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罗茨风机怎么节能改造_罗茨风机

时间:2021-07-31 11:16  来源:锦工原创

罗茨风机怎么节能改造:变频器在罗茨风机节能改造方案.

  变频器在罗茨风机节能改造方案 对多数企业而言,电费是未被企业控制的最后一项本钱,人们普遍以为电费开支是难以被控制的,交电费天经地义,由于用电设备消耗多少电,是同其机电特性所决定的,主观的控制无能为力。很显然,此观念是错误的。在全国上下用电形势严重的情况下,作为我们的企业而言,应该注重能源的节约,注重先进节能机制的采取,先进技术的应用,把能耗降到最低 ,即保护环境又为企业创造经济效益。实践证实,通过一系列的技术和治理措施,企业至少可以减少20~60%的经营本钱。 通常产业锅炉上的鼓风、引风机,给水泵都是电机以定速运转,再通过改变风机进口的档板开度来调节风量或通过改变水泵出口管路上的调节阀开度来调节给水量。而风机和水泵的最大特点是负载转矩与转速的平方成正比,而轴功率与转速的立方成正比,因此如将电机的定速运转改为根据需要的流量来调节电机的转速就可节约大量的电能。   在中心空调、炼钢厂、水泥制造、化纤等行业中都用到风机。在没有调速控制之前,一般采用降压起动,并且正常运行后,电动机全速运行,而风量的大小则通过风门来调节。一般情况下,风门的开度为50%~80%,电机只能是满负荷运行,电动机的工作效率很低,造成很大浪费。 采用中衡国通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)。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。假如生产工艺要求,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。假如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随着明显减少,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。 由流体力学可知,风量与转速的一次方成正比,风压H与转速的平方成正比,轴功率N与转速的三次方成正比。采用变频器进行调速,当风量下降到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%,假如风量下降到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。 使用中衡国通变频器对风机实行节能改造后:    1、进步功率因素,减少无功功率损耗 2、采用中衡国通系列变频用具有自动节能控制功能,能根据负载情况自动调整电压,使电机运行在最高效率状态下  3、中衡国通系列变频器采用先进的磁通矢量控制,低频输出额定转矩,能对螺茨风机实行强有力的控制 4、节约能源,运行本钱降低 5、延长螺茨风机的使用寿命 6、软启动、启动时无大电流冲击

罗茨风机怎么节能改造:罗茨风机的变频节能改造

  原标题:罗茨风机的变频节能改造

  山东锦工有限公司是一家专业生产罗茨风机、罗茨鼓风机、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,新产品双油箱罗茨鼓风机、水冷罗茨鼓风机、油驱罗茨鼓风机、低噪音罗茨鼓风机,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的罗茨风机提供,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,罗茨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,对罗茨鼓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罗茨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罗茨鼓风机的吸气量,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,对罗茨鼓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)罗茨鼓风机变转速工作特性1、流量特性罗茨鼓风机的理论流量与转子转速的关系式为罗茨鼓风机的实际流量为由式(1)和式(2)可知,对每一台具体的罗茨鼓风机,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,罗茨鼓风机的流量正比于转速。2、功率特性罗茨鼓风机的轴功率为由式(1)和式(3)可知,当罗茨鼓风机转速n变化时,其轴功率与转速成正比。3、 转矩特性罗茨鼓风机的转矩为由于罗茨鼓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,即罗茨鼓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。罗茨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罗茨鼓风机进行技术改造,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、罗茨风机的变频改造一)、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,现将两台罗茨风机的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,从而达到对罗茨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罗茨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) 提高了罗茨风机的自动控制能力;(3) 减少了罗茨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,罗茨风机的叶轮、轴承等寿命得以延长。六、结束语变频器控制技术用于罗茨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。

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罗茨风机怎么节能改造:罗茨风机系统节能改造研究

  原标题:罗茨风机系统节能改造研究

  山东锦工有限公司是一家专业生产罗茨风机、罗茨鼓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,新产品双油箱罗茨鼓风机、水冷罗茨鼓风机、油驱罗茨鼓风机、低噪音罗茨鼓风机,赢得了市场好评和认可。此类产品已广泛应用于电力、污水处理、环保、化工、钢铁、建材、农药、制药等行业。产品和服务远销全国各地及东南亚,深受客户好评。

  1 罗茨风机自动调节功率问题

  对于罗茨风机系统来说,由于交流电动机自身没有功耗调节装置,不能像锅炉主机一样自动调节输入输出功率,当系统负荷下降以后,罗茨风机系统仍不得不以最大转速运行,造成实际耗电大量浪费的现象。如果安装WG2008系列智能节电一体柜系统,就能根据实际负荷量的大小,动态地自动或手动调节鼓风引风量和消耗功率,把系统不需要的那部分耗电节省下来。(一般节电率可达30%-70%左右)

  2 电动机轻载运行时的低效率问题

  由于电动机的负载特性在负载发生变化时是由无数条负载特性U/I曲线组成的。因此,单纯改变电动机的电源频率并不能最大限度达到节能的目的。

  当电机负荷减小时,电流曲线的最低点会发生平移,此时如果不能及时找到电流曲线的最低工作点并输出相应的电压值,仍会有较大一部分电能被白白浪费掉(大致在7%―10%左右)

  3 节电原理

  罗茨风机属平方转矩负载,根据流体力学的知识可知:

  ①罗茨风机的流量与水泵的转速成正比;

  ②罗茨鼓风机的扬程与转速的平方成正比;

  ③罗茨风机的轴功率与转速的立方成正比。

  也就是说当罗茨风机转速下降20%时,流量也同比例下降了20%,但扬程却下降了(h-ho)/h×100%=[h(1-0.64)]/h×100%=36%,轴功率下降了48.8%,这时的轴功率即为节电率。当转速下降时扬程以转速的平方形式下降,轴功率则以转速的立方形式下降,而流量只是同比例下降(见表1)。

  罗茨风机的使用率比较高,造型容量都比较大,但在实际使用过程中时大时小甚至及小,而罗茨风机仍旧按照额定的功率运行,故而造成了浪费。现通过VF2000系列变频器恒温自动控制来进行节能改造,在按实际温度需求量的情况下进行节能,这样既不影响生产又能达到更好的节能效果。

  从流体力学的理论角度分析:

  罗茨风机的流量与转速成一次方关系:Q11/n1∝Q2/n2

  罗茨风机的功率与转速成三次方关系:P1/(n1)3∝P2/(n2)3

  4 采用变频节能装置的优点、特点

  4.1 矢量控制电机参数自动调节

  特点:内建动态参数自动调节功能,可自动识别电机参数,确保系统的稳定性和精确性。变频器运转在无感矢量控制演算系统,提供额外的转矩补偿电压,除了补偿负载增加造成的转差,并且增加电机低速运转转矩。

  优点:实现参数可以用自动调谐,低频转矩大,转速精度高。采用先进的可编程式端子,并且配合各种产业机械常用的预设功能,可让用户随心所欲地发挥本产品的许多附加功值。

  4.2 谐波小

  WG2008系列变频器大功率都内置有直流电抗器减小了谐波,也提高了对电源动态干扰的抵抗力。

  设备在全电压启动、运行、停止的过程中,由于无法及时有效地调节设备,会使机械产生严重震动并且噪音增加等现象,这些现象都有极大的破坏性,并会增加进线变压器的负荷状况。采用WG2008系列变频智能控制系统后,可以通过延长升、降速时间来延长起动或停机的过程,即使在运行过程中,也要通过对工作频率点的选择,跳过容易引起设备共振的工作点,从而使轴承的磨损减轻,设备的工作寿命延长。

  5 控制原理

  由于罗茨鼓风机系统中设备的设计和选用是根据系统在外部环境、温度条件最差,设备的各支路满负荷运行,再加上一定设计余量来确定的,但实际使用中,绝大多数时间罗茨风机系统是在非满负荷状态下运行,这样系统长时间工作于低效率状态,有时甚至出现风门关闭而罗茨风机仍不得不全速运行的现象,造成很大的能源浪费,因此,具有极大的节能潜力。

  根据国际通行的“最低限度满足使用”的原则,通过直接控制结果变量,对系统进行运行工况实时跟踪,自动调节罗茨风机的运行状况,使系统始终保持在高效节能和最佳的运行状态。

  6 综述

  采用变频器恒温自动控制来进行节能改造,设立参数自动调节功能,可自动识别电机参数,确保系统的稳定性和精确性。变频器运转在无感矢量控制演算系统,提供额外的转矩补偿电压,除了增加电机低速运转转矩之外,并且可以补偿负载增加造成的转差。

  同时变频器大功率都内置有直流电抗器减小了谐波,也提高了对电源动态干扰的抵抗力,从而使轴承的磨损也大大减轻,设备的工作寿命将大大延长。

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