在不斷完善之中，同時其交流調(diào)速功能也在諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應用。本文首先簡單地介紹了變頻技術(shù)的概況，然后分析了變頻器在風機控制系統(tǒng)中的應用，通過對變頻原理的闡述，體現(xiàn)出變頻技術(shù)在風機、水泵節(jié)能改造中的主要優(yōu)勢，并研究了在風機、水泵節(jié)能改造中變頻技術(shù)的一些應用?！娟P(guān)鍵詞】變頻技術(shù)；節(jié)能；風機；水泵；改造據(jù)相關(guān)研究表明，在我國整體電機裝機量組成成分中，風機與水泵配套電機系統(tǒng)占據(jù)其中的60%左右，所耗費的電能約占據(jù)我國總發(fā)電量的30%。當前很大一部分電廠依然選用傳統(tǒng)擋風板及相關(guān)閥門的自主控制方式
2、來調(diào)節(jié)風機的風力、液體流量，控制其壓力，本質(zhì)上主要是采取人為干涉附加阻力的方式，以高成本、高能量消耗的工作方式作為生產(chǎn)運作的前提。此種傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)技術(shù)不僅是浪費電能的表現(xiàn)，同時由于其整合準確度較低，調(diào)度精度有限，不能較好地迎合現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)運作的需求。因此，為了走可持續(xù)、科學發(fā)展的道路，做到能源的最優(yōu)配置，需對風機、水泵系統(tǒng)實施變頻節(jié)能改造。1變頻技術(shù)概述變頻技術(shù)屬于電子技術(shù)中的一種。變頻器主要是基于變頻技術(shù)而衍生的電氣設(shè)備，用于調(diào)控電源頻率，通常應用在較大一部分以電機帶動為主要驅(qū)動力的場合中。它具備高精度的速度控制優(yōu)勢，能夠準確、快速地對機械設(shè)備傳動升降進行控制，同時調(diào)節(jié)其變速運行。變
3、頻器不會受到電機復雜系統(tǒng)及工作條件的限制，能夠維持較長時間在高負荷的工況中運行。變頻器主要由鍵盤、電源板、控制主板、整流橋、電解電容、充電電阻、繼電器等部件構(gòu)成。其低頻力矩較大,輸出比較平穩(wěn)，能夠進行高性能的矢量控制，轉(zhuǎn)矩動態(tài)響應速度較快，穩(wěn)速精度高，減速停車響應速度較快，同時具備較強的抗干擾能力。將變頻技術(shù)應用于電機改造中，能夠充分發(fā)揮其自身優(yōu)勢，達到節(jié)能的目的，為機械生產(chǎn)奠定良好的控制基礎(chǔ)。2變頻控制器在風機控制系統(tǒng)中的應用2.1系統(tǒng)框架變頻控制器在風機控制系統(tǒng)中的應用主要通過預先輸入風壓設(shè)定值，通過風壓傳感器將預設(shè)的風壓信號傳輸至變頻控制器，然后通過預先編制的程序?qū)嵤┻\算，并根據(jù)
4、壓力變化調(diào)節(jié)不同的控制信號，進而改變風機運轉(zhuǎn)速度，達到調(diào)控風壓的目的。然后風壓通過傳感器將信號傳輸至變頻控制器，以實現(xiàn)其自動控制。在變頻前提下，通過改變風機輸入的電壓情況，即可實對電機轉(zhuǎn)速的控制。設(shè)定n為風機轉(zhuǎn)動速度，f為其轉(zhuǎn)動的頻率，P為電機的風力級別。則可將電機的轉(zhuǎn)動速度表示為同時可將改變風機的變動速度，來控制風機的運作情況的關(guān)系通過公式體現(xiàn)。同樣以n表示風機的轉(zhuǎn)動速度，以Q表示風量情況，P表示風壓，N為風機的功率。此時便可得出1式：，2式：，3式：。將1、2式代入系統(tǒng)曲線公式中，經(jīng)過公式換算，則可得出。通常在使用風機時，其風量、風壓的預先設(shè)定值必須大于實際生產(chǎn)運作的需要。一般壓力
5、需超過標準值的20%左右，風量則需超過約10%o原始的調(diào)控方法雖然相對而言比較簡單，但選用傳統(tǒng)的擋板式閥門調(diào)節(jié)方式不僅會導致能源的浪費，同樣會在一定程度上造成噪聲污染。2.2變頻技術(shù)節(jié)能原理(1)風機節(jié)能原理。風機改造中應用變頻技術(shù)原理，主要基于降低空氣內(nèi)部阻力的視角，來達到節(jié)電、節(jié)能的目的。較之常規(guī)的原始調(diào)節(jié)方法而言，其節(jié)電優(yōu)勢較為明顯。風機運行曲線圖如圖一所示。其中1、2、3、4分別代表四種不同的變頻控制曲線，曲線1為風機在轉(zhuǎn)速一定的情況下的風壓及風量，曲線2表示在風門全開情況下管網(wǎng)內(nèi)部風阻的特性。曲線4則表示風門全開情況下變頻運行的情況。若設(shè)定風機于A點時運作效率最佳，此時橫縱軸
6、分別對應的風量為Q1,風壓為H2,此時若將風量降低，調(diào)節(jié)至Q2的位置,此時相當于強化管網(wǎng)的阻力，同時風機阻力特性增加，風壓并沒有下降，反而增高。由此可知，風機的軸功率與其曲線面積呈正相關(guān)。據(jù)曲線模型分析，可知采用變頻技術(shù)調(diào)節(jié)后,功率顯著降低，具備良好的節(jié)能效益。以流體力學原理作為參考，當變頻器在實施風速調(diào)節(jié)時，轉(zhuǎn)速與風量同時下降，此時系統(tǒng)功率也在同步下降，節(jié)能效益較為可觀。圖1風機運行曲線圖(1)水泵節(jié)能原理。相較風機而言，水泵具有較強的連續(xù)性，傳統(tǒng)的電廠供水系統(tǒng)中，水泵機組要么工頻運行，要么備用，且主要由技術(shù)員操作切投，這就直接導致水管壓力不恒定，能耗高。為了改變這種狀況，某電廠將變
7、頻調(diào)速技術(shù)應用于電廠供水系統(tǒng)，經(jīng)過改造后，供水母管壓力穩(wěn)定,表現(xiàn)出了顯著的節(jié)能效果。圖2所示為變頻器恒壓給水控制原理圖。該系統(tǒng)由DCS控制電機的切投，而與電機直連的變頻器則提供經(jīng)過有效變頻的電源，其驅(qū)動信號由DCS內(nèi)置的PID調(diào)節(jié)器提供。從結(jié)構(gòu)原理上看，該系統(tǒng)首先將預設(shè)的水壓、水位等信號與母管相關(guān)信號對比，得出一個差值信號，以該信號指導DCS切投電機，而DCS又能通過內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器輸出信號，使變頻器發(fā)出一個合理的頻率信號，從而控制電機轉(zhuǎn)速，以
