防爆风机由于同步转速与电源频率f 1 成正比, 所以只要能连续改变f 1就可以实现无级调速。变频调速不存在人为地附加转差损失, 故该法已成为现代交流调速的基础和主力, 也是风机比较理想且有发展前途的调速方法。变频器可分成交流y直流y交流( 简称交 -直-交) 变频器和交流y交流( 简称交- 交) 变频器两大类。前者又称带直流环节的间接式变频器; 后者又称直接式变频器。
简言之, 以改变异步电动机定子端输入电源的频率来改变电动机转速的方式称为变频调速。
防爆风机的变频调速
在风机上经常使用的变频调速装置主要有交- 直- 交式中的电压型、电流型及脉冲宽度调制型( PWM) 3种。
变频调速的优点是效率高, 不存在因调频而带来的附加转差损耗; 调速范围宽, 一般可达 20: 1; 特性硬, 调速精度高, 易实现无级调速。由于多数变频器可以做到能量回馈, 启动又相当于分级启动, 所以启、制动能耗少。旧设备改造时, 由于可以利用原笼型电动机, 对减少初投资特别有利。变频调速可以根据不同负载要求赋予不同的协调控制方式。它特别适宜调节深度大的运行或启动频繁( 如开关控制) 的风机。此时可选比电动机功率小的调速装置, 进行节能运行。
主要缺点是变频器复杂, 不仅初投资大, 而且要求使用维护及管理技术水平高。
同步电动机调速控制同步电动机的转速与交流电网频率间保持严格关系, 即n= 60f / P。也就是说, 同步电动机调速只有唯一的改变电源频率的方法。连续地改变电源频率的大小, 就可以方便地实现无级调速。加设这种变频装置的同步电动机可以发展成无换向器电动机, 或称晶闸管电动机, 它可分为直流式和交流式两类。
直流式由同步电动机和晶闸管逆变器组成。通常采用交- 直- 交变频器, 即先用晶闸管整流器将交流电变为直流电, 然后再通过晶闸管逆变器供电给电动机定绕组。
交流式由同步电动机和频率变换器组成。电动机定子绕组由自控式工作的交- 交变频器供电。上海宝钢1号高炉鼓风机( 48MW) 就是采用这一方式调速的。
节能实例与效益分析风机采用液力耦合器的节能实例转炉风机转炉炼钢生产循环中, 装料、出钢时产生的烟气很少, 而吹氧冶炼时则生产大量烟气, 因此要求排烟风机随工艺流程变化风量。生产中, 风机高速和低速运转时间大约各占一半。上钢五厂使用YDT450型调速耦合器进行风量调节, 高速时风机功率323kW, 低速时仅105kW, 一年可节电约70万kW#h( 改进工艺流程后节电量可增至110万kW#h) 。以70万kW#h计算, 电费按0. 5元/ kW#h计算, 折合人民币35 万元, 两个月即可收回全部技术改造投资。 高炉除尘风机。
首钢新2号高炉除尘风机, 每天平均有11 个生产循环, 所需风量各不相同。共使用两台 YOTC- 800调速耦合器, 可实现年节电334万 kW#h, 占高炉总电耗的30%, 折合电费167万元, 两个月即可收回全部投资。 矿井通风机
大冶有色金属公司丰山铜矿, 对所用的 400kW坑口抽风机采用耦合器调速, 以适应坑道作业对风量变化的需求, 年节电约20万 kW#h, 折合电费10万元。 纺织轴流通风机
纺织工业中, 通风机是确保车间具有适当温度和湿度的重要设备。随着季节的差别和昼夜温度的变化, 对风机风量的要求是不同的。上海第九棉纺厂和南通第二棉纺厂, 在40kW 的空调轴流通风机上采用耦合器调速, 在每年约9个月的调风季节, 每台风机年节电约7万 kW#h, 折合人民币3. 5万元。
串级调速的节能实例国内对该调速方法的调速范围要求不大, 动态性能要求不高, 且处于单象限运行的场合, 获得广泛应用。
其产品容量范围是7~ 2500kW。某电厂90t/ h锅炉引风机的额定功率为 340kW, 采用KGJF系列闸流管串级调速装置, 锅炉满负荷工作时转速n= 0. 7ne , 与原转子串电阻调速方法相比, 可回收转差功率57kW, 节电24. 7%。
鹤壁矿务局五矿鼓风机容量为1000kW, 每隔半小时满、半风量交替一次, 采用串电阻调速时年耗电445万kW#h, 采用串级调速时年耗电 384万kW#h。两者相比, 串级调速每年可多节电60万kW#h。
青岛国棉五厂选用青岛整流器厂产品控制一台40kW绕线转子电动机, 驱动轴流通风机, 随时间调整电动机转速。与改造前采用的笼型电动机更换带轮调速相比, 节电率为24%~ 2817%。
陕西国棉十厂将不调速电动机改为绕线转子电动机配用串级调速装置后, 实现了春秋两季两台风机变速运行, 节电率达59%。
变频调速装置的节能实例某热电厂的锅炉引风机轴功率200kW, 白天负载高峰期, 基本运行在上限转速的80%附近, 其它时间则多运行在上限转速的50%附近, 年高峰工作时间3000h, 其它工作时间5000h。采用变频调速装置调节较挡板调节, 每年可节电79. 58万kW#h。按电价0. 5元/ kW#h计算, 每年可节约电费39. 79万元。
北京市新发地小区锅炉房, 1999年第一期工程, 安装两台20吨热水锅炉, 每台炉配置 90kW引风机和55kW鼓风机各一台。驱动风机的电动机全部变频调速, 实际运行频率经常在30Hz以下, 按每年运行135天计算, 每年可节能39. 8万kW#h。按电价0. 5元/ kW#h计算, 每年节约电费19. 9万元。
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