延伸羅茨風機的運用壽命;軟啓動、啓動時無大電流沖擊。高壓羅茨鼓風機開箱時的注意事項:開箱時,通常先開頂闆,再開四周的箱闆。開箱後,依照裝箱清單核對羅茨鼓風機的型号标準,查驗合格證和運用說明書,清點備(bèi)品備(bèi)件及配套附件,並(bìng)查看外觀質量,做好開箱記載。
除有嚴重鏽蝕或出廠(chǎng)已久的産(chǎn)品之外,新購的羅茨鼓風機不需要拆開和清洗。不必要的拆開和重新裝配,會下降羅茨鼓風機的配合精度。因此,開箱驗收後,直接将羅茨鼓風機安放在基礎上,使之就位,選用一次灌漿法時,羅茨鼓風機就位前,地腳螺栓已埋入基礎之内。
就位時,讓羅茨鼓風機的機腳(或機座)上的地腳螺栓孔對準基礎(chǔ)上的地腳螺栓頭,将羅茨鼓風機緩慢下放,不要碰壞螺栓絲口。選用二次灌漿法時,先将地腳螺栓穿入機腳(或機座)地腳螺栓孔,並(bìng)在螺栓頭部上好墊圈和螺母,使螺栓頂端露出2~3道螺紋,然後将羅茨鼓風機下放,使地腳螺栓落入基礎(chǔ)的預留孔内。
山東錦工有限公司是一家專業生産羅茨風機、羅茨鼓風機、回轉式鼓風機等水産養殖曝氣設備公司,位於(yú)有“鐵匠之鄉”之稱的山東省章丘市相公鎮,近年來,錦工緻力於(yú)新産品的研發,新産品雙油箱羅茨鼓風機、水冷羅茨鼓風機、油驅羅茨鼓風機、低噪音羅茨鼓風機,赢得瞭(le)市場好評和認可。産品和服務遠銷全國各地及東南亞,深受客戶好評。
某卷煙廠除塵房主要負責生産車間機台除塵和煙絲風送,由除塵系統和集塵系統組成,系統採用布袋式除塵器,採用集中集塵並(bìng)由負壓輸送至壓塵機處理。其中集塵器的負壓由兩台22KW的羅茨風機提供,一台用於制絲線集塵,一台用於卷包線集塵。原風機額定功率的設計選型是根據工藝的最大流量來選擇的,按當時的設計思路,風機的選型一般在滿足工藝負荷工作條件下還要增加一定的裕量。但實際運行中,工藝的運行參數随各種因素而發生變化,往往實際運行負荷要比設計的最大流量小得多,造成能源浪費的情況。二、問題的提出根據本系統的運行數據統計,羅茨風機實際使用的功率也僅爲額定功率的70%--75%左右。,即所消耗的電能有20%~25%被浪費掉。因此,對羅茨鼓風機進行節能改造有著(zhe)顯著的經濟和環境效應。三、節能改造方法的確定羅茨風機屬容積回轉式風機,其工作特點是當轉速一定而壓力在允許範圍内加以調節時,流量的變動甚微,轉速和流量之間保持正比的關系。採用旁路調節法不能改變羅茨鼓風機的吸氣量,所以風機始終在滿負荷下運行,無法節能。而改變轉速,使風機吸氣量發生變化,其功率消耗也随之改變。所以,對羅茨鼓風機進行變速調節就可達到節能的目的,而調速方法也較多。若改爲變頻調速方式調節風機風量,即能減少風機電耗的浪費。一)羅茨鼓風機變轉速工作特性1、流量特性羅茨鼓風機的理論流量與轉子轉速的關系式爲羅茨鼓風機的實際流量爲由式(1)和式(2)可知,對每一台具體的羅茨鼓風機,其葉輪外徑、長度和面積利用系數都是一個定值,當可忽略容積效率的變化時,羅茨鼓風機的流量正比於轉速。2、功率特性羅茨鼓風機的軸功率爲由式(1)和式(3)可知,當羅茨鼓風機轉速n變化時,其軸功率與轉速成正比。3、 轉矩特性羅茨鼓風機的轉矩爲由於羅茨鼓風機的軸功率與轉速成正比,因此由式(1)可知,當轉速變化時,轉矩不變,即羅茨鼓風機屬於恒轉矩運行。二)變頻調速的工作原理變頻器調速的原理是将交流順變成直流,平滑濾波後再經過逆變回路,将直流變成不同頻率的交流電,使電機獲得無級調速所需的電壓和頻率,從而直接改變和控制電機的輸出軸功率。羅茨風機的驅動採用交流三相異步電動機,其轉速與電源頻率的關系爲[3]由式(1)可知,轉速與頻率成正比,隻要改變頻率即可改變電動機的轉速,當頻率在0~50Hz的範圍内變化時,電動機轉速調節範圍非常寬。變頻器就是通過改變電動機電源頻率實現速度調節的,是一種理想的高效率、高性能的調速手段。因此,決定採用變頻調速技術對羅茨鼓風機進行技術改造,不但可達到節能目的,同時也可提高裝置的自動控制水平。四、羅茨風機的變頻改造一)、硬件設計1、變頻器的選用根據電機容量,選用丹佛斯FC300變頻器。丹佛斯FC300系列變頻器的優點:(1) 調速範圍廣,機械特性硬,精度高,運行可靠;(2) 磁通―電流控制(FCC)功能改善動态響應特性,並(bìng)且優化電動機的控制;(3) 控制不同的負載,具有相應的V/F特性;(4) 變頻器的PID調節器具有較高的品質(參數自整定)可用於簡單的過程控制;(5) 快速電流限制功能(FCL),避免運行中不應有的跳閘;(6)可實現電動機的過壓、欠壓、過熱等功能。2、變頻器控制與調節變頻器可通過在控制櫃門“遠程/本地”開關的切換實現“遠程控制”與“本地控制”。“遠程控制”是在主控室内上位機與變頻器進行數據通信,操作人員可通過觸摸屏的畫面對風機和變頻器的工作電流、頻率、轉速以及啓動、停止、故障等狀态進行實時監控。同時操作人員根據工藝或外界條件的變化,通過改變變頻器的頻率來調節轉速。另外,在風機房内還裝有一個本地控制的機旁操作箱,在風機出現故障時可在電機旁進行操作。爲瞭保證生産的連續運行,在變頻器出現故障後,可将故障變頻器通過旁路櫃隔離,風機電動機可切換爲工頻運行或啓、停控制。二)、PLC與變頻器通訊的實現原除塵系統的配置爲:1套PLC主站(S7-300,315-2DP),1個MP 270觸摸屏,現将兩台羅茨風機的Danfoss FC300變頻器通過現有的PROFIBUS-DP網絡進行PLC和變頻器的通訊,變頻器通過PROFIBUS-DP來實現電機的啓/停和調速控制,並(bìng)把變頻器的實際運行狀态通過PROFIBUS網絡輸送並(bìng)顯示在觸摸屏MP 270,從而達到對羅茨風機的運行控制目的。五、系統調試及運行效果一)系統改造後的調試完成羅茨風機變頻器改進安裝後,並(bìng)投入系統運行前的調試,目的主要是檢查所選擇的變頻器性能、改進方案的功能是否達到設計要求以及滿足實際生産需要。經調試,變頻器性能運行非常穩定,達到設計要求。二)運行效果變頻器經過一個月試運行及投入正常使用後,從實際運行來看,變頻運行狀态比較穩定,滿足設計要求,系統穩定可靠。設備方面由於變頻具有軟啓動功能避免瞭電機啓動時對電機的沖擊損害,轉速的降低,對風機的葉輪、軸承等壽命得以延長,設備運行狀況良好。1、節能效益制絲集塵風機的運行實際工頻大約爲42HZ,工作電流爲32A;卷包集塵風機運行實際工頻大約爲40HZ,工作電流爲34A。根據測定數據可計算有功功率,其公式:P=1.732×U×I×cosα改造前:P1=1.732IV cosα=1.732×380×45×0.85=25.17kW制絲集塵改造後:P2=1.732×380×32×0.85=17.90KW卷包集塵改造後:P3=1.732×380×34×0.85=19.02KW每小時節電P節約=2× P1- P2- P3=13.43kW車間每天兩班生産,工作時間16小時,一個月生産天數20天,一個月可節約電能4296.47 kW。2、設備影響(1) 避免瞭電動機啓動時對電機的沖擊損害及對電網的沖擊;(2) 提高瞭羅茨風機的自動控制能力;(3) 減少瞭羅茨風機及其消聲器等的機械振動、噪聲和沖擊;(4) 由於轉速的降低,羅茨風機的葉輪、軸承等壽命得以延長。六、結束語變頻器控制技術用於羅茨風機控制達到顯著的節電效果,提高瞭設備效率,又滿足瞭生産工藝要求,並(bìng)且因此而大大減少瞭設備維護、維修費用,經濟效益十分明顯。
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山東錦工有限公司是一家專業生産羅茨風機、羅茨鼓風機等機械設備公司,位於(yú)有“鐵匠之鄉”之稱的山東省章丘市相公鎮,近年來,錦工緻力於(yú)新産品的研發,新産品雙油箱羅茨鼓風機、水冷羅茨鼓風機、油驅羅茨鼓風機、低噪音羅茨鼓風機,赢得瞭(le)市場好評和認可。此類産品已廣泛應用於(yú)電力、污水處理、環保、化工、鋼鐵、建材、農藥、制藥等行業。産品和服務遠銷全國各地及東南亞,深受客戶好評。
1 羅茨風機自動(dòng)調(diào)節功率問題
對於(yú)羅茨風機系統來說,由於(yú)交流電動機自身沒有功耗調節裝置,不能像鍋爐主機一樣自動調節輸入輸出功率,當系統負荷下降以後,羅茨風機系統仍不得不以最大轉速運行,造成實際耗電大量浪費的現象。如果安裝WG2008系列智能節電一體櫃系統,就能根據實際負荷量的大小,動态地自動或手動調節鼓風引風量和消耗功率,把系統不需要的那部分耗電節省下來。(一般節電率可達(dá)30%-70%左右)
2 電(diàn)動(dòng)機輕載運行時的低效率問題
由於(yú)電動機的負載特性在負載發生變化時是由無數條負載特性U/I曲線組成的。因此,單純改變電動機的電源頻率並(bìng)不能最大限度達到節能的目的。
當(dāng)電機負荷減小時,電流曲線的最低點會發生平移,此時如果不能及時找到電流曲線的最低工作點並(bìng)輸出相應的電壓值,仍會有較大一部分電能被白白浪費掉(大緻在7%―10%左右)
3 節電原理
羅茨風(fēng)機屬平方轉矩負(fù)載,根據流體力學的知識可知:
①羅茨風(fēng)機(jī)的流量與水泵的轉速成正比;
②羅茨鼓風(fēng)機(jī)的揚程與轉速的平方成正比;
③羅茨風(fēng)機(jī)的軸功率與轉速的立方成正比。
也就是說當(dāng)羅茨風機轉速下降20%時,流量也同比例下降瞭(le)20%,但揚程卻下降瞭(le)(h-ho)/h×100%=[h(1-0.64)]/h×100%=36%,軸功率下降瞭(le)48.8%,這時的軸功率即爲節電率。當(dāng)轉速下降時揚程以轉速的平方形式下降,軸功率則以轉速的立方形式下降,而流量隻是同比例下降(見表1)。
羅茨風機的使用率比較高,造型容量都比較大,但在實際使用過程中時大時小甚至及小,而羅茨風機仍舊按照額定的功率運行,故而造成瞭(le)浪費。現通過VF2000系列變(biàn)頻器恒溫自動控制來進行節能改造,在按實際溫度需求量的情況下進行節能,這樣既不影響生産又能達到更好的節能效果。
從(cóng)流體力學的理論(lùn)角度分析:
羅茨風(fēng)機的流量與轉速成一次方關(guān)系:Q11/n1∝Q2/n2
羅茨風(fēng)機的功率與轉速成三次方關(guān)系:P1/(n1)3∝P2/(n2)3
4 採(cǎi)用變(biàn)頻節能裝置的優點、特點
4.1 矢量控制電(diàn)機參(cān)數自動調節
特點:内建動态參數自動調節功能,可自動識别電機參數,確保系統的穩定性和精確性。變頻器運轉在無感矢量控制演算系統,提供額外的轉矩補償電壓,除瞭(le)補償負載增加造成的轉差,並(bìng)且增加電機低速運轉轉矩。
優點:實現參數可以用自動調諧,低頻轉矩大,轉速精度高。採(cǎi)用先進的可編程式端子,並(bìng)且配合各種産業機械常用的預設功能,可讓用戶随心所欲地發揮本産品的許多附加功值。
4.2 諧波小
WG2008系列變(biàn)頻器大功率都内置有直流電抗器減小瞭(le)諧波,也提高瞭(le)對電源動态幹擾的抵抗力。
設備在全電壓啓動、運行、停止的過程中,由於(yú)無法及時有效地調節設備,會使機械産生嚴重震動並(bìng)且噪音增加等現象,這些現象都有極大的破壞性,並(bìng)會增加進線變壓器的負荷狀況。採用WG2008系列變頻智能控制系統後,可以通過延長升、降速時間來延長起動或停機的過程,即使在運行過程中,也要通過對工作頻率點的選擇,跳過容易引起設備共振的工作點,從而使軸承的磨損減輕,設備的工作壽命延長。
5 控制原理
由於(yú)羅茨鼓風機系統中設備的設計和選用是根據系統在外部環境、溫度條件最差,設備的各支路滿負荷運行,再加上一定設計餘量來確(què)定的,但實際使用中,絕大多數時間羅茨風機系統是在非滿負荷狀态下運行,這樣系統長時間工作於(yú)低效率狀态,有時甚至出現風門關閉而羅茨風機仍不得不全速運行的現象,造成很大的能源浪費,因此,具有極大的節能潛力。
根據國際通行的“最低限度滿足使用”的原則,通過直接控制結果變(biàn)量,對系統進行運行工況實時跟蹤,自動調(diào)節羅茨風機的運行狀況,使系統始終保持在高效節能和最佳的運行狀态。
6 綜述
採用變頻器恒溫自動控制來進行節能改造,設立參數自動調節功能,可自動識别電機參數,確保系統的穩定性和精確性。變頻器運轉在無感矢量控制演算系統,提供額外的轉矩補償電壓,除瞭(le)增加電機低速運轉轉矩之外,並(bìng)且可以補償負載增加造成的轉差。
同時變頻器大功率都内置有直流電抗器減小瞭(le)諧波,也提高瞭(le)對電源動态幹擾的抵抗力,從而使軸承的磨損也大大減輕,設備(bèi)的工作壽命将大大延長。
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