三菱变频器在风机节能改造方案中的应用

2015-10-15 10:08 星期四 来源：东莞市淘金工控设备有限公司
 
  

三菱变频器在风机节能改造方案中的应用摘要：采用调速控制装置，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，实现恒压或恒流量控制的同时，降低能耗。
 
一、引言
 
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，通常总是把系统的较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。
 采用调速控制装置，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较省，综合效益较高。交流电机的调速方式有多种、变频调速是高效的较佳调速方案，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。
 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-代表风机管路阻力较小时的阻力特性;
 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。
 
二、三菱变频器变频改造方案
 
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(如下图)； 


2)保留原工频系统及其联动方式，且和变频器系统互为备用。
 
三、三菱变频器变频节能系统特点
 
1）采用三菱变频器，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0.00-400.00Hz可调；
 2）控制精度高，三菱变频器的数字设定分辨率为0.01Hz，模拟设定分辨率为0.2Hz；
 3）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，4~20mA。可通过端子控制正反转等多种操作；
 4）三菱变频器可与上位计算机或者可编程控制器(PLC)通信，实现远程设定或修改变频器参数，监控变频器的运行状态等信息，从而组成工业以太网，实现集中控制;
 5）保护功能齐全，对过压、欠压、过流、过载、过热等给予保护。
 
四、总结
 
在风机、水泵、压缩机等应用领域，引入变频调速控制技术，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，因为三菱变频器强大的保护功能，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。