提示:
房地産和重大工程建設項目的持續升溫,建材行業也得到空前的發展。建材行業作爲典型的高能耗産業,與我國能源短缺,價格高漲形成尖銳的矛盾。降低水泥,玻璃,電解鋁等産業的耗電量,除瞭(le)提高管理水平外,必須從技術和産業的進步中來尋找突破口。變(biàn)頻器作爲節能降耗的一個主要産業,技術成熟,産品穩定,價格日益降低,客戶使用維護水平提升,都爲變(biàn)頻器在建材行業的大量使用提供瞭(le)條件。目前除瞭(le)大批量改造項目以外,新建的建材項目在配置時都已經将電機的變(biàn)頻調速作爲節能降耗的首要考慮。麥格米特變(biàn)頻器在上述産業中都有大量成功應用,爲我國的節能降耗作出瞭(le)應用的貢獻。
一、變(biàn)頻器調(diào)速的節能原理
全世界用電(diàn)量約有60%是通過電(diàn)動(dòng)機消耗掉的。
生産(chǎn)機械中電(diàn)動機的負載千差萬别,依照通用分類法則,可将負載分爲平方負載,恒轉矩負載,恒功率負載等。這三種負載與能耗關系如下圖(P代表功率,M代表轉矩,n代表轉速):
從(cóng)節能角度考慮,我們主要分析平方類負(fù)載,而這類負(fù)載在建材行業約要消耗70%以上的能量。那麽這類負(fù)載爲什麽會存在節能控制?
1、設計裕量的考慮。建材項目設計時要考慮項目運行時間長(zhǎng),前後期工藝差異大,必須留有足夠的裕量。如鼓風機和引風機設計規定風量要達(dá)到5-10%的裕量,因此在選型設計時是以最錦工量和風壓裕量來作爲依據的,而風機系列是有限的,在選不到合适的型号時隻能往上靠,這有電機選型功率比實際需要的功率大20-30%就比較常見。
2、在實際生産操作時,對於(yú)靠閥門擋闆等進行節流調節的風機負載,它們增加瞭(le)系統管路的阻尼系數,造成電能的浪費。而選擇變頻器,則可以根據生産實際需要進行精確的流量調節。
二、變(biàn)頻調(diào)速的理論節能分析
各種風機、泵類負載,因P ∝n3,理論上功耗與轉速是三次方關系,故應用變(biàn)頻器後,節電(diàn)效果顯著,下表是爲風機,泵類負載應用變(biàn)頻器後,在不同流量Q*,轉速n*,軸功率P*(額定值的相對值百分數)以某頻率值時的節電(diàn)率。
可以看到,當(dāng)流量降低時,降低電機轉速,可以達(dá)到很高的節電率 。
三、水泥廠變頻器應用
1、變(biàn)頻器在立窯羅茨風(fēng)機上的應用
我國的大多數2KT/D以下水泥廠在立窯上配備(bèi)有160~220KW羅茨風機(産量較大的生産線立窯上配套使用的風機功率更大),傳統的風量控制方法是依靠放風閥進行調節。由於(yú)羅茨風機的風量較爲恒定,而煅燒時根據窯内情況需要随時調節風量,當窯内需要減少風量時,是通過放風閥放走多餘的風量,造成嚴重的能源浪費。
水泥立窯煅燒熟料所耗的電能中,羅茨鼓風機的電能消耗占60%左右,随著電價的調整(整體上是上升趨勢),電費在水泥生産中所占生産成本的比重将越來越高。因此降低鼓風機的能源消耗成爲提高企業經濟效益的重要環節。
水泥生産工藝要求風量随窯内條件進行調節,調節風機的鼓風量,對羅茨風機可由變(biàn)頻器改變(biàn)風機的供電電源頻率來進行無級調速來調節風量,給變(biàn)頻器的應用與節能留下較大的空間。實踐中也證明確(què)實如此:某2KT/D水泥廠132KW羅茨風機上安裝麥格米特MV300變(biàn)頻器後,節電率高達60%,噸熟料電耗由安裝變(biàn)頻器前的15度下降爲安裝後6度;某1KT/D水泥廠在水泥熟料旋窯生産線流态化系統55KW羅茨風機上安裝變(biàn)頻器後,節電率高達70%,日耗電量由原來的600度下降到安裝以後的180度,日節電420度。
紅星水泥廠(chǎng)在風機應用變(biàn)頻器前後的電耗的對比表:
2、離心風(fēng)機,水泵類設備(bèi)上的應用
除羅茨風機外,水泥廠還存在大量的用離心式風機進行供風的地方,該種水泥窯的風量調節是通過風門開度對風量進行調節。對離心式風機,水泵的變(biàn)頻改造同樣有巨大的節能潛力。離心式風機泵類設備(bèi)流量與轉速成正比。因此在調節風量或流量時,如降低20%流量或風量,功耗将下降近50%,但是轉速與壓力成平方關系,當轉速下降20%時壓力将下降36%,這是與羅茨風機不一樣的地方,改造時需要考慮。
供水泵使用變頻器後,是通過安裝在管網出口處的壓力傳感器與變頻器内部設置的壓力構成閉(bì)環自動控制回路,使整個系統自動控制流量保持壓力恒定,使供水泵在最佳節能狀态下運行,這與傳統帶有儲水池的供水設備(bèi)相比較,節省建築面積,節電效果理想,同時還有節水降噪,提高可靠性,無二次污染等優點。
3、 空壓機(jī)上的節(jié)能應用
空氣壓縮機恒壓供氣使用變頻器與壓力構成閉環控制系統,使壓力波動降到1%以下,此外還具有降低噪音,減少震動,保證設備(bèi)的長期穩定運行,從而減少設備(bèi)維護,延長設備(bèi)使用壽命。變頻調速改造以前壓力波動比較大,並(bìng)且要求空壓機不能帶壓啓動。現在變頻器可以在任何壓力下随意啓動,啓動電流大大降低。通過變頻器的實際應用,多數壓縮機的節電率在25%以上。但是壓縮機的電機功率都較大,從幾十個千瓦到幾百個千瓦,變頻器的應用使控制的品質大幅提高,同時經濟效益也十分明顯。
4、 卸料機(jī)/選(xuǎn)粉機(jī)上的應用
立窯卸料機上一般採(cǎi)用18.5—30KW滑差調速電機,轉速通常控制在300-1000RPM(工藝上要求)。滑差電機的特性就是轉速越低,效率越低,且特性很軟。採(cǎi)用變(biàn)頻器調速取代原來的滑差調速,經過幾家的應用結果證明平均節能在40%左右。滑差電機原理如下:
由此可見滑差電(diàn)機的轉速越低,能源效率越低,而卸料機的轉速一般在400RPM左右運行,因此應用變(biàn)頻器調速的方法取得40%以上的節能效果是必然的。
選粉機設備(bèi)原來使用75KW滑差電機拖動,設備(bèi)簡單,價格低廉。但是電機本體噪音高,震動大,能耗高,無功損耗大軸承的故障也高,滑差控制儀安裝在粉塵飛揚的電機旁邊(biān),多次出現無法調速,突然失速等故障,現場維護量大,影響整個系統的安全運行。系統設計控制電機運行在594RPM,現場測試的電氣參數輸入電壓385V,輸入電流72A,功率因數0.82,輸入功率爲40KW,經進行變頻調速改造後(配MV300G-4T75變頻器),現場測量參數爲輸入電壓387V,輸入電流18A。功率因數爲0.92,輸入功率爲11KW(變頻器标配直流電抗器)。因此滑差電機調速更改爲變頻調速後,設備(bèi)節能效果明顯,大大降低維護量。
5、在預加水成球系統(tǒng)中的應(yīng)用
目前,預加水成球工藝技術在立窯中已經非常普遍。該工藝在提高成球質量,改善煅燒操作條件,提高立窯熟料産量和質量取得比較明顯的效果。利用變(biàn)頻器自身良好的系統集成性,通過現場總線PROFIBUS-DP與上位機進行總線通信,利用集中控制實現雙回路調節,能夠實現水料比例自動跟蹤調節。使預加水系統真正起到加濕成球作用,提高成球質量,爲立窯生産出優質高産的熟料創造瞭(le)條件。
四、水泥行業變(biàn)頻器潛在市場(chǎng)分析
變(biàn)頻器在水泥廠的應用不僅僅在以上幾個方面,在回轉窯、球磨機、卸料機、圓盤給料機、雙管絞刀、群闆喂料機調速皮帶稱、喂料絞刀、蓖冷機等需要進行交流調速部分。随著(zhe)國家在環保方面制度不斷出台,對環保的要求也會越來越高。旋風除塵,布袋式除塵器等産品應用節能改造項目将更加明顯。
五、總結分析
從以上理論結合實際的應用情況可以看出,水泥廠(chǎng)使用變(biàn)頻器有以下突出的優點:
1、滿足工藝要求,MV300G矢量控制變(biàn)頻器調速範圍達(dá)到1001,而水泥工藝過程中調速範圍在10:1範圍内即可滿足工藝要求。
2、變頻器的使用便於(yú)進行集中控制,提高工廠的自動化水平。麥格米特MV300G不僅标配RS485通訊接口,支持MODBUS協議,而且支持PROFIBUS-DP,CANOPEN等現場總線,通過内置的專用通信卡,和DCS系統或PLC系統進行無縫集成,使設備(bèi)的集中監控成爲可能,大大降低人員維護費用提高設備(bèi)可靠性。
3、變頻器産品平滑的調速特性,精確(què)的速度控制大大提高産品質量。麥格米特變頻器自身在适應惡劣的電網環境,現場環境等方面都進行瞭(le)針對的處理,如專門的防電網沖擊電路,瞬停不停功能,以及電路/散熱的分離設計,三防漆處理都手段,既提高瞭(le)變頻器可靠性,也保證瞭(le)設備的穩定運行,同時變頻器具備的軟啓動特性,也減輕瞭(le)電流沖擊和機械沖擊的磨損。
4、變(biàn)頻器可以實現節能,降低成本消耗,獲得可觀(guān)的經濟效益。
群名
:
山東錦工有限公司是一家專業生産羅茨鼓風機、羅茨真空泵、回轉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,新産品雙油箱羅茨風機、水冷羅茨風機、油驅羅茨風機、低噪音羅茨風機,赢得瞭(le)市場好評和認可。
羅茨風機變頻調速系統的實現從根本上解決瞭(le)羅茨風機大啓動力矩而配用大功率電機的問題,節能效果非常顯著。能夠解決羅茨風機低負荷運行,羅茨風機開度當闆小而引起的風紀震動問題,使羅茨鼓風機運行更加穩定。閉環控制系統的建立使控制更加穩定裝置操作更加平穩;另外羅茨風機轉速的降低大大提高瞭(le)羅茨風機軸承的使用壽命。提高瞭(le)設備(bèi)運行時間,延長瞭(le)設備(bèi)的檢修周期。
2.變(biàn)頻調(diào)速裝置在羅茨風機上的應用
羅茨風機的流量,運行壓力,軸功率這三個基本參(cān)數與轉速的運算公式極其複雜,同時羅茨風機類負荷随環境變(biàn)化參(cān)數也随之變(biàn)化。在工程中一般根據羅茨風機的運行曲線,進行大緻的參(cān)數運算,通過改變(biàn)羅茨風機的管網特性曲線來實現對羅茨風機的風量的調節;通過改變(biàn)羅茨風機葉片的角度來實現對羅茨風機的風量調節;通過改變(biàn)羅茨風機的轉速來實現羅茨風機的風量調節。
取代老式的依靠擋闆改變流量的方式,達到節能的效果;精確(què)地調節速度和流量,保證工藝質量;接受計算機的模拟或數字信号,進行實時控制;動态性能好,可實現“軟”啓動。變頻裝置的特性保證瞭(le)電機啓動和加速時具有消除啓動對電機的沖擊,可以提高電機和機械的使用壽命。
3.變頻調速技術
3.1變(biàn)頻調(diào)速的基本原理
對異步電動機進行調速控制時,希望電動機的主磁通Фm保持額定值不變(biàn)。磁通太弱,電動機帶負載能力下降,磁通太強,形成過飽(bǎo)和,将引起勵磁電流波形畸變(biàn)。由上可見,Фm值由e1和fl共同決定,對e1和fl進行适當控制,就可以使氣隙磁通Фm保持額定值不變(biàn)。分兩種:基頻以下的恒磁通變(biàn)頻調速,即從電機額定頻率f調速;基頻以上的弱磁通變(biàn)頻調速。
3.2 u/f控制
主電路中逆變器採用BJT,用PWM方式進行控制。逆變器的控制脈沖發生器同時受控於(yú)頻率指令f和電壓指令U,而f和U之間的關系是由U/f曲線發生器決定的。這樣經PWM控制之後,變頻器的輸出頻率與輸出電壓之間的關系就,就是U/f曲線發生器所確(què)定的關系。轉速的改變是靠改變頻率的設定值來實現的。電動機的實際轉速要根據負載的大小,即轉差率的大小來決定。負載變化時,在f不變的條件下,轉子轉速将随負載轉矩變化而變化,故它常用於(yú)速度精度要求不十分嚴格或負載變動較的場合。U/f控制是轉速開環控制,無需速度傳感器,控制電路簡單,負載可以是通用标準電動機,所以通用性強,經濟性好,是目前通用變頻器産品中使用較多的一種控制方式。
3.3 轉差頻率控制
根據速度傳感器的檢測,可以求出轉差頻率△f,再把它和速度設定值f相疊加,以該疊加值作爲逆變器的頻率設定值f1*,就實現瞭(le)轉差補償。這種實現轉差補償的閉(bì)環控制方式稱爲轉差頻率控制方式。與U/f控制方式相比,其調速精度大爲提高。但是使用速度傳感器求取轉差頻率,要針對具體電動機的機械特性調整控制參數,因而這種控制方式的通用性差。
4.系統自動(dòng)控制的實(shí)現
4.1控制系統(tǒng)的工作原理
本系統是用單片機控制的變頻器實現的羅茨風機調速系統。其主要硬件是MSC8051單片機,變頻器,壓力變送器,羅茨風機。該系統中單片機起到控制器的作用,變頻器和羅茨風機是執行機構。通過設置在羅茨鼓風機負壓側的壓力變送器得到系統的反饋信号,並(bìng)且将其轉化成瞭(le)标準的電流或者電壓信号,再經過A/D轉換變成數字信号傳送到單片機,然後由單片機實現PI壓力調節,顯示功能。最後輸出控制量,作爲變頻器的模拟量給定信号,由變頻器輸出SPWM調制的頻率可調的電壓來控制羅茨風機電動的轉速。從而整個系統實現閉環控制。達到準確控制,節能的目的。
4.2 控制器的硬件設(shè)計(jì)
單片機:選用MCS-8051單片機,由於本系統的設計目的是羅茨風機的簡單調速系統,所以系統不要求有複雜的控制功能。因此本系統選用最小系統,不需要對單片機的進行外部存儲器的擴展。由於8051單片機的輸入輸出口數目的限制,所以系統擴展瞭(le)並(bìng)行通信口8255A作爲A/D,D/A的接口芯片。系統還具有簡單的鍵盤輸入和顯示作用,通過8279控制鍵盤和顯示器。
變(biàn)頻器:變(biàn)頻器選用西門(mén)子公司的Ec01-110k13kw 變(biàn)頻器。
變(biàn)送器:選(xuǎn)用BYD-8系列壓力變(biàn)送器。
鍵盤顯示部分是用單片機控制8279鍵盤顯示電路,由小鍵盤和6個8段數碼LED組成。可以通過鍵盤對系統的PI的參(cān)考量進行預制,這樣使系統增加瞭(le)很的可移植行和方便瞭(le)系統的調試。本系統還可以随時跟蹤顯示羅茨風機負壓側的壓力,方便瞭(le)操作人員對系統監控。
4.3系統的軟件設計
系統軟件是計算機控制系統的一個關鍵組成部分,軟件的質量直接關系到整個控制系統的效率和性能。根據控制系統的目标需求,對控制軟件的功能進行合理的劃分,再採用模塊化的設計原則,確(què)定各個模塊所要完成的功能,整個控制軟件完成數據的輸入,顯示以及PI調整功能。整個單片機系統不但起到瞭(le)控制作用而且充當簡單的上下位機作用。
PI控制器可以使原系統更加穩定準確,環節P用來使系統快速的動作,但遺憾的是有餘差存在;積分控制可以消除餘差,但是容易使系統的控制過程産生震蕩,且時間延遲很長,被控變量波動幅度也很大。應用PI控制,可以很好的改善以上單獨使用的不足,使系統控制變的準確。雖然PI控制還存在很多不足,但是在本系統中,由於(yú)對壓力的控制要求不是十分的嚴格,所以應用PI控制就可以很好的完成控制要求。對於(yú)PI控制器的參數整定有多種方法,如:臨界比例度法,衰減曲線法,PID歸一參數法等方法。但是在工業中最長使用的是經驗法。這種方法是工人師傅幾十年操作經驗的積累,逐步的反複的試湊,最後得到控制器的适合參數。在PI控制器的設計上,本系統採用瞭(le)積分分離法防止積分的飽和。
5.小結
本文系統的介紹瞭(le)整個系統的設計過程。首先讨論瞭(le)各種羅茨鼓風機風量調節方法以及他們各自的特點,而突出瞭(le)變頻調速的優點。然後系統的說明瞭(le)變頻器的原理以及分類,根據各方面的比較選擇該系統所用到的電壓型變頻器,根據所用的頻器的基礎上,確(què)定變頻器的相關參數。最後根據在工業現場採集到的數據進行數學上的仿真,完成控制器的軟件設計。
:
1、加裝變頻器
變(biàn)頻器是加裝在電機上面的,對於(yú)電機的轉速進行控制,電機轉速發生變(biàn)化,風機的風量就會發生變(biàn)化,可以增大,也可以減小,通過變(biàn)頻器就可以快速調節,這是最爲便捷的方式。
採(cǎi)購羅茨風機時,如果我們對自己設備上的風量存在模糊的瞭(le)解,那麽可以提前告知生産廠家,採(cǎi)用變頻器控制的風機,可以控制風機的風量大小。
2、皮帶輪更換
更換皮帶(dài)輪這種也是常用的方法,不過對於(yú)不懂風機構造的朋友,拆卸風機可能會存在一定的問題,會耗費我們大量的時間來解決拆卸的問題,更換皮帶(dài)輪的大小控制風量的原理也是控制風機的轉速。
採(cǎi)集H/d/F/J/1/1/C/O/m/華/東(dōng)/風/機/網/站文章,不保留原文鏈接者 si全家
我們可以瞭(le)解這種方法,但是盡量在選型初期,就能夠做到滿足我們的需求,當不能滿足時,可以採(cǎi)用這種方法解決風量的問題。
3、更換(huàn)更大口徑的風(fēng)機
通過更換機頭可以控制風量的大小,但是想對(duì)成本會更高一些,所以,除非機頭沒有損壞,不是萬不得已的情況下,不要進行機頭的更換,進行風量控制,通過上面的兩種方法就可以瞭(le)。
更換大口徑的風機,可以解決風量小的問題,但是相對(duì)來說,這種方法會浪費(fèi)我們更多的成本,是最不劃算的一種方法。
4、不懂選型怎麽辦?
如果您需要採(cǎi)購熔噴布用羅茨風機,又不懂選型,對於(yú)風機的風量和壓力概念模糊,可以聯系我們的在線客服,我們可以幫助您進行選型,我們會根據同行業的客戶案例,幫助您選擇合适的風機型号。
如果您急需採(cǎi)購,可以聯系我們的全國免費客服熱線,我們會安排相關的工作人員聯系您,給您選型報(bào)價。
最好的辦(bàn)法是變頻調速,将電機轉速降低,既可降低風量,又節能。特别注意的是如果加裝羅茨風機控制櫃最好找羅茨風機廠家採(cǎi)購,羅茨風機的控制櫃與離心風機、泵類的變頻器有所區别的。風機水泵型變頻器帶羅茨風機,當管道有壓力時啓動,可能會出現無法啓動現象。不建議選用。選購變頻器建議從風機廠家直接購買,這些羅茨風機廠家錦工、錦工都可以直接配送的。如果沒有裝變頻器,可以在風管上開一旁路,放掉一部分風量。這樣有點浪費,但可以調整所需風量。
錯誤調節風量姿勢
1、調(diào)節出口閥(fá)門或者管路
羅茨風機安裝好之後,不能通過調節出口閥門和管路來進行風量大小調節,原因是:出口管路或者閥門進行調節,羅茨風機的負壓就會發生變(biàn)化,影響風機的正常使用,超壓過大,可能會造成電(diàn)機的損壞。
2、調節風機“葉片”
在羅茨風機行業,風機的“葉片”叫做“葉輪”,而葉片的用詞(cí)多用在離心風機行業,隻要在羅茨風機行業,提到瞭(le)葉片,文章内容大多從離心風機技術資料篡改而來,原因是:離心風機與羅茨風機的工作原理截然不同,構造也不同,離心風機的扇葉成片狀,而羅茨風機的轉子是輪的形式。
3、進氣流量調節
進氣流量調節,有人提出通過改變(biàn)進氣口來進行風量調節,可是羅茨風機風量調小封進口消音器,如果是風量調大該怎麽調整?羅茨風機可以通過雙級串聯來增錦工量,這是完全可行的,但是單級羅茨風機與雙級羅茨風機結構差異很大,通過調整進口風量來調小風量會造成資源浪費,所以說:通過調節羅茨風機進口處(chù)調節風量是不合理的,如果是合理的,那隻能更換風機。
相信大家看完以上内容以後,應該也對羅茨風機風量過大如何調整有所瞭(le)解瞭(le),希望會對大家有所幫(bāng)助吧。
本文詞标簽:羅茨風機
本文鏈接
羅茨鼓風機grb羅茨風機羅茨鼓風機羅茨式鼓風機維修
山東錦工有限公司
地址:山東省章丘市經濟開發區
電話:0531-83825699
傳真:0531-83211205
24小時銷售服務電話:15066131928
