FG变频器在风机节能改造上的应用

2015-03-27 11:43:08 Author:yugoo Hits:1362
一、风机的用电现状 能源是国家重要的物质,能源的供需矛盾已成为制约我国社会主义经济建设的主要因素之一。在能源问题上国务院提出“节约与开发并重”的方针,就是依靠技术进步,把节约能源以解决能源问题作为我国重要的技术经济政策。 据不完全统计,全国风机、水泵、压缩机就有1500万台电动机,用电量占全国总发电量的40~50%,这些电动机大多在低的电能利用率下...

一、风机的用电现状
能源是国家重要的物质,能源的供需矛盾已成为制约我国社会主义经济建设的主要因素之一。在能源问题上国务院提出“节约与开发并重”的方针,就是依靠技术进步,把节约能源以解决能源问题作为我国重要的技术经济政策。
据不完全统计,全国风机、水泵、压缩机就有1500万台电动机,用电量占全国总发电量的40~50%,这些电动机大多在低的电能利用率下运行,只要将这些电动机电能利用率提高10~15%,全年可节电300亿KW以上。
根据火电设计规程SDJ-79规定,燃煤锅炉的送、引风机的风量裕度分别为5%和5%~10%,风压裕度分别为10%和10%~15%。设计过程中很难计算管网的阻力、并考虑到长期运行过程中发生的各种问题,通常总是把系统的最大风量和风压裕度作为选型的依据,但风机的型号和系列是有限的,往往选取不到合适的风机型号时就往上靠,裕度大于20~30%比较常见。因此这些风机运行时,只有靠调节风门或风道挡板的开度来满足生产工艺对风量的要求。风机机械特性为平方转矩特性,风机运行时,靠调节风门或者风道档板的开度来调节风机风量的方法,称为节流调节。在节流调节过程中,风机固有特性不变,仅仅靠关小风门或挡板的开度,人为地增加管路的阻力,由此增大管路系统的损失,不利于风机的节能运行。
采用飞兆FG变频器,通过改变风机的转速,从而改变风机风量以适应生产工艺的需要,这种调节方式称为风机的调速控制。风机以调速控制方式运行能耗最省,综合效益最高。交流电机的调速方式有多种、变频调速是高效的最佳调速方案,它可以实现风机的无级调速,并可方便地组成闭环控制系统、实现恒压或恒流量的控制。

二、风机节电原理
如图示为风机风压H-风量Q曲线特性图:

n1-代表风机在额定转速运行时的特性;
n2-代表风机降速运行在n2转速时的特性;
R1-代表风机管路阻力最小时的阻力特性;
R2-代表风机管路阻力增大到某一数组时的阻力特性。

风机在管路特性曲线R1工作时,工况点为A,其流量压力分别为Q1、H1,此时风机所需的功率正比于H1与Q1的乘积,即正比于AH1OQ1的面积。由于工艺要求需减小风量到Q2,实际上通过增加管网管阻,使风机的工作点移到R2上的B点,风压增大到H2,这时风机所需的功率正比H2Q2的面积,即正比于BH2OQ2的面积。显然风机所需的功率增大了。这种调节方式控制虽然简单、但功率消耗大,不利于节能,是以高运行成本换取简单控制方式。
若采用变频调速,风机转速由n1下降到n2,这时工作点由A点移到C点,流量仍是Q2,压力由H1降到H3,这时变频调速后风机所需的功率正比于H3与Q2的乘积,即正比于CH3OQ2的面积,由图可见功率的减少是明显的。

三、FG变频器改造方案
根据风机配置特作如下变频改造方案:
1)风机上装设变频系统(如图一);
2)设置远程控制和就地控制两种方式;
3)保留原工频系统及其联动方式,且和变频器系统互为备用。

 

四、变频节能系统特点
1、采用FG系列变频器,调速范围宽,变频器调速范围能适应各种调速设备的要求,频率范围0.0-400.0Hz可调;
2、控制精度高,变频器的数字设定分辨率为±0.01%,模拟设定分辨率为±0.1%;
3、动态特性好,变频器采用自关断器件IGBT速度快,且采用SPWM控制模式,负载电压和频率受控变频器的CPU,故调节速度快,系统的动态性能好;
4、控制功能强,能满足各种不同的控制系统,通过端子可与各种频率设定信号连接,如:0~10V,0~20mA。可通过端子控制正反转等多种操作;
5、通过合理调整转矩提升,转矩限定功能,电流限幅功能参数,可满足大起动转矩,运行中负载突化也不会引起跳闸等事故;
6、保护功能齐全,对过压、欠压、过流、过载、过热均能通过计算机高速计算并给予保护,且能对发生故障的原因给予纪录;

五、总结
在风机、水泵、压缩机等应用领域,引入飞兆FG系列变频器调速控制技术,能达到很好的节能效果,同时,也降低了电机启动时对电网的冲击,提高了设备的功率因数,延长了机械系统的使用寿命,提升了系统的可靠性,另外,飞兆FG系列变频器强大、全面的保护功能,对设备起到了很好的保护作用,有效降低了设备的维护成本。近几年,随着变频调速技术的不断推广与应用,从实践结果来看,得到了良好经济效应与社会效应,并且,也得到用户的广泛认同。

 
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