發(fā)電廠風(fēng)機(jī)水泵的變頻調(diào)速.doc

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1、發(fā)電廠風(fēng)機(jī)水泵的變頻調(diào)速1?.風(fēng)機(jī)水泵控制設(shè)備現(xiàn)狀在各種工業(yè)用風(fēng)機(jī)、水泵中，如鍋爐鼓、引風(fēng)機(jī)、深井、離心泵等，大部分是額定功率運(yùn)行，風(fēng)機(jī)流量的設(shè)計(jì)均以最大風(fēng)量需求來設(shè)計(jì)，其調(diào)整方式采用檔板，風(fēng)門、回流、起停電機(jī)等方式控制，無法形成閉環(huán)控制，也很少考慮省電。水泵流量的設(shè)計(jì)同樣為最大流量，壓力的調(diào)控方式只能通過控制閥門的大小、電機(jī)的啟停等方法。電氣控制采用直接或?Y-△啟動(dòng)，不能改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，無法具有軟啟動(dòng)的功能，機(jī)械沖擊大，傳動(dòng)系統(tǒng)壽命短，震動(dòng)及噪聲大，功率因數(shù)較低等是其主要的難點(diǎn)。發(fā)電廠的廠用電率平均8%，風(fēng)機(jī)水泵耗電量約是火電設(shè)備總耗

2、電量的65%，不僅耗量大且運(yùn)行效率低，為了節(jié)能，在低壓或高壓變頻器使用時(shí)可以使風(fēng)機(jī)水泵變頻調(diào)速，從而減少電量的消耗。目前來講，低壓變頻器技術(shù)以達(dá)到一定?的水平，國內(nèi)外的生產(chǎn)廠家也比較多，只是系列產(chǎn)品還不夠完整。但是高壓大容量變頻器設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的企業(yè)還是比較少，需要院校和企業(yè)抓緊聯(lián)合開發(fā)，以滿足生產(chǎn)需求。2．變頻調(diào)速的節(jié)能意義風(fēng)機(jī)水泵類負(fù)載多是根據(jù)滿負(fù)荷工作需用量來選型，實(shí)際應(yīng)用中大部分時(shí)間并非工作于滿負(fù)荷狀態(tài)。采用變頻器直接控制風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載是一種最科學(xué)的控制方法，利用變頻器內(nèi)置PID調(diào)節(jié)軟件，直接調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速保持恒定的水壓、風(fēng)壓，從而

3、滿足系統(tǒng)要求的壓力。當(dāng)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速的80%運(yùn)行時(shí)，理論上其消耗的功率為51.2%,去除機(jī)械損耗、電機(jī)銅、鐵損等影響。節(jié)能效率也接近40%，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)恒壓控制，節(jié)能效率將進(jìn)一步提高。由于變頻器可實(shí)現(xiàn)大的電動(dòng)機(jī)的軟停、軟起，避免了啟動(dòng)時(shí)的電壓沖擊，減少電動(dòng)機(jī)故障率，延長使用壽命，同時(shí)也降低了對電網(wǎng)的容量要求和無功耗損。為達(dá)到節(jié)能的目的推廣使用變頻器已成為各地節(jié)能工作部門以及各單位節(jié)能工作的重點(diǎn)。因此，大力推廣變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)，不僅是當(dāng)前企業(yè)節(jié)能降耗的重要技術(shù)手段，而且也是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長方式轉(zhuǎn)變的必然要求。隨著我國工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，電

4、力工業(yè)雖然有了長足進(jìn)步，但能源的浪費(fèi)卻是相當(dāng)驚人的。據(jù)有關(guān)資料報(bào)導(dǎo)，我國風(fēng)機(jī)、水泵、空氣壓縮機(jī)總量約4200萬臺(tái)，裝機(jī)容量約1.1億千瓦。但系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行效率僅為30-40%,其損耗電能占總發(fā)電的38%以上。這是由于許多風(fēng)機(jī)、水泵的拖動(dòng)電機(jī)處于恒速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，而生產(chǎn)中的風(fēng)、水流量要求處于變工況運(yùn)行；還有許多企業(yè)在運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，容量選擇的較大，系統(tǒng)匹配不合理，往往是“大馬拉小車”，造成大量的能源浪費(fèi)。因此，搞好風(fēng)機(jī)。水泵的節(jié)能工作，對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。3.泵與風(fēng)機(jī)的變頻節(jié)能原理一般泵/風(fēng)機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩與速度的平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的立

5、方成正比。因此，用變頻器改變其轉(zhuǎn)速，可以獲得顯著地節(jié)能效果。常用出口擋板控制，當(dāng)開度減小時(shí)，阻力增加，不適宜打范圍調(diào)節(jié)流量，在低速區(qū)域軸功率減少不多，從節(jié)能的角度來看是不適宜的。若采用入口單板控制，雖然比出口擋板控制流量調(diào)節(jié)范圍廣減小開度是軸功率大體與流量成比例下降，但節(jié)能效果仍不及變頻調(diào)泵與風(fēng)機(jī)的變頻節(jié)能原理。圖1泵/風(fēng)機(jī)的特性曲線圖2變頻泵/風(fēng)機(jī)的特性曲線圖3泵/風(fēng)機(jī)變頻前后特性曲圖1中，N1為泵/風(fēng)機(jī)H-Q特性曲線；曲線1為泵/風(fēng)機(jī)在給定轉(zhuǎn)速下滿負(fù)荷即系統(tǒng)閥門全開時(shí)的揚(yáng)程（壓頭）、流量點(diǎn)和效率點(diǎn)的軌跡；曲線2為部分負(fù)荷好似，系統(tǒng)閥門

6、部分開時(shí)的阻力特性曲線，即泵/風(fēng)機(jī)要克服摩擦，壓力隨流量的平方而變化。泵/風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況是泵/風(fēng)機(jī)的特性曲線與管路阻力曲線的交點(diǎn)，當(dāng)用閥門控制時(shí)，由于要減小流量，就要管小閥門，使閥門的摩擦阻力變大，阻力曲線從1移到2，揚(yáng)程則從H1移到H2，流量從Q1減小到Q2，運(yùn)行工況點(diǎn)從C1移到C2。從圖1可以看出，流量雖然減少，揚(yáng)程（壓頭）卻反而增加，軸功率P比調(diào)節(jié)前減少不多。若采用變頻調(diào)速，隨著轉(zhuǎn)速下降，揚(yáng)程（壓頭）一流量特性變?yōu)閳D2中的曲線1，系統(tǒng)工況點(diǎn)也由C1、變到C2、代表軸功率的面積比采用擋板調(diào)節(jié)時(shí)明顯減小，兩者之差即為節(jié)省的軸功率，也就是圖

7、3中的矩形C2H2C2、H2、的面積。有泵/風(fēng)機(jī)的相似律可知，當(dāng)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速以改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，如果保持效率bubiaze流量Q，揚(yáng)程圖1中，N1為泵/風(fēng)機(jī)的H-Q特性曲線；曲線1為泵/風(fēng)機(jī)在給定轉(zhuǎn)速下滿負(fù)荷即系統(tǒng)閥門全開時(shí)的揚(yáng)程（壓頭）、流量點(diǎn)和效率點(diǎn)的軌跡；曲線2為部分負(fù)荷好似，系統(tǒng)閥門部分開時(shí)的阻力特性曲線，即泵/風(fēng)機(jī)要克服摩擦，壓力歲流量的平方而變化。泵/風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況是泵/風(fēng)機(jī)的特性曲線與管路阻力曲線的交點(diǎn)，當(dāng)用閥門控制時(shí)，由于要減小流量，就要關(guān)小閥門，使閥門的摩擦阻力變大，阻力曲線從1移到2，揚(yáng)程則從H1移到H2，流量從Q1減小到

8、Q2，運(yùn)行工況點(diǎn)從C1移到C2。4.水泵變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變頻調(diào)速器的控制可以是自動(dòng)的，也可以是手動(dòng)的。目前，國內(nèi)在水泵控制系統(tǒng)中使用變頻調(diào)速技術(shù)，大部分是在開環(huán)狀態(tài)下，即人為地根據(jù)工藝或