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一、风机水泵变频调速的节电原理:
n1-代表风机水泵 在额定转速运行时的特性;
n2-代表风机水泵降速运行在n2转速时的特性;
R1-代表风机水泵管路阻力最1小时的阻力特性;
R2-代表风机水泵管路阻力增大到某一数组时的阻力特性。
风机水泵在管路特性曲R1工作时,工况点为A,HTFC型消防离心通风机零售,其流量压力分别为Q1、H1,此时风机水泵所需的功率正比于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(流量)到Q2,实际上通过增加管网管阻,使风机水泵的工作点移到R2上的B点,风压(水压)增大到H2,这时风机水泵所需的功率正比H2Q2的面积,即近比广BH2OQ2的面积。显然风机水泵所需的功率增大了。这种调节方式控制虽然简单、但功率消耗大,不利于节能,HTFC型消防离心通风机报价,是以高运行成本换取简单控制方式。
若采用变频调速,风机水泵转速由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(水泵)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。
二、风机水源节能的计算:
风机水泵流量变化量,如前所述,采用变频调速是节电之有效的措施。根据GB12497对电机经济济运行管理的规定有如下的计算公式。
采用档板调节流量对应电动机输入功率P1V与流量Q的关系为:
P1V≈[0.45+0.55(Q/QN)2]P1e (1)
式中:P1e——额定流量时电动机输入功率(kW)。
QN——额定流量
三、应用实例:
某水泥厂机立窑离心风机245KW,电机4极、实际用风量为0.6~0.7,准备改造为变频器驱动,估算节电率和投资回收期。
取Q/QN=0.65,由(2)式
由(1)式P1V=〔0.45+0.55(0.65)2〕245
=0.6428×245=157(KW)
采取风门调节风量时风机所需的轴功率为157kW,变频器调速器调风量时相对调节风门调风量的节电率为0.6。
年节电量,每年按300天计算。
24×306×157×60%=678240KWh≈67.8(万kWh)
年节电费(电价0.40元/kWh)
0.4×678240=27万元
投资回收期:
投资回收期=设备投资总额(元)÷年节电费(元)
=18÷27=0.67(年)=8(个月)
由此可判定,HTFC型消防离心通风机经销,该水泥厂机立窑离心风机采用变频器驱动后,年节电量67.8万kWh,年节电费27万元,投资回收期8个月,技术经济效益可观。
该水泥厂订购了一台变频调速柜、内装森兰BT40S250kW变频器一台,HTFC型消防离心通风机,另有空开、熔断器、电表、指示灯等,价值18万元。投入运行后,变频器频率调到35Hz左右满足机窑立风量要求,这时电动机电流210A左右,变频器输电压、298V,实际输出功率为
P=√3 IVCOφ4=3×210×298×0.9≈97.5kW
与理论计算值157×0.6=94.2kW基本吻合。
通过以上分析可以看出,风机水泵采用变频器调速后,节电效果是明显的,此外,机械的转速降低后,机械的磨损减少,使用寿命延长了,间接经济效益也很可观。
通风机行业符合环保节能、安全稳定的准则
随着我国步入新型工业化发展阶段,基础工业朝装备大型化、环保节能方向发展,与之相适应,通风机行业在自身技术水平不断提升的背景下逐步进入升级换代阶段,产品也在向制造集成一体化、g效节能化、设计生产计算机化和销售全球化方向发展,同时用户对通风机的需求正在从产品导向转为全生命周期服务导向。
目前我国的通风系统装置大多采用传统的定流量设计,风机始终在工频工况下运行,不能根据实际的热量变化进行流量调节,导致能量的浪费。如在通风系统应用广泛的地铁隧道领域,围绕节能降耗,智能化g效节能技术研究集中于采用光电、温度传感技术,进行列车实时定位,实现根据列车运行位置和状态与风机运行工况的动态匹配,应用智能变频调节,使轨顶风机排热运行更加节能。智能化在节能降耗上的优势显著,是未来通风系统发展的趋势之一。
关键部件的高强度、轻量化未来的通风系统技术发展不仅体现在技术和工艺方面,更注重从提高产品质量、降低成本、便于维护、节能环保等方面对产品的改进。对于通风机的关键部件,行业加强新材料的研制,使其更符合环保节能、安全稳定的发展方向。
目前国内外通风机行业用于制造轴流风机动叶轮的铸造铝合金多为铝硅系和铝硅铜系两类,铝硅系合金强度偏低而铝硅铜系合金铸造工艺性稍差,不能完全满足风机频繁启动、瞬间变向等交变载荷条件下对材料的强度要求,行业l先企业针对上述需求,研究开发先进原材料,叶片材料的研发和应用向提高抗拉强度、伸长率、轻量化方向发展。
通风机未来的发展将进一步提高通风机的气动效率、装置效率和使用效率,以降低电能消耗;用动叶可调的轴流通风机代替大型离心通风机;降低通风机噪声;提高排烟、排尘通风机叶轮和机壳的耐磨性;实现变转速调节和自动化调节。
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