空气悬浮风机变频节能改造_磁悬浮风机

空气悬浮风机变频节能改造：空气悬浮风机变频改造节能效益分析

　　原标题：空气悬浮风机变频改造节能效益分析

　　山东锦工有限公司是一家专业生产磁悬浮风机、罗茨真空泵、回转风机等机械设备公司，位于有“铁匠之乡”之称的山东省章丘市相公镇，近年来，锦工致力于新产品的研发，新产品双油箱空气悬浮风机、水冷空气悬浮风机、油驱空气悬浮风机、低噪音空气悬浮风机，赢得了市场好评和认可。

　　泵与空气悬浮风机是把机械能转换为流体压力能和动能的通用流体机械，在石化、冶金、电厂中使用非常普遍，例如，在热电厂中，泵与空气悬浮风机所消耗的电能几乎占到厂用电的70～80%。提高泵与空气悬浮风机的效率，合理进行节能技术改造，是企业节能减排的重要途径。

　　变速调节技术是泵类和空气悬浮风机普遍采用的一项重要的节能措施，变频节能改造节能效益和节能量的计算是关系到项目是否具备改造可行性的关键因素。目前，对变频调速技术节能效果的分析，多直接运用相似定律，与实测节能效果存在很大误差。

　　本文拟分析相似定律的适用范围，探讨切合实际的节能量计算方法，最后通过相关改造项目检验其准确性。

　　2 泵与空气悬浮风机的相似定律

　　根据流体力学原理，对同一台泵与空气悬浮风机，相似工况之间的性能参数关系为：

　　（1）

　　式中Q为流量;n为转速;H对于泵为扬程，对于空气悬浮风机为压头;N为功率。

　　如图1，A1点的流量和扬程己知为QA1和HA1，任一与A1点相似的工况点参数为Q和H，则：

　　（2）

　　显然这是一条过原点的抛物线，称为相似曲线，与A1相似的工况全在这条线上。

　　相似定律的前提是调节前后工况必须相似，但泵运行时，大多存在静扬程或背压。此时，两种转速下的工况点不直接满足相似定律。如图1所示，管路特性曲线为h=hp+SQ2，原工况为A1，对应的转速为n1。转速改变为n2之后，泵与空气悬浮风机的工况点为E2，而转速为n2时，与A1所对应的相似工况为A2，显然A2≠ E2。

　　该负荷下的节能率通过计算可表示为：

　　（3）

　　该方法在计算节能量时要知道泵与空气悬浮风机的性能曲线、管路特性曲线，但这些数据在现场很难得到，因此，在实际改造项目中难以采用。

　　4 基于额定流量和额定功率的计算法

　　对空气悬浮风机、水泵原采用阀门、挡板进行节流调节，后采用变频调节，《泵与空气悬浮风机节能技术》给出了一个节能量计算公式：

　　（4）

　　式中：PL、Q为水泵、空气悬浮风机采用挡板调节流量时的电机输入功率和流量;Pe为水泵、空气悬浮风机额定功率，kW;Qe为水泵、空气悬浮风机额定流量，m3/s。

　　当流量的调节范围在（0.5-1）Qe时，电机变频调节相比节流调节的节电率k为：

　　（5）

　　式中ηb为调速机构效率。

　　将式（4）带入式（5），即可得到基于电机功率PL、Pe的变频调速相对于节流调节的节电率计算公式：

　　（8）

　　5 实例计算

　　某热电公司一次磁悬浮风机参数为：额定风量m?/h，电机额定功率2400kW，风门开度30～40%。

　　5.1 节电量计算

　　风门开度为30%，空气悬浮风机运行电流为107A，电机的功率为：

　　PL=1.732×10000×107×0.88=1630.85 kW;

　　空气悬浮风机的额定功率与电机的额定功率差别较大，因为在设计时电机一般会根据轴功率考虑1.05～1.30的安全系数确定，所以用电机的额定功率除以安全系数作为风门全开时的轴功率，这里取安全系数为1.25，则：Pe=2400/1.25=1920 kW

　　将PL和Pe带入式（3-13），节电率为： k=27.14%。

　　节电量： ΔP=PL×k=1630.85 ×27.14%=442.61 kW

　　空气悬浮风机在不同风门开度下的节电情况统计如表1。

　　5.2 节电量计算结果验证

　　表2和表3分别为工频和变频的实际抄表数值及平均每小时耗电量。

　　变频后实际节电率=（1494-1162）/1494=22.22%

　　由实际统计数据计算一次空气悬浮风机变频后的节电率为22.22%，与理论节能量计算结果（23.14%）大致相符，证明所提出的节能量计算方法是适用的。

　　6 总结

　　本文研究了泵与磁悬浮风机相似定律的适用性，提出了适用于实际项目节能评价的计算方法，并对项目实施后的节能情况进行统计，初步验证了计算方法的可靠性，还需在后续类似项目中进一步验证。

　　：

空气悬浮风机变频节能改造：空气悬浮风机的变频改造节能分析

　　1

　　郑涛;范晓英;王耀坤;;凝结泵变频改造节能效果分析[J];内蒙古电力技术;2011年03期

　　杨建红;;高压电机变频改造节能效果分析与存在的问题[J];硅谷;2009年02期

　　盛团秀;;矿井主通风机变频改造节能效果分析及应用[J];煤;2011年07期

　　吕刚;严春豪;;凝泵变频改造节能效果分析[J];江西电力;2007年05期

　　;产品推荐[J];通用机械;2009年02期

　　;致力于环保的锦工空气悬浮风机[J];机电一体化;1999年04期

　　刘军强;陈朝辉;;变频技术在凝结水泵上的应用[J];节能技术;2006年02期

　　蔡国华;;空气悬浮风机更换电动机的节能[J];能源工程;1990年01期

　　赵炳一，陈砚生;一种适于机立窑用空气悬浮风机的新型调速节电技术──YCTF型电磁调速电机在空气悬浮风机上的应用[J];山东建材;1995年02期

　　10

　　王岚,姚黎明,邵刚;一种新型空气悬浮风机轴封的研制[J];润滑与密封;1996年03期

　　11

　　王念春,季幼章;空气悬浮风机中应用变频调速技术的节能分析[J];电工技术杂志;2001年11期

　　12

　　李彦周;;变频器在锅炉中的应用[J];大氮肥;2009年04期

　　13

　　刘世模;;空气悬浮风机腐蚀的热喷涂修理方法[J];设备管理与维修;1990年03期

　　14

　　王晓山;150m~3/h制氧机加装空气悬浮风机的增产措施[J];冶金动力;1993年06期

　　15

　　陈晓珊，张冬阳，吕太;燃煤电厂环境真空吸尘系统的选择及设计[J];东北电力学院学报;1994年03期

　　16

　　吕太，赵鸿雁;高压离心风机在电厂吸尘系统中的应用[J];华北电力技术;1995年09期

　　17

　　李世颖;;关于MGGA型空气悬浮风机故障排除及参数调整等有关问题的探讨[J];粮食与食品工业;1995年02期

　　18

　　蔡业彬,陈再良,方子严;空气悬浮风机的噪声及降噪[J];茂名学院学报;2000年01期

　　19

　　张远柱;空气悬浮风机在电厂水处理系统中的应用[J];净水技术;2000年04期

　　20

　　李秀梅;;R60×48型空气悬浮风机的修理改造[J];小氮肥;2006年10期

　　谢安民;;新钢转炉除尘风机变频改造策略[A];2010年全国能源环保生产技术会议文集[C];2010年

　　王跃;宫先太;张子敏;蒋瑞燕;;热电厂锅炉给水系统变频改造及节能分析[A];中国计量协会冶金分会2011年会论文集[C];2011年

　　周亮;魏国庆;任洪华;刘仰亮;陈娟;;高炉出铁场除尘风机变频改造分析与探索[A];2011年全国冶金安全环保学术交流会论文集[C];2011年

　　赵建国;马英力;王海燕;;10t/h燃气蒸汽锅炉风机水泵变频改造[A];中国计量协会冶金分会2010年会论文集[C];2010年

　　张嘉辉;王侃宏;马一太;苏维诚;刘靖;;空调设备回收凝结水的节能效果分析[A];全国暖通空调制冷1998年学术年会论文集（2）[C];1998年

　　刘劲松;;坩埚法多孔拉丝的节能效果[A];全国玻璃纤维专业情报信息网第二十八次工作会议暨信息发布会论文集[C];2007年

　　;北京市地源热泵技术应用现状[A];首届中国地源热泵技术城市级应用高层论坛论文集[C];2006年

　　王磊;张以安;郭培彬;王健;;5000t/d水泥生产线窑尾高温风机变频改造[A];水泥工业节电和变频技术研讨会论文集[C];2011年

　　杨忠林;付金建;;ZINVERT系列高压变频调速系统在煤山众胜水泥风机变频改造节能总结[A];首届中国水泥企业总工程师论坛暨水泥总工联谊会成立大会文集[C];2008年

　　10

　　李启鹏;;柳电公司#1、#2炉给粉机变频改造[A];第三届广西青年学术年会论文集（自然科学篇）[C];2004年

　　张九灵;空气悬浮风机故障机理分析与诊断模型研究[D];中国石油大学;2010年

　　李俊岭;凝结水泵变频改造在国华宁海电厂#4机的应用[D];华北电力大学;2012年

　　王震远;风机远程控制逻辑的设计与实验[D];中国海洋大学;2012年

　　何赛;燃机电厂凝结水泵变频改造研究[D];华南理工大学;2012年

　　顾锋;三叶空气悬浮风机快速开发研究[D];南京理工大学;2011年

　　温鹏;沙角A电厂#5机B凝结水泵变频改造应用[D];华南理工大学;2011年

　　张众;空气悬浮风机的隔振及振动稳定性的分析[D];沈阳工业大学;2012年

　　王秋林;变频节能改造中合同能源管理的研究与应用[D];华北电力大学（北京）;2008年

　　李鹏飞;锦工型空气悬浮风机振动噪声的综合治理实践[D];山东大学;2010年

　　10

　　郑欢;嵌入式系统动态电源管理研究[D];浙江大学;2006年

　　王茂桓;大庆石化纺丝变频改造成功[N];中国化工报;2009年

　　谢安民;风机变频改造实现高效除尘[N];中国冶金报;2010年

　　郭胜利;公司主要设备进行变频改造的可行性分析[N];晋中日报;2011年

　　杨梅力;长源荆门热电：变频改造也能大节能[N];中国电力报;2010年

　　记者 刘和平　通讯员 蔡立峰;杭钢首台大功率同步高压电机变频改造完成[N];中国冶金报;2010年

　　蔡立峰;杭钢首台大功率同步高压电机变频改造顺利完成[N];世界金属导报;2010年

　　通讯员 夏元明;扬州发电高压电机变频改造效果显著[N];中国电力报;2009年

　　孙永亮;气力提升泵的故障分析及处理[N];中国建材报;2005年

　　詹庆武 张菁菁 贺施策;安庆石化炼油变频改造提前“收兵”[N];中国石化报;2006年

　　10

　　张瑞华;空气悬浮风机安装变频器年降成本30多万元[N];中国建材报;2006年

空气悬浮风机变频节能改造：空气悬浮风机的变频节能改造.doc

　　空气悬浮风机的变频节能改造

　　摘 要：某卷烟厂除尘房空气悬浮风机运行时，经常出现欠载状态，部分风量经旁路放空，造成能源严重浪费。通过分析了空气悬浮风机变转速工作特性和变频调速控制的节能原理，对系统进行变频节能改造。运行实践表明，改造后风机采用变频调速控制运行，性能稳定可靠，能够获得显著的经济效益。

　　关键词：空气悬浮风机；变频器；节能改造

　　一、前言

　　某卷烟厂除尘房主要负责生产车间机台除尘和烟丝风送，由除尘系统和集尘系统组成，系统采用布袋式除尘器，采用集中集尘并由负压输送至压尘机处理。其中集尘器的负压由两台22KW的空气悬浮风机提供，一台用于制丝线集尘，一台用于卷包线集尘。原风机额定功率的设计选型是根据工艺的最大流量来选择的，按当时的设计思路，风机的选型一般在满足工艺负荷工作条件下还要增加一定的裕量。但实际运行中，工艺的运行参数随各种因素而发生变化，往往实际运行负荷要比设计的最大流量小得多，造成能源浪费的情况。

　　二、问题的提出

　　根据本系统的运行数据统计，空气悬浮风机实际使用的功率也仅为额定功率的70%--75%左右。，即所消耗的电能有20%～25%被浪费掉。因此，对磁悬浮风机进行节能改造有着显著的经济和环境效应。

　　三、节能改造方法的确定

　　空气悬浮风机属容积回转式风机，其工作特点是当转速一定而压力在允许范围内加以调节时，流量的变动甚微，转速和流量之间保持正比的关系。采用旁路调节法不能改变磁悬浮风机的吸气量，所以风机始终在满负荷下运行，无法节能。而改变转速，使风机吸气量发生变化，其功率消耗也随之改变。所以，对磁悬浮风机进行变速调节就可达到节能的目的，而调速方法也较多。若改为变频调速方式调节风机风量，即能减少风机电耗的浪费。

　　一）磁悬浮风机变转速工作特性

　　1、流量特性

　　磁悬浮风机的理论流量与转子转速的关系式为

　　磁悬浮风机的实际流量为

　　由式（1）和式（2）可知，对每一台具体的磁悬浮风机，其叶轮外径、长度和面积利用系数都是一个定值，当可忽略容积效率的变化时，磁悬浮风机的流量正比于转速。

　　2、功率特性

　　磁悬浮风机的轴功率为

　　由式（1）和式（3）可知，当磁悬浮风机转速n变化时，其轴功率与转速成正比。

　　3、 转矩特性

　　磁悬浮风机的转矩为

　　由于磁悬浮风机的轴功率与转速成正比，因此由式（1）可知，当转速变化时，转矩不变，即磁悬浮风机属于恒转矩运行。

　　二）变频调速的工作原理

　　变频器调速的原理是将交流顺变成直流，平滑滤波后再经过逆变回路，将直流变成不同频率的交流电，使电机获得无级调速所需的电压和频率，从而直接改变和控制电机的输出轴功率。

　　空气悬浮风机的驱动采用交流三相异步电动机，其转速与电源频率的关系为[3]

　　由式（1）可知，转速与频率成正比，只要改变频率即可改变电动机的转速，当频率在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。因此，决定采用变频调速技术对磁悬浮风机进行技术改造，不但可达到节能目的，同时也可提高装置的自动控制水平。

　　四、空气悬浮风机的变频改造

　　一）、硬件设计

　　1、变频器的选用

　　根据电机容量，选用丹佛斯FC300变频器。

　　丹佛斯FC300系列变频器的优点：

　　（1） 调速范围广，机械特性硬，精度高，运行可靠；

　　（2） 磁通―电流控制（FCC）功能改善动态响应特性，并且优化电动机的控制；

　　（3） 控制不同的负载，具有相应的V/F特性；

　　（4） 变频器的PID调节器具有较高的品质（参数自整定）可用于简单的过程控制；

　　（5） 快速电流限制功能（FCL），避免运行中不应有的跳闸；

　　（6）可实现电动机的过压、欠压、过热等功能。

　　2、变频器控制与调节

　　变频器可通过在控制柜门“远程/本地”开关的切换实现“远程控制”与“本地控制”。“远程控制”是在主控室内上位机与变频器进行数据通信，操作人员可通过触摸屏的画面对风机和变频器的工作电流、频率、转速以及启动、停止、故障等状态进行实时监控。同时操作人员根据工艺或外界条件的变化，通过改变变频器的频率来调节转速。

　　另外，在风机房内还装有一个本地控制的机旁操作箱，在风机出现故障时可在电机旁进行操作。为了保证生产的连续运行，在变频器出现故障后，可将故障变频器通过旁路柜隔离，风机电动机可切换为工频运行或启、停控制。

　　二）、PLC与变频器通讯的实现

　　原除尘系统的配置为：1套PLC主站（S7-300，315-2DP），1个MP 270触摸屏，现将两台空气悬浮风机的Danfoss FC300变频器通过现有的PROFIBUS-DP网络进行PL

空气悬浮风机变频节能改造：空气悬浮风机的变频节能改造

　　原标题：空气悬浮风机的变频节能改造

　　山东锦工有限公司是一家专业生产空气悬浮风机、磁悬浮风机、回转式鼓风机等水产养殖曝气设备公司，位于有“铁匠之乡”之称的山东省章丘市相公镇，近年来，锦工致力于新产品的研发，新产品双油箱磁悬浮风机、水冷磁悬浮风机、油驱磁悬浮风机、低噪音磁悬浮风机，赢得了市场好评和认可。产品和服务远销全国各地及东南亚，深受客户好评。

　　某卷烟厂除尘房主要负责生产车间机台除尘和烟丝风送，由除尘系统和集尘系统组成，系统采用布袋式除尘器，采用集中集尘并由负压输送至压尘机处理。其中集尘器的负压由两台22KW的空气悬浮风机提供，一台用于制丝线集尘，一台用于卷包线集尘。原风机额定功率的设计选型是根据工艺的最大流量来选择的，按当时的设计思路，风机的选型一般在满足工艺负荷工作条件下还要增加一定的裕量。但实际运行中，工艺的运行参数随各种因素而发生变化，往往实际运行负荷要比设计的最大流量小得多，造成能源浪费的情况。二、问题的提出根据本系统的运行数据统计，空气悬浮风机实际使用的功率也仅为额定功率的70%--75%左右。，即所消耗的电能有20%～25%被浪费掉。因此，对磁悬浮风机进行节能改造有着显著的经济和环境效应。三、节能改造方法的确定空气悬浮风机属容积回转式风机，其工作特点是当转速一定而压力在允许范围内加以调节时，流量的变动甚微，转速和流量之间保持正比的关系。采用旁路调节法不能改变磁悬浮风机的吸气量，所以风机始终在满负荷下运行，无法节能。而改变转速，使风机吸气量发生变化，其功率消耗也随之改变。所以，对磁悬浮风机进行变速调节就可达到节能的目的，而调速方法也较多。若改为变频调速方式调节风机风量，即能减少风机电耗的浪费。一）磁悬浮风机变转速工作特性1、流量特性磁悬浮风机的理论流量与转子转速的关系式为磁悬浮风机的实际流量为由式（1）和式（2）可知，对每一台具体的磁悬浮风机，其叶轮外径、长度和面积利用系数都是一个定值，当可忽略容积效率的变化时，磁悬浮风机的流量正比于转速。2、功率特性磁悬浮风机的轴功率为由式（1）和式（3）可知，当磁悬浮风机转速n变化时，其轴功率与转速成正比。3、 转矩特性磁悬浮风机的转矩为由于磁悬浮风机的轴功率与转速成正比，因此由式（1）可知，当转速变化时，转矩不变，即磁悬浮风机属于恒转矩运行。二）变频调速的工作原理变频器调速的原理是将交流顺变成直流，平滑滤波后再经过逆变回路，将直流变成不同频率的交流电，使电机获得无级调速所需的电压和频率，从而直接改变和控制电机的输出轴功率。空气悬浮风机的驱动采用交流三相异步电动机，其转速与电源频率的关系为[3]由式（1）可知，转速与频率成正比，只要改变频率即可改变电动机的转速，当频率在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。因此，决定采用变频调速技术对磁悬浮风机进行技术改造，不但可达到节能目的，同时也可提高装置的自动控制水平。四、空气悬浮风机的变频改造一）、硬件设计1、变频器的选用根据电机容量，选用丹佛斯FC300变频器。丹佛斯FC300系列变频器的优点：（1） 调速范围广，机械特性硬，精度高，运行可靠；（2） 磁通―电流控制（FCC）功能改善动态响应特性，并且优化电动机的控制；（3） 控制不同的负载，具有相应的V/F特性；（4） 变频器的PID调节器具有较高的品质（参数自整定）可用于简单的过程控制；（5） 快速电流限制功能（FCL），避免运行中不应有的跳闸；（6）可实现电动机的过压、欠压、过热等功能。2、变频器控制与调节变频器可通过在控制柜门“远程/本地”开关的切换实现“远程控制”与“本地控制”。“远程控制”是在主控室内上位机与变频器进行数据通信，操作人员可通过触摸屏的画面对风机和变频器的工作电流、频率、转速以及启动、停止、故障等状态进行实时监控。同时操作人员根据工艺或外界条件的变化，通过改变变频器的频率来调节转速。另外，在风机房内还装有一个本地控制的机旁操作箱，在风机出现故障时可在电机旁进行操作。为了保证生产的连续运行，在变频器出现故障后，可将故障变频器通过旁路柜隔离，风机电动机可切换为工频运行或启、停控制。二）、PLC与变频器通讯的实现原除尘系统的配置为：1套PLC主站（S7-300，315-2DP），1个MP 270触摸屏，现将两台空气悬浮风机的Danfoss FC300变频器通过现有的PROFIBUS-DP网络进行PLC和变频器的通讯，变频器通过PROFIBUS-DP来实现电机的启/停和调速控制，并把变频器的实际运行状态通过PROFIBUS网络输送并显示在触摸屏MP 270，从而达到对空气悬浮风机的运行控制目的。五、系统调试及运行效果一）系统改造后的调试完成空气悬浮风机变频器改进安装后，并投入系统运行前的调试，目的主要是检查所选择的变频器性能、改进方案的功能是否达到设计要求以及满足实际生产需要。经调试，变频器性能运行非常稳定，达到设计要求。二）运行效果变频器经过一个月试运行及投入正常使用后，从实际运行来看，变频运行状态比较稳定，满足设计要求，系统稳定可靠。设备方面由于变频具有软启动功能避免了电机启动时对电机的冲击损害，转速的降低，对风机的叶轮、轴承等寿命得以延长，设备运行状况良好。1、节能效益制丝集尘风机的运行实际工频大约为42HZ，工作电流为32A；卷包集尘风机运行实际工频大约为40HZ，工作电流为34A。根据测定数据可计算有功功率，其公式：P=1.732×U×I×cosα改造前：P1=1.732IV cosα=1.732×380×45×0.85=25.17kW制丝集尘改造后：P2=1.732×380×32×0.85=17.90KW卷包集尘改造后：P3=1.732×380×34×0.85=19.02KW每小时节电P节约=2× P1- P2- P3=13.43kW车间每天两班生产，工作时间16小时，一个月生产天数20天，一个月可节约电能4296.47 kW。2、设备影响（1） 避免了电动机启动时对电机的冲击损害及对电网的冲击；（2） 提高了空气悬浮风机的自动控制能力；（3） 减少了空气悬浮风机及其消声器等的机械振动、噪声和冲击；（4） 由于转速的降低，空气悬浮风机的叶轮、轴承等寿命得以延长。六、结束语变频器控制技术用于空气悬浮风机控制达到显著的节电效果，提高了设备效率，又满足了生产工艺要求，并且因此而大大减少了设备维护、维修费用，经济效益十分明显。

　　：

山东磁悬浮风机厂家直销 山西磁悬浮风机 磁悬浮风机 油

咨询电话：400-966-0628