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节能风机相关原理
1. 风机运行曲线
采用变频器对风机进行控制,属于减少空气动力的节电方法,它和一般常用的调节风门控制风量的方法比较, 具有明显的节电效果。应达风机
假设风机工作在A点效率最高,此时风压为H2,风量为Q1,轴功率N1与Q1、H2的乘积成正比,在图中可用面积AH2OQ1表示。如果生产工艺要求,风量需要从Q1减至Q2,这时用调节风门的方法相当于增加管网阻力,使管网阻力特性变到曲线(3),系统由原来的工况点A变到新的工况点B运行。从图中看出,风压反而增加,轴功率与面积BH1OQ2成正比。显然,轴功率下降不大。如果采用变频器调速控制方式,风机转速由n1降到 n2,根据风机参数的比例定律,画出在转速n2风量(Q-H)特性,如曲线(4)所示。可见在满足同样风量Q2的情况下,风压H3大幅度降低,功率N3随着显著减少,用面积CH3OQ2表示。节省的功率△N=(H1-H3)×Q2,用面积BH1H3C表示。显然,节能的经济效果是十分明显的。
2.风机在不同频率下的节能率
从流体力学原理得知,风机风量与电机转速功率相关:风机的风量与风机(电机)的转速成正比,风机的风压与风机(电机)的转速的平方成正比,风机的轴功率等于风量与风压的乘积,故风机的轴功率与风机(电机)的转速的三次方成正比(即风机的轴功率与供电频率的三次方成正比):
根据上述原理可知改变风机的转速就可改变风机的功率。
例如:将供电频率由50Hz降为45Hz,
则P45/P50=453/503=0.729,
即P45=0.729P50将供电频率由50 Hz降为40Hz,
则P40/P50=403/503=0.512,即P40=0.512P50
3.锅炉风机的变频节能改造
锅炉的变频节能改造通常是指对锅炉风机的变频节能改造。
锅炉风机在设计时是按最大工况来考虑的,在实际使用中有很多时间风机都需要根据实际工况进行调节,传统的做法是用开关风门、阀门的方式进行调节,这种调节方式增大了供风系统的节流损失,在启动时还会有启动冲击电流,且对系统本身的调节也是阶段性的,调节速度缓慢,减少损失的能力很有限,也使整个系统工作在波动状态;而通过在锅炉风机上加装变频调速器(装置)则可一劳永逸的解决好这些问题,可使系统工作状态平缓稳定,并可通过变频节能收回投资。锅炉的变频改造方案一例如下:
目前锅炉风机的装机概况:2×75KW,1×55KW。
所有风机均采用一对一(即一台变频器配一台电机)的配置 方式,保留原工频系统且与变频系统互为备用,一般情况下的调 节方式均为开环调节。
4.投资与节能
变频节能系统(装置)在各类调速系统中使用时其节能效果对于单台设备可做到20-55%,在风机这类设备的一般应用的节能效果平均也可做到20-50%,在未受到其它因素的影响的情况下一般可取平均值,这些节能效果平均值是由实际应用中得到,权威性数据可由市场上公开出售的资料(书)查到;通过这些数据再进行一些简单的投资回收率的计算可知:变频节能系统(装置)的投资回收期一般为6-15个月(这是经验值也是权威数据)。应达风机
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