一次风机变频改造及节能分析
一次风机变频改造及节能分析
摘要：介绍了某电厂一次风机的变频改造方案，给出了一套可靠的控制策略。比较了一次风机变频控制和工频控制的节能效果，阐述了变频控制技术在电厂节能降耗的效果，对降低厂用电率，提高机组运行效率有很大的意义。
关键词：一次风机;变频改造;控制策略;节能
Abstract: A certain power plant is introduced of the primary air fan frequency converter design, and design a reliable control strategy for the primary air fan.The energy-saving effect of adopting transducer fore-and-aft is compared, which has practical meaning on reducing power plant curl consumption and increasing unit running efficiency.
Key words: induced draft fan; frequency converter reconstruction; control strategy; energy-saving
1引言
在火力发电厂中，一次风机是最主要的耗电设备之一，这些设备都是长期连续运行并常常处于变负荷运行状态，其节能潜力巨大。发电厂辅机的经济运行，直接关系到厂用电率的高低。随着电力行业改革的不断深化，厂网分家、竞价上网等政策的逐步实施，降低厂用电率，降低发电成本，已成为发电厂努力追求的经济目标。在目前电力短缺的情况下，厉行节能，已经被推到了能源战略的首位。
2设备概述
华电集团某电厂一期工程采用2×330MW国产亚临界、燃煤空冷抽汽凝汽式供热机组，锅炉、汽轮机均采用上海电气集团公司设备。其中锅炉型号SG-1170/17.5-M747，为亚临界参数汽包炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。每台锅炉配四台钢球磨煤机，一次风机为静叶可调轴流风机。
3 一次风机变频改造方案
3.1 主要设计原则
目前，交流调速取代其它调速及计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。电机交流调速技术是节能、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速、启动和制动性能、高效率、高功率因素和节电效果、广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为是最有发展前途的调速方式。
一次风机变频改造具体设计原则如下：
(1) 原厂内一次风机运行方式改造为变频调速方式;
(2) 设置相应的变频小间。
3.2 静叶可调轴流风机在运行中存在的问题
在锅炉一次风机容量设计时，单侧风机运行时具备带75%负荷运行的能力，这主要是从机组运行的安全性出发的;当失去一侧一次风机时，机组还能带75%的负荷运行。所以当双侧风机运行，机组带满负荷时，一次风机的设计余量在20%～30%左右，风门开度一般为50%左右。由于火力发电厂的发电负荷一般在50%～100%之间变化，一次风机不能调速，只能靠改变风机静叶的角度来调节风量，造成了很大的节流损失，其设备效率仅在40%～60%。调节性能也不能很好的满足锅炉燃烧能力及稳定性运行需要，所以有必要对一次风机进行节能和调节性能改造，来满足机组整体调节性能需要。这就为一次风机的变频调速节能改造造就了巨大的潜力。
3.3 静叶可调轴流一次风机变频改造方案
为了保证系统的可靠性，系统选用“一拖一”断路器自动旁路，即将每台高压变频器加装自动旁路装置。变频运行时：断开QS3，闭合QF1、QS1和QS2;工频运行时：断开QS1和QS2，闭合QF1和QS3。一次风机变频控制接线示意图见图1所示。
图1 一次风机变频控制接线示意图
6kV电源经用户真空开关QF1，变频装置进线断路器QS1到高压变频调速装置，变频装置输出经出线断路器QS2送至电动机;6kV电源还可以经旁路断路器QS3直接起动电动机。变频装置的输出断路器QS2和旁路断路器QS3互相闭锁，即QS2和QS3不能同时闭合。变频装置的输出断路器QS1和旁路断路器QS3互相闭锁，即QS1和QS3不能同时闭合。
变频旁路的作用为：当变频装置工程检修时，可手动摇出断路器，形成明显断电点，能够保证人身安全;当变频装置出现故障时，也可停止并手动摇出断路器，将变频装置隔离，使负载在工频电源下正常运行，保证生产的安全、持续的运行。
变频器采用DCS控制，通过4～20mA的调速信号，根据入口风压控制变频器的输出频率，并由DCS输出信号，控制变频器的启动和停止。变频器还可以向DCS反馈运行、停止、准备好、报警、故障等状态信号，以及变频器的电流、电机转速等模拟量信号。
4 一次风机变频控制策略
4.1 SCS控制策略
一次风机启停顺控部分在原有的一次风机工频方式启、停的基础上，加入了变频方式启、停按钮和工频/变频切换按钮。在操作画面上增加一次风机A/B变频器模拟量控制手操器，实现CRT画面上可以对一次风机A/B变频器控制，进行手动或自动投切控制。增加一次风
机A/B变频器SCS手操器，实现CRT画面上手动启停变频器，增加一次风机A/B变频器QS1，QS2，QS3开关SCS手操器，实现CRT画面上分合QS1，QS2，QS3开关。
4.1.1一次风机运行信号处理
变频运行信号(AND)：QS1合闸状态、QS2合闸状态、一次风机高压断路器合闸、一次风机变频柜运行指示;
工频运行信号(AND)：QS1分闸、QS2分闸、QS3合闸、一次风机高压断路器合闸。
4.1.2一次风机变频方式启动
启动前应具备的条件：变频器现场调试完毕，柜门已关，变频器220VAC控制电源已供，6kV进线断路器、进线QS1、出线QS2、旁路QS3断路器在工作位置。
一次风机变频器启动允许条件(AND)：变频器待机指示、无变频器故障信号、无变频器重故障信号、变频器进线QS1合闸、变频器进线QS2合闸、变频器进线QS3分闸、一次风机变频频率给定值为大于38小于44的指令。
当一次风机按照原来的启动步骤，进行到启动一次风机这一步前，不要发启动一次风机指令，必须按照以下步骤进行，该步骤做一个帮助画面，运行人员按照步骤手动操作：断开QS3;合上QS1;合上QS2;一次风机停止;“远程/就地”在远程状态;变频器合220VAC控制电源、合UPS、合输出空开后，在进线断路器和出线断路器都合闸的情况下，系统自检通过后，变频器发上电允许信号，允许合主开关。; DCS合6kV进线断路器，变频器充电自检，通过后变频器向DCS发送“启动允许”信号。满足条件后才能启动变频，启动一次风机变频器，DCS给变频器发“远程启动”信号和“转速给定”信号，变频器启动。
正常变频启动时，如果变频器故障，无法变频器方式启动，可以通过旁路柜工频启动，手动操作步骤：先断QS1、QS2，QS1、QS2断开后再合QS3，QS3闭合后再合高压断路器主开关(即启动一次风机)，完成一次风机工频运行。
4.1.3一次风机变频方式停止
停止允许条件：分闸主开关在合闸位、QS1，QS2在合位、给定的4-20mA信号设定在20Hz左右。“远程/就地”在远程状态，DCS发出“远程停止”信号停止一次风机变频器。
QS1进线接触器分闸条件为一次风机没有变频运行和一次风机高压断路器分闸状
态;QS2出线接触器分闸条件为一次风机高压断路器分闸状态和一次风机没有变频运
行;QS3旁路接触器分闸条件为一次风机高压断路器分闸状态。
4.2一次风机变频控制联锁保护逻辑
(1)一次风机变频器故障
变频器轻故障由变频柜发“变频器轻故障报警”信号至DCS，此时变频器继续运行，运行人员立即接地检查，并通知维护人员，根据变频器报警信号的信息排除隐患后就地报警复位。
如变频器发生故障，变频器发送“变频器重故障”信号至DCS，此时变频器自动发指令跳开QS1、QS2,变频器停止运行，延时0.5s后变频器发送“旁路允许”信号至DCS，2S 后自动由DCS发指令合旁路断路器柜(合QS3)。机组由变频切换至工频运行。同时DCS 收到“变频器重故障”信号后，DSC自动发出指令将一次风机静叶的开度关到40%，到位后由值班员依据当时负荷情况手动调整。
(2)一次风机高压断路器保护跳闸条件
一次风机高压断路器保护跳闸条件(OR)：原一次风机跳闸条件、变频运行时跳闸QS1、变频运行时跳闸QS2、变频运行变频器发重故障、QS3运行时跳闸、QS1,QS2,QS3都在分闸状态。
QS1进线接触器保护跳闸条件(OR)：QS2分闸状态延时1s发2s脉冲信号、一次风机跳闸条件。QS2出线接触器保护跳闸条件(OR)：QS2分闸状态延时1s发2s脉冲信号、一次风机跳闸条件。原有的一次风机跳闸回路中增加高压变频器重故障切旁路运行不成功联跳一次风机功能，工频方式下该条件被闭锁。
4.3 MCS控制策略
一次风压有工频控制和变频控制两种方式：一次风机变频运行，将一次风机静叶全开，由一次风机变频控制调节一次风压;一次风机工频运行，调节一次风机静叶开度控制一次风压。在一次风机处于变频控制并投自动运行时，相应的一次风机静叶执行机构开至100%，此时，该静叶执行机构处于手动操作状态。另外，每台一次风机变频控制和工频控制自动相互闭锁，即同一时刻只能有一种方式处于自动状态。两种控制方式分别由独立的PID调节器进行控制，不产生相互耦合。
4.3.1 变频方式自动控制逻辑
一次风压两种自动控制方式由运行人员根据实际情况任选一种，两种自动控制方式不能同时投用。当一次风机静叶投入自动时，将会闭锁A、B高压变频器转速投自动。当A、B 一次风机均处于变频方式运行时，设置专门的变频控制逻辑，A、B一次风机静叶保持开足(具体位置可根据节能对比试验后确定)，通过控制一次风机电机的频率(转速)，改变一次风机出力来调节一次风压。一次风压测量值与一次风压设定值比较的偏差经新增PID运算后输出一次风机变频控制指令，作用在二台变频器上，当一台变频器因故障退出运行后，另一台变频器立即增加相应幅度的指令，单风机运行期间独立承担一次风压的调节。一次风压设定值由A一次风机变频器操作器进行设定，B一次风机变频器操作器进行偏置设定。
4.3.2 RB联锁逻辑设计
变频状态下原一次风机保护跳闸条件不变;一次风机工作方式切换时，自动闭锁该切换风机RB连锁功能一段时间(暂定5S)，若切换失败再触发RB保护动作;一次风机工作方式切换时，运行人员可考虑适当选取几支油枪投人对锅炉进行稳燃;工频风机跳闸直接产生机组RB。
通过在DCS中进行逻辑组态，实现一次风机跳闸快速切负荷(RB)的功能。负荷在200Mw 以上，一次风机快速切负荷产生条件：两台引风变频运行时，若一台跳闸，则触发RB;两台工频运行时，一台运行中跳闸，触发RB。RB触发以后将进行以下操作：自动投入互为对角的两支油枪;切除一半的给粉机;以150 MW/min的速率快速降负荷至
180MW;关闭过热器一级减温水电动阀、关闭过热器左侧和右侧二级减温水电动阀、关闭再热器左侧和右侧减温水电动阀;停运同侧的送风机，并且关闭其送风机出口挡板和动叶;停运部分磨煤机。
5 节能分析
变频调速装置是根据风机的压头(扬程)——流量特性实现变速变流量控制。一般来讲，风机具有以下特点：
，，式中：，为流量，; ，为转速，; ，为功率，kW; ，为扬程(压头)，m(或Pa)。即流量与转速成比例;扬程与转速的平方成比例;功率与转速的3次方成比例，变频调速装置的节能量计算依据上式而来。
负荷分配模式按机组年运行小时数为6200小时、年利用小时数5000小时考虑。见下表：
负荷年运行小时数年利用小时数
100%额定出力28002800
75%额定出力20001500
≤50%额定出力1400700
总计62005000
依据上表实际工况计算变频功率，公式如下：
变频调节功率P=轴功率x百分率3/(变频器效率x电动机效率)
结果如下：
运行情况
设备名称100%额定出力75%额定出力50%额定出力
一次风机29281235366
在上述负荷分配模式下，单台一次风机电机每年可节约的电量约为：
2600 kW×6200 h - 2928 kW×2800 h -1235 kW×2000 h - 366 kW×1400 h=4939.2 MWh
可见，全厂两台机组的四台一次风机电机全年可节约电量19756.8 MWh。
6 结束语
一次风机变频控制改造完成后，可以实现两台一次风机不同工作方式组合运行，保证一次风机自动均能正常投入。由于变速调节没有了入口静叶挡板，节流损失明显减小，获得了显著的节能效果，特别是在低负荷运行情况下，节电效果十分显著，减少了发电成本，提高了机组运行的经济性。
参考文献：
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风机变频电控改造方案(通用方案)
河南地方煤炭集团季布煤业有限公司 主 通 风 机 变 频 改 造 技 术 方 案
季布煤业主通风机变频改造技术方案 一、季布煤业公司风机现状： 季布煤业公司现用主扇风机为BU54-16×75×2KW风机，运行电压380V，运行电流80A。风叶角度正向。现有设备主要有：1台低压配电柜、4台自耦降压启动柜、1台风机监测仪及各类传感器。 二、存在在主要问题： 1、冲击电流大 通风机电机启动方式为自耦变压器降压起动方式，起动电流是其额定电流的3～5倍，在如此大的电流冲击下，接触器、电机的使用寿命大大下降。同时，起动时的机械冲击，容易对机械散件、轴承、、管道等造成破坏，从而增加维修量和备品、备件费用。 2、电能的严重浪费 主通风机一直处在较轻负载下运行。在传统的技术条件下，由于电机的转速不可以调节，只能通过改变风机叶片或挡风板的角度进行风量调节。因此造成能源浪费，增加生产成本。所以就造成了电能的无端浪费！有悖于国家的节能减排政策。 3、启动困难，机械损伤严重 主通风机若采用直接启动，启动时间长，启动电流大，对电动机的绝缘有着较大的威胁，严重时甚至烧坏电动机。而电机在启动过程中所产生的机械冲击现象使风机产生较大的机械应力，会严重影响到电动机、风机及其它机械的使用寿命。
4、自动化程度低 主通风机依靠人工调节风机叶片或挡风板角度调节风量，不具备风量的自动实时调节功能，自动化程度低，检测点少。在故障状态下，不能及时和风机联动，将对矿井正常生产造成严重影响。 三、通风机变频改造技术特点： 1、通风机改造后采用变频启动和调速，具有启动电流小，调速方便，运行稳定以及节能等特点。 2、增加电源切换柜，双母线供电，通过智能切换开关可以实现双电源自动切换，切换时间不大于3S，保证通风机供电安全可靠，具有过载、短路、欠电压保护功功能。 3、控制系统具有过欠压、短路、堵转、过载、断相、接地、电机过热等多种保护功能。 4、PLC控制系统采用西门子S7-200可编程序控制器，配以多种检测控制组件完成了风机应有的各种工艺控制，实现风机的闭环控制及各种情况下的安全保护以及系统切换时的各种闭锁。在风机变频电控操作和监控方面，控制柜提供了全面的操作按钮，操作更简单、方便，配备声光报警器。并配备以太网模块为以后实现全矿井自动化作准备。实现系统联锁、起、停控制、保护、通风机工作状态在线监测及数据通讯等功能。 5、变频器采用INVT GD200系列风机专用变频器，满足通风机负载各种运行工况的要求，根据风机运行工况,频率精度可以达到0.01HZ.启动力矩180%/HZ.
变频器在风机上的应用
一、概述： 目前在我国各行各业的各类机械与电气设备中与风机配套的电机约占全国电机装机量的60%，耗用电能约占全国发电总量的三分之一。特别值得一提的是，大多数风机、水泵在使用过程中都存在大马拉小车的现象，加之因生产、工艺等方面的变化，需要经常调节气体和液体的流量、压力、温度等；目前，许多单位仍然采用落后的调节档风板或阀门开启度的方式来调节气体或液体的流量、压力、温度等。这实际上是通过人为增加阻力的方式，并以浪费电能和金钱为代价来满足工艺和工况对气体、液体流量调节的要求。这种落后的调节方式，不仅浪费了宝贵的能源，而且调节精度差，很难满足现代化工业生产及服务等方面的要求，负面效应十分严重。 变频调速器的出现为交流调速方式带来了一场革命。随着近十几年变频技术的不断完善、发展。变频调速性能日趋完美，已被广泛应用于不同领域的交流调速。为企业带来了可观的经济效益，推动了工业生产的自动化进程。 变频调速用于交流异步电机调速，其性能远远超过以往任何交、直流调速方式。而且结构简单，调速范围宽、调速精度高、安装调试使用方便、保护功能完善、运行稳定可靠、节能效果显著，已经成为交流电机调速的最新潮流。 二、变频节能原理： 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。 由图可以说明其节电原理： 图中，曲线（1）为风机在恒定转速n1下的风压一风量（H―Q）特性，曲线（2）为管网风阻特性（风门全开）。曲线（4）为变频运行特性（风门全开） 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
除尘风机节能改造方案
第一部分项目综述 一、本次拟改对象简介 通过我公司工程师对炼铁分厂原料场除尘风机的细致勘察和科学分析，调查工况如下： 原料场除尘系统采用布袋除尘方式，风机动力由一台1250kw的电机提供，采用风门调节来控制系统风量，主要是针对翻斗机来料和返矿经皮带机输送至料场，再将料从料场经堆取料机提取，经混料机混匀后供给烧结的过程中产生的扬尘进行处理。期间主要扬尘来自于各皮带转换时，卸料产生。系统将扬尘经除尘点进行收集后，进行集中除尘处理。系统除尘管道共包含各类阀门39个，以下为阀门相关情况：
二、本项目实施的必要性 原料场除尘风机采用调节阀的方式调节系统参数，这种调节方式是最原始的调节方法，仅仅是改变通道的流通阻力，其开合度大小不与流量成比例，从而驱动源的输出功率并没有改变，浪费了大量电能，而且调节阀调节人工操作控制精度差、无法实现自动化控制，容易误操作，且设备使用效率不高，不能充分满足工艺要求。经我司技术人员根据风机工况进行多次检测，如采用适配风机加变频调速，年节能量在42万Kwh。 原料场除尘系统覆盖范围广，除尘点多且位置分散，除尘管道比较长且弯道多，导致风阻、风损增大，进而降低了除尘风量和风压，导致除尘效果差，达不到环保要求。 由于大功率电机的起停和非线性负载的使用，供电线路中电压、电流谐波含量大；电力污染较严重；电压、电流波形失真；设备及短网损耗大、输送效率降低。电力系统低劣的电力品质，易造成输电线路及电机等设备温升增高，噪音增大，损耗增加，设备故障率上升，严重时可引起开关保护跳闸和其它停车事故，增加企业生产成本，造成设备维修成本升高、生产不稳定等危害。 因此企业有必要采取有效措施减少能源的浪费，提高除尘系统能源利用率，提升系统除尘效果。
洁净室空调机组变频节能实例(修改版)
洁净室空调机组变频节能改造实例 胡士光李孝胜马艳香 (北京奥星恒迅包装科技有限公司,北京怀柔) 摘要：本文详细介绍了某医药包材企业北京制造中心洁净室空调机组变频节能改造实例。包括空调机组变频节能改造理论计算，方案设计的数据计算分析；改造完成后空调系统的再调试，运行数据实测；改造总体节能效果。本改造工程在保证洁净房间换气次数基本不变的前提下，实现了空调机组变频节能，并对洁净空调系统设计，施工提出一些合理化建议。 关键词：洁净室；空调机组；变频节能；投资回报。 An Energy Saving Example of HV AC System in Clean Room Hu Shiguang Li Xiaosheng Ma yanxiang (BJMC of Austar Beijing Huairou) Abstract：This article introduces an energy saving technology improvement for HVAC system in a Beijing pharmaceutical packaging manufacturing center. Including energy saving technology calculation, design analysis; HVAC recommissioning; measured operation data; the total energy saving. This program realizes the energy saving in keeping ACR unchanged. At the end, some suggestions have been given for design and construction. Key words：The Clean Room, HVAC; Energy Saving by VSD，Return on investment. 一般情况下空调机组在设计时机组的总风量都要比实际应用偏大一些，风机工频运行时，往往都采用关小阀门的开度来调节风量，根据风机特性曲线，运行工况点向后移动，输出流量减少，扬程增大，从而造成了风管阻力增大，大量的能源浪费在阻力损耗上。由流体传输设备风机的工作原理可知，风机的流量与其转速成正比；风机的压力（扬程）与其转速的平方成正比，而风机的轴功率等于流量与压力的乘积，故风机的轴功率与其转速的三次方成正比（即与电源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（P为电机轴功率）；将供电频率由50Hz降为40Hz，则P40/P50=403/503=0.512，即P40=0.512P50（P为电机轴功率）。由以上内容可以看出，用变频器进行流量控制时，可节约大量电能。 用阀门、自动阀调节不仅增大了系统节流损失，而且由于对空调的调节是阶段性的，造成整个空调系统工作在波动状态；工频转换为变频后，使系统工作状态稳定，并延长机组的使用寿命。 1 奥星北京制造中心洁净厂房空调机组现状 北京奥星恒迅包装科技有限公司北京制造中心是国内医药包装材料生产领先企业，主要生产输液用膜，接口盖等，制造中心工厂位于北京雁栖经济开发区，共有1#，2#两座厂房，为ISO7级和ISO8级洁净厂房，分别由8套空调系统提供洁净空气，设计换气次数为20次/小时。空调机组由DDC进行简单控制温度和湿度。全部空调机组未配置变频
23冷却塔风机变频改造方案
冷却塔风机变频改造方案 一、变频器的工作原理和节能分析 1.1 风机的特性 风机是传送气体的机械设备，是把电动机的轴功率转变为流体的一种机械。风机电机输出的轴功率为: 图1中风机的压力与风量的关系曲线及扭矩与电机速度的关系曲线，充分说明了调节阀调节风量法与变频器控制的调节风量法的本质区别与节能效果。 (1) 电动机恒速运转，由调节阀控制风量
图1 风机的运行曲线 如图1所示，调节阀门的开启度，R会变化。关紧阀门，管道阻力就增大。 管道阻力由R1变到R2，风机的工作点由A点移到B点。 在风量从Q1减少到Q4的同时，风压却从H1上升到H5，此时电机轴的功率从P1变化到P2。 (2) 变频器调节电机的速度来控制风量 当风量由Q1变化到Q4时，便出现图上虚线所示的特性。达到Q4、H4所需的电机轴功率为P3，显然P2大于P3，其差值P2-P3就是电机调速控制所节约的功率。 二、冷却塔系统变频改造过程 2.1 冷冻机组冷却循环水系统介绍: 冷冻机组的冷却循环水系统如图2所示。冷冻机组的冷却循环水系统主要由冷冻机组、冷却水泵、冷却塔组成。冷却水经冷却水泵加压后，送入冷冻机组的冷凝器，届时，由冷却水吸收制冷剂蒸气的热量，使制冷剂冷却、冷凝。冷却水带走制冷剂热
量后，被送入冷却塔，经布水器，通过冷却塔风机降温，降温后的冷却水通过出水管，流入冷却水泵，经加压后再送入冷冻机组的冷凝器。 图2 冷冻机组冷却循环水系统图 2.2 冷却塔变频节能改造原理 图3 冷却塔变频改造示意图 三、变频器选择
由于风机负载为平方转矩类负载，因此变频器应选择V/F控制型通用变频器，日锋变频器为优化电压空间矢量型变频器，使用寿命高于同类产品，接近于零的故障率，性能价格比非常好，为变频器市场上最优越产品之一。 四、总结 冷却塔风机加装变频后具有以下优点: ·操作方便，安装简单; ·能进行无级调速，调速范围宽，精度高，适应性强。 ·节能效果非常明显; ·由于采用了变频控制，随着转速的下降，风压、风量也随之下降，使得冷却水的散失也下降，节约了水量。 ·由于用水量下降，水的硬度指标上升减慢，使得水处理的用药量减少; ·由于转速下降，减少了减速箱的磨损，延长了减速箱的寿命; 总之，冷却塔变频器控制系统的使用，使得厂房调温系统可靠性提高，安全性好，具有明显的节电效果。 冷却塔是冷冻机组的冷却水最主要的热交换设备之一，它主要靠冷却塔风机对冷却水降温，风机过去是靠交流接触器直接启动控制，风机的转速是恒定的，不能调速，因此，风机的风量也是恒定的，不能调节。为了使冷冻机组进口冷却水温度保持在某个温度段之间，我们在冷却水泵的出口，即冷冻机组的冷却水进口管道上安装一个温度传感器，采集冷却水温度，通过给出一路模拟信号给变频器，经变频器自身的PID进行调节如图3所示，变频器给出适当的电压和频率给冷却塔电机调节冷却塔风机转速
风机变频调速节能改造的分析及计算
风机变频调速节能改造的分析及计算 张恒谢国政张黎海 （昆明电器科学研究所，云南昆明 650221） 摘要：以变频调速改造来达到调节工业工程所需风量成为目前实现电机节能的一种主要途径。当我们进行变频节能改造时，投入和收益是必须认真考虑的，收益就涉及到节能量的计算。在变频器未投运之前，计算节能量是比较困难的。本文通过分析变频节能的原理，介绍了针对阀门及液力耦合器调节流量系统的变频改造的节能估算的一些思考及方法。 关键词：风机变频节能原理调速节能阀门液力耦合器节能估算 一、 引言 在工业生产、发电、居民供暖（热电厂）和产品加工制造业中，风机水泵类设备应用范围广泛。其电能消耗和诸如阀门、挡板、液力耦合器等相关设备的节流损失以及维护、维修费用约占到生产成本的7%~25%，是一笔不小的生产费用开支。随着经济改革的不断深入，以及能源的危机，节能降耗业已成为降低生产成本、提高产品质量的重要手段之一。变频调速因其调速效率高，力能指标（功率因数）高，调速范围宽，调速精度高等优势，又可以实现软起动，减少电网的电流冲击及设备的机械冲击，延长设备使用寿命，对于大部分采用笼型异步电动机拖动的风机水泵，变频调速不失为目前最理想的调速节能方案。 由于电机的电流的大小随负载的轻重而改变,也即电机消耗的功率也是随负载的大小而改变，因此要想精确地计算系统的节能量是困难的，这在一定程度上影响了变频调速节能改造的实施。
二、 变频器节能的调速实质和原理 节约能源最根本的方法就是要提高能源的利用率，所谓的“节能”，不仅仅是节省能耗，还包括不浪费能源，用一句最简单的话说就是：“需要多少，就提供多少!” 变频器本身不是发电机。在变频器应用到风机等平方转矩负载的工业场合中，其节能原因不是由变频器本身带来的，而是通过变频器的调速特性来减小风机输出流量以适应工况中实际所需流量。 叶片式风机水泵的负载特性属于平方转矩型，即负载的转矩与转速的二次方成正比。风机水泵在满足三个相似条件：几何相似、运动相似和动力相似的情况下遵循相似定律；对于同一台风机（或水泵），当输送的流体密度ρ不变仅转速改变时，其性能参数的变化遵循比例定律：流量 (Q)与转速(n)的一次方成正比；扬程（压力）H 与转速的二次方成正比；轴功率 (P)则与转速的三次方成正比。即： ''n n Q Q = ; 2''(n n H H = 2''(n n p p = ; 3''(n n P P = 当风机、水泵的转速变化时，其本身性能曲线的变化可由比例定律作出，如图1所示。因管路阻力曲线不随转速变化而变化，故当流量由Q1变至Q2时，运行工况点将由A 点变至C 点。 图1风机流量、压力特性
变频技术在加热炉鼓风机应用的节能效果分析
变频技术在加热炉鼓风机应用的节能效果分析 摘要：针对板材厂中板线3＃加热炉鼓风机传统风量控制方法的缺点，结合变频 调速控制方法的理论和特点, 并通过具体实例对变频调速技术运用3#加热炉鼓风 机时的节能状况进行详细分析和计算，总结出了节能效果和推广该技术的意义。 关键词：中板加热炉鼓风机变频器效果分析 引言 板材厂中板线3＃加热炉年出钢总量占总产量的80%以上。由于处于高炉煤 气管网的末端，煤气热值及压力都波动都很大，生产负荷变化也较大，造成鼓风 机供风量和风压也跟着大幅的波动，给鼓风机和引风机的正常运行和加热炉最优 控制带来了较大的影响，3#加热炉现有两台鼓风机，一台是低压风机，供风量无 法满足生产要求很少使用，另一台为高压风机。引风机两台，分别是空气侧引风 机和煤气侧引风机组成，鼓风机、引风机的调节都是通过调节风管上的调节阀进 行调节，由于高压鼓风机转速高过低压鼓风机许多，所以炉子的风压、风量出现 富余，风压、风量的大幅波动严重影响炉内空煤气混合状况，增加了氧化烧损。 系统存在的主要问题有：（1）无法随时动态跟踪工艺进行风量调节以满足最佳工艺的要求，同时在生产过程中引风机、鼓风机风管上的风阀开度仅开到40%-70%，造成不必要的电能消耗。（2）由于供给的助燃风量过剩，导致钢坯氧化烧 损较高，带走的热量过多造成不必要的能源消耗和金属消耗。(3)在生产操作过程 中如果进风口风门开度调节不当，在小风量时很容易产生鼓风机共振，严重影响 设备安全运行。 一、变频节能技术原理分析 从本质上对变频节能技术进行分析的话，就是利用有效输出电压的调节，来 合理的控制风机的实际功率，实现对转速的合理调节，进而达到对风量的调整。 将变频技术应用到风机中，风口的挡板就可以不再利用，处于完全打开的状态就 可以，这样就可以利用变频技术，对风量的输出进行合理调整了。风机转速一般 按照以下公式可以得出： n=(1－s)n0 n0=60f/p 其中n代表着实际转速，n0代表理论转速，s代表转差率，f代表电机的运行频率(60是60s)，p代表着电机极对数。从这个公式可以看出：在转差率 s忽略不 计的情况下(s=0-0.05)，电机的实际转速n=60f/p，也就是说n与f是存在正比关 系的，当n的值增加时，f的值就也会增加；当f值减少时，控制功率也必然会 减少，因此对f值进行合理的控制和调整，就可以实现对电机转速n的调节。 二、系统控制 将备用鼓风机改为变频控制，变频器选用400Kw的G130西门子变频器柜控制。既满足了助燃风量的要求，同时随时动态跟踪工艺要求进行风量调节，实现 了最佳工艺要求。引风机采用了在引风机软启动控制柜和1#、2#炉鼓风机变频控制柜之间加装转换控制柜，利用1#、2#炉变频风机控制柜控制引风机，既降低了成本投入也满足了生产要求。另外采用变频控制降低了不仅电能的消耗，同时减 少了氧化烧损，提高了产品的质量。人机界面友好，操作简单。风压控制采用变 频器，设定为固定风压时，根据流量的需求变化自动调节频率，极大的较少了高 压风机的操作强度。风压系统具有自动手动两种控制模式，增加了系统的可靠性，控制精度高。
风机变频节能改造案例
风机变频节能改造案例 一、森兰变频恒压供风系统节能原理 1、恒压供风变频调速系统原理 说明：图中风机是输出环节，转速由变频器控制，实现变风量恒压控制。变频器接受PID调节器的信号对风机进行速度控制，控制器综合给定信号与反馈信号后，经PID调节，向变频器输出运转频率指令。压力传感器监测风口压力，并将其转换为控制其可接受的模拟信号，进行调节。 2、系统工作原理 变频调速恒压供风控制终极通过调节风机转速实现的,风机是供风的执行单元。通过调速能实现风压恒定是由风机特性决定的，风机特性见下图所示。图中，横坐标为风机风量Q，纵坐标为压力P。EA 为恒压线，n1、n2……nn是不同转速下的风量—压力特性。可见，在转速n1下，假如控制阀门的开度使风量从QA减少到QB，压力将沿n1曲线到达B点，很显然减少风量的同时进步了压力。假如转速由n1到n2，风量将QA减少到QC，而压力不变，由此可见，在一定范围，可以保持风压恒定的条件下，可以通过改变转速来调节风量，并且不改变风压。这种特性表明，调节风机转速，改变出风压力，改变风量，使压力稳定在恒压线上，就可以完成恒压供风。 二、250KW风机变频节能改造方案及功能 1、贵厂风机运行目前现状 现有风机一台，配套电机为250KW一台，工作电压380V，电流
460A，现采用阀门调节，控制供风风量、压力。这种调节方式既不方便，又浪费大量的电能，很轻易造成阀门及风机的损坏。 我公司经过多年对化工、轮胎行业的水泵、风机等设备的节能改造，积累了丰富的经验，具有雄厚的技术实力。 2、改造方案 现采用一台280KW森兰变频器控制一台250KW风机。 3、系统功能 A.风压任意设定，风压稳定且无波动 B.软启动软停机，对电网无冲击，无需电力增容 C.延长风机机械寿命 D.缺相，欠压，过流，过载，过热及堵转保护 E.节约电能，投资回收快 三、供风风机运用变频节能分析 1、现行实际运行功率(I实=350A) P运=√3UICOSω=√3×380×350×0.85=196kw W=196×320×24=1505280kwh 注：按一年320天运行计算 2、转速自动控制节能 A理论基础 因风机属于典型的平方转矩负载类型， 所以其功率(轴功率)，转矩(压力)，转速(风量)满足以下关系(相似定理)：
风机变频调速器
风机型变频调速器选型 产品特点： ■针对风机节能控制设计 ■内置PID和先进的节能软件 ■高效节能，节电效果20%～60%(根据实际工况而定) ■简便管理、安全保护、实现自动化控制 ■延长风机设备寿命、保护电网稳定、保减磨损，降低故障率 ■实现软起，制动功能 更多描述: 应用行业: □罗茨风机□矿山风机□离心风机□工业风机□环境工程 阿启蒙GP400系列高性能矢量变频器采用先进的DSP控制系统，通过高精度的控制算法完成优化的无速度传感器矢量控制，有效抑制低频震荡；丰富的端子使应用更加灵活，内置输入电抗器性能更稳定，完备的电磁兼容设计适用于对使用环境要求更加苛刻的场合。此系列产品广泛应用纺织化纤、塑胶、建材、有色金属等对速度控制精度、转矩响应速度、低频输出有很高要求的场合。在风机领域已经大面积使用。 产品主要特点： ?高性能的电流矢量控制、V/f控制、转矩控制 ?丰富的外围接口 ?可扩展控制键盘 ?G/P合一 ?内置输入直流电抗器（18.5kW及以上机型） ?16段多段速控制、PID控制、摆频控制 ?提供RS485串行通讯接口，采用标准Modbus协议 ?产品符合EMC（EN61000-6-4、EN61800-3）标准规范 阿启蒙在变频领域在国内处于领导地位。 二、变频节能原理： 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。 由图可以说明其节电原理： 图中，曲线（1）为风机在恒定转速n1下的风压一风量（H-Q）特性，曲线（2）为管网风阻特性（风门全开）。曲线（4）为变频运行特性（风门全开）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）的转速的二次方成正比（即风机的轴功率与供电频率的二次方成正比）：
一次风机变频改造及节能分析
一次风机变频改造及节能分析 摘要：介绍了某电厂一次风机的变频改造方案，给出了一套可靠的控制策略。比较了一次风机变频控制和工频控制的节能效果，阐述了变频控制技术在电厂节能降耗的效果，对降低厂用电率，提高机组运行效率有很大的意义。 关键词：一次风机;变频改造;控制策略;节能 Abstract: A certain power plant is introduced of the primary air fan frequency converter design, and design a reliable control strategy for the primary air energy-saving effect of adopting transducer fore-and-aft is compared, which has practical meaning on reducing power plant curl consumption and increasing unit running efficiency. Key words: induced draft fan; frequency converter reconstruction; control strategy; energy-saving 1引言 在火力发电厂中，一次风机是最主要的耗电设备之一，这些设备都是长期连续运行并常常处于变负荷运行状态，其节能潜力巨大。发电厂辅机的经济运行，直接关系到厂用电率的高低。随着电力行业改革的不断深化，厂网分家、竞价上网等政策的逐步实施，降低厂用电率，降低发电成本，已成为发电厂努力追求的经济目标。在目前电力短缺的情况下，厉行节能，已经被推到了能源战略的首位。 2设备概述 华电集团某电厂一期工程采用2×330MW国产亚临界、燃煤空冷抽汽凝汽式供热机组，锅炉、汽轮机均采用上海电气集团公司设备。其中锅炉型号SG-1170/，为亚临界参数汽包炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。每台锅炉配四台钢球磨煤机，一次风机为静叶可调轴流风机。 3 一次风机变频改造方案 % 主要设计原则 目前，交流调速取代其它调速及计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。电机交流调速技术是节能、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速、启动和制动性能、高效率、高功率因素和节电效果、广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为是最有发展前途的调速方式。
群光广场中央空调冷冻、冷却水泵及风机节能改造方案
深圳市海利科科技开发有限公司SHENZHEN HAILIKE SCIENCE AND TECHNOLOGY EXPLOIFATION CO.,LTD. 群光（百货）广场集中空调/冷冻系统节能 及集中监控改造方案 科技创新以人为本
群光（百货）广场集中空调/冷库系统节能 及集中监控改造方案及预算 首先感谢您在百忙之中阅读我公司的节能改造方案，也感谢您给予我公司这样一次宝贵的机会，希望您能提出宝贵的建议及批评。以下是我公司对此次节能方案的概叙：根据贵公司的招标文件要求，我公司有针对性的做出了节能及集中监控改造方案，使该系统具备以下特点： ·系统配置精良，自动化程度高，便于整个系统的集中管理； ·回路、系统、特殊单元的监控功能；能快速查阅故障、数据更改等监控工作。 ·高速画面数据，OS传送及高速总线连接； ·具备保密功能； ·基于WINDOWS的全中文操作系统，并完全支持从发现故障位置，分析原因到复位为止时的整个过程； ·优化了的视窗32版本综合开序环境，具备画面转换器、文件处理、求助视窗、调试、过程管理器等等功能； 同时，我公司承诺改造后的最低节电率为20%，但依据现场的实际情况来推算改造后节电率在30%以上，以下针对各部分进行综叙： 一、监控中心工作站监控管理系统 采用韩国LS K120系列产品，内置32BIT的RISC高速图芯形片，为同类人机界面中速度最快的一种。可用标准的WINDOWS工具进行配置，使用软键、功能键或触摸控制，简化了
操作，也保证了操作的安全性；并可轻松地连接其他控制系统。即使在光线很差的情况下也有很高的对比显示和极佳的可读性，并支持中文字符集，使用户操作方便。 中央空调节能自动控制系统监控装置改造方案报价（一套）单位:元 二、冷却水泵节能自动控制系统改造方案及预算 集中空调系统冷却水泵共有七台：5台132K W、2台30K W，以及冻库系统冷却水泵共有二台：2台18.5K W。改造分别采用一台变频器拖动七台水泵和一台变频器拖动二台水泵的循环控制方式，采用温差做为控制的标准信号。 节能改造分别采用一台132K W和一台18.5KW的变频器及相应的空气开关、智能控制器、接触器、热继电器、P L C及传感器组成的控制系统，系统改造后能达到节能降耗及无人值守自动控制的目的。 该控制系统由变频回路和工频回路两部分组成： 变频回路：由一台变频器，空气开关，3个交流接触器和自动运行控制回路及信号报警回路组成变频循环运行回路。工频回路：空气开关、交
中央空调系统变频节能改造案例分析
中央空调系统变频节能改造案例分析 一、前言 中央空调系统是现代大型建筑物不可缺少的配套设施之一，电能的消耗非常大，约占建筑物总电能消耗的50%。由于中央空调系统都是按最大负载并增加一定余量设计，而实际上在一年中，满负载下运行最多只有十多天，甚至十多个小时，几乎绝大部分时间负载都在70%以下运行。通常中央空调系统中冷冻主机的负荷能随季节气温变化自动调节负载，而与冷冻主机相匹配的冷冻泵、冷却泵却不能自动调节负载，几乎长期在100%负载下运行，造成了能量的极大浪费，也恶化了中央空调的运行环境和运行质量。 随着变频技术的日益成熟，利用变频器、PLC、数模转换模块、温度传感器、温度模块等器件的有机结合，构成温差闭环自动控制系统，自动调节水泵的输出流量，达到节能目的提供了可靠的技术条件。 二、1、原系统简介 某酒店的中央空调系统的主要设备和控制方式：100冷吨冷气主机2台，型号为三洋溴化锂蒸汽机组，平时一备一用,高峰时两台并联运行；冷却水泵2台,扬程28米,配用功率4 5 KW,冷水泵有3台，由于经过几次调整，型号较乱,一台为扬程32米，配用功率37KW, 一台为扬程32米，配用功率55KW, 一台为扬程50米，配用功率45KW。冷却塔6台，风扇电机5.5KW，并联运行。 2、原系统的运行 某酒店是一间三星级酒店。因酒店是一个比较特殊的场所，对客人的舒适度要求比较高，且酒店大部分空间自然通风效果不好，所以对夏季冷气质量的要求较高。 由于中央空调系统设计时必须按天气最热、负荷最大时设计，且留有10%-20%左右的设计余量。其中冷冻主机可以根据负载变化随之加载或减载，冷冻水泵和冷却水泵却不能随负载变化作出相应的调节。这样，冷冻水、冷却水系统几乎长期在大流量、小温差的状态下运行，造成了能量的极大浪费。
风机的变频调速节能改造的节能空间估算
风机的变频调速节能改造的分析及计算 摘要：以变频调速改造来达到调节工业工程所需风量成为目前实现电机节能的一种主要途径。当我们进行变频节能改造时，投入和收益是必须认真考虑的，收益就涉及到节能量的计算。在变频器未投运之前，计算节能量是比较困难的。本文通过分析变频节能的原理及分析，介绍了针对阀门及液力耦合器调节调节流量系统的变频改造的节能估算的一些思考及方法。 关键词：风机变频节能原理调速节能阀门液力耦合器节能估算一、引言 在工业生产、发电、居民供暖（热电厂）、和产品加工制造业中，风机水泵类设备应用范围广泛;其电能消耗和诸如阀门、挡板、液力耦合器等相关设备的节流损失以及维护、维修费用约占到生产成本的7%~25%，是一笔不小的生产费用开支。随着经济改革的不断深入，以及能源的危机，节能降耗业已成为降低生产成本、提高产品质量的重要手段之一。变频调速因其调速效率高，力能指标（功率因数）高，调速范围宽，调速精度高等优势，又可以实现软起动，减少电网的电流冲击及设备的机械冲击，延长设备使用寿命，对于大部分采用笼型异步电动机拖动的风机水泵，变频调速不失为目前最理想的调速节能方案。 由于电机的电流的大小随负载的轻重而改变,也即电机消耗的功率也是随负载的大小而改变，因此要想精确地计算系统的节能是困难的，在一定程度上影响了变频调速节能改造的实施。本文通过分析变频节能的原理及分析，介绍了针对阀门及液力耦合器调节调节流量系统的变频改造的节能估算的一些思考及方法。 二、变频器节能的调速实质和原理 节约能源最根本的方法就是要提高能源的利用率，所谓的“节能”，不仅仅是节省能耗，还包括不浪费能源，用一句最简单的话说就是：“需要多少，就提
风机水泵的变频调速节能分析
风机水泵的变频调速节能分析 节能降耗、增加效益是全社会应为之努力的方向。我国的电动机用电量占全国发电量 的60％～70％，风机、水泵设备年耗电量占全国电力消耗的1/3。应用于风机、水泵等设备的传统方法是通过调节出口或入口的挡板、阀门开度来控制给风量和给水量，其输出功 率大量消耗在挡板、阀门地截流过程中。另外，由于在通常的设计中为了满足峰值需求， 水泵选型的裕量往往过大，也造成了不应有的浪费。根据风机、水泵类的转矩特性，采用 变频调速器来调节流量、风量，将大大节约电能。下面就分析一下在风机水泵类负载中使 用变频器所能达到的效果。 一，通过变频调速达到的一次节能。 下面以水泵为例来说明，由图1可以看到： 流量Q正比于转速n 压力H正比于n2 转矩T正比于n2 功率P正比于n3 图1 水泵流量、压力、功率曲线…
在普通的水泵流量控制中使用阀门来调节，如图2所示： 图2 阀门控制水泵流量 管道阻力h与流量Q的关系为h正比于RQ2，其中R为阻力系数 电机在恒速运行时，流量为100%情况下（工作点为A），水泵轴功率相当于Q1AH1O 所包容的面积。 电机在恒速运行时，采取调节阀门的办法获得70%的流量（工作点为B），将导致 管阻增大，水泵轴功率相当于Q2BH2O所包容的面积，所以轴功率下降不大。 采用变频调速控制流量时，由于管道特性没有改变，水泵特性发生变化（工作点为C），轴功率与Q2CH3O所包容的面积成正比。故其节能量与CBH2H3所包容的面积成正比， 输入功率大大减小。如图3所示： 图3 变频调节水泵流量
正如前面提到的，轴功率P与转速n的三次方成正比。采用变频器进行调速，当流量 下降到80%时，转速也下降到80%，而轴功率N将下降到额定功率的51.2%,如果流量下降到60%,轴功率N可下降到额定功率的21.6%,当然还需要考虑由于转速降低会引起的效 率降低及附加控制装置的效率影响等.即使这样,这个节能数字也是很可观的,因此在装有风机水泵的机械中,采用转速控制方式来调节风量或流量,在节能上是个有效的方法。 二，变频调速所实现的二次节能 变频调速自动根据负载情况调整输出电压，通过对电机的最佳励磁，有效地降低了无 功损耗，提高系统功率因数，降低电机工作噪音, 延长电机使用寿命。 电动机的总电流(IS)为电机励磁电流(IM)与电机力矩电流(IT)的矢量和, IS和IM夹角的余弦值即为电动机的功率因数; 电机励磁电流决定于加在电机线圈上的电压, 在工频状态下, 交流电压为380V恒定不变, 因此励磁电流也不会改变; 在变频状态下, 变频器自动检测负载力矩, 根据实际负载决定输出电压, 因此在负载较低的时候自动降低输出电压, 以维持最高的功率因数. 由于变频器自动降低了电机励磁电流, 使得输出总电流明显低于工频工作的总电流, 节约了线路中的损耗和无功功率的损失; 这个功能在丹佛斯VLT系列变频器中称为AEO功能(Automatic Energy Optimization, 自动节能功能). 声明：上海津信电气有限公司拥有此篇技术文档的所有权，任何人如需转载，必须表明出处。
风机变频节能改造技术方案
低压风机变频节能改造 技 术 方 案 （初稿） 编制：高龙 审核： 日期： 2012 年 12 月 25 日
目录 第一章公司简介 (2) 第二章行业背景分析 (3) 第三章系统方案 (4) 一、现场工况分析 (4) 二、设备选型 (5) 三、方案论述 (7) 第四章节能直接效益分析 (8) 第五章使用变频器的间接效益 (12) 第六章 GD200系列变频器简介 (13) 第七章质量保证及服务承诺 (14)
第一章公司简介 深圳市英威腾电气股份有限公司，立足电气传动、工业控制领域，为全球用户提供专业化产品和服务，2010年在深交所A股上市，股票代码：002334。现设有国内办事处30多个，海外办事处2个，拥有海内外经销合作伙伴上百家，用户遍布全球50多个国家和地区。 目前英威腾主要产品有高、中、低压通用及各行业专用变频器、交流伺服系统、制动单元、能量回馈单元等。产品在市政、建材、塑胶、油田、机械、化工、冶金、纺织、印刷、机床、矿山等行业广泛应用。 英威腾是国家级高新技术企业，拥有深圳市唯一的“变频器工程技术研究开发中心”。 英威腾变频器产品包括低压CHA/CHV/CHE/CHF/GD各行业专用系列、中压660V/1140V系列、高压CHH （3KV/6KV/10KV）系列等，功率范围涵盖0.4～8000kW，满足不同行业不同场合的各种变频控制应用需求。 成熟矢量控制技术、各行业专用变频控制技术的掌握以及国际领先四象限控制技术的突破使英威腾的发展持续领先，成为中国变频器行业的领导者。高性能交流伺服系统的开发与成功应用标志着英威腾向运动控制领域的拓展与延伸。 英威腾大楼研发部门 测试部门生产车间
高压流化风机变频改造实例
高压流化风机变频改造实例 摘要：本文介绍了余吾热电厂在高压流风机变频改造中的详细改造方案和改造后系统满足的要求，并介绍了改造后带来的经济效益，并为以后的其它辅机改造提供了可靠的实践经验和改造的可行性度。 关键词：变频、风机、方案、效益 abstract: this paper introduces the high pressure flow in thermal power plant more than our fan inverter and the transformation of the detailed reconstruction scheme after the system satisfies the requirements, and introduces the reform with the economic benefit, and other auxiliary transformation for later provide reliable practice experience and the transformation of the feasibility degrees. keywords: frequency conversion, blower, plan, and benefits 中图分类号： tm344.6文献标识码：a文章编号： 1、立项背景 潞安余吾热电有限公司拥有两台135mw机组，每台机组包括三台高压流化风机，电机功率为132kw，额定电流250a。正常运行时为并联运行，两台运行一台备用。发电负荷一般在70mw-110mw之间，高压流化风机实际运行电流在105a-120a左右，风压55kpa的风量调门开度也在40％-60％左右。高压流化风机采用直接控制，利用
普通中央空调水泵变频改造节能方案
普通中央空调水泵变频改造节能方案 普通中央空调水泵变频改造节能方案： 在中央空调系统中，冷冻水泵和冷却水泵的容量是根据建筑物最大设计热负荷选定的，且留有一定的设计余量。在没有使用调速的系统中，水泵一年四季在工频状态下全速运行，只好采用节流或回流的方式来调节流量，产生大量的节流或回流损失，且对水泵电机而言，由于它是在工频下全速运行，因此造成了能量的大大浪费。 由于四季的变化，阴晴雨雪及白天与黑夜时，外界温度不同，使得中央空调的热负荷在绝大部分时间里远比设计负荷低。也就是说，中央空调实际大部分时间运行在低负荷状态下。据统计，67% 的工程设计热负荷值为94-165W/m2 而实际上83%的工程热负荷只有58-93 W/m2 ，满负荷运行时间每年不超过10-20 小时。 实践证明，在中央空调的循环系统（冷却泵和冷冻泵）中接入变频系统，利用变频技术改变电机转速来调节流量和压力的变化用来取代阀门控制流量，能取得明显的节能效果。一、普通中央空调工作系统 1、工作简述 ⑴、中央空调启动后，冷冻单元工作，蒸发器吸收冷冻水中 的热量，使之温度降低；同时，冷凝器释放热量使冷却水温 度升高。 ⑵、降了温的冷冻水通过冷冻泵加压送入冷冻水管道，在各个房间由
室内风机加速进行热交换，带走房间内的热量使房间内的温度降低后，又流回冷冻水端。 ⑶、而升了温的冷却水通过冷却泵压入冷却塔，由冷却塔风机加速将冷却水中的热量散发到大气中，使水温降低后，流回冷却水端。 ⑷、冷冻机组工作一段时间后，达到设定温度，由温度传感器检测出来，并通过中间继电器及接触器控制冷冻机停止工作，温度回升到一定值后又控制其运行。二、普通中央空调存在的问题 1、冷冻水，冷却水循环泵不能根据实际需求来调整循环量，电机工作效率低下，造成大量电力浪费，并加速机组磨损； 2、其控制接触器等电器动作频繁，导致使用寿命短，维修量大；而对于大容量系统，传统的控制线路复杂，可靠性差，需专人负责； 3、整个系统运行噪音大、控制性能差、耗电量大、使用寿命短;在维护管理，检修调整方面工作量大，维护费用高。三、节能原理由流体传输设备水泵、风机的工作原理可知：水泵、风机的流量（风量）与其转速成正比；水泵、风机的压力（扬程）与其转速的平方成正比，而水泵、风机的轴功率等于流量与压力的乘积，故水泵、风机的轴功率与其转速的三次方成正比（即与电源频率的三次方成正比）根据上述原理可知：降低水泵、风机的转速，水泵、风机的功率可以下降得更多。例如:将供电频率由50Hz 降为45Hz ，则 P45/P50=（45/50）3=0.729 ，即P45=0.729P50 （P 为电机轴功率）；将供电频率由50Hz 降为40Hz ，则P40/P50=（40/50）3=0.512 ，即P40=0.512P50 （P 为电机轴功
变频调速节能原理
2.1 变频调速节能原理 从流体力学的原理得知，使用感应电动机驱动的风机、水泵负载，轴功率P 与流量Q ，扬程H 的关系为：H Q P ?∝ 当电动机的转速由n1变化到n2时,Q 、H 、P 与转速的关系如下: 1212n n Q Q ? = (1) 2 1212? ??? ???=n n H H (2) 2p =1p 3 12???? ???n n (3) 可见流量Q 和电机的转速n 是成正比关系的，而所需的轴功率P 与转速的立方成正比关系。所以当需要80％的额定流量时，通过调节电机的转速至额定转速的80％，即调节频率到40Hz 即可，这时所需功率将仅为原来的51.2％。 如下图所示，从风机、水泵的运行曲线图来分析采用变频调速后的节能效果。 扬程H H2 H1 流量Q HB O 风机、水泵的运行曲线图 当所需风量、流量从Q1减小到Q2时，如果采用调节阀门的办法，管网阻力将会增加，管网特性曲线上移，系统的运行工况点从A 点变到新的运行工况点B 点运行，所需轴功率P2与面积H2×Q2成正比；如果采用调速控制方式，风机、水泵转速由n1下降到n2，其管网特性并不发生改变，但风机、水泵的特性曲线将下移，因此其运行工况点由A 点移至C 点。此时所需轴功率P3与面积HB ×Q2成正比。从理论上分析，所节约的轴功率Delt(P)与（H2-HB ）×（C-B ）的面积成正比。 考虑减速后效率下降和调速装置的附加损耗，通过实践的统计，风机泵类通过调速控制可节能20％～50％，有些风机负载节能比例达60%以上。
2.2 变频改造节能分析 2.2.1改造前工频运行功率计算公式 φcos 732.11???=I U P U ：电机电压，kV ；I ：电机电流，A ；1P ：单一负荷下工频运行功率，kW ； φcos ：单一负荷下运行功率因数，小于额定功率因数。 ()∑??=δ11P T C T ：全年平均运行时间，h ；1P ：单一负荷下的运行功率，kW ； δ：这种负荷下的全年运行时间比例；1C ：改造前总耗电量，h kw ?。 改造后变频运行预计功率计算公式： 1）入口风门调节： 利用公式： 额 额额额ηη1111 H P H P Q Q =计算出额Q Q 1的比。 1P ：工频运行功率，KW ；额P ：风机额定轴功率，KW ； 额 额ηη11 H H ：运行工况与额定工况下的效率、压力比，一般近似取1， 根据改造风量不变的原则，有21Q Q =，其中2Q 为改造后的风量。所以 额 额Q Q Q Q 21=。再根据 η/3 22???? ??=额额Q Q P P ，即η/3 22??? ? ???=额额Q Q P P 计算出2P 。其中2P 是变频改造后预计运行功率，η为变频装置的效率。 ()∑??=δ22P T C ，2C ：改造后总耗电量，h kw ?。 2.2.2 1#主扇节能分析 改造前工频运行功率 W 200cos 732.11=???=φI U P W 170cos 732.11.1=???=φI U P 改造后变频运行预计功率