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罗茨风机加变频可节能效率_罗茨鼓风机

时间:2021-09-01 21:17  来源:锦工原创

罗茨风机加变频可节能效率:污水处理厂怎样节能降耗:变频罗茨鼓风机

  近几年来,国家越来越重视环保,各企业也纷纷配套了自己的污水厂。而自己的污水厂相对规模比较小,处理量不大,为了节约污水处理成本,较多采用生化处理的方式。而在生化处理系统里面,罗茨鼓风机是能耗很大的,一般占整个污水厂总能耗的40%左右,甚至更多。但是近几年以电费为主的能耗费用不断上涨,许多污水处理厂因为运行费高而不能正常运转,使得投巨资建设的污水处理厂没有发挥它的效益,一些企业就想办法开始偷排污水,致使水环境状况日益恶化,因此对污水处理厂运行进行优化管理,节约费用,降低成本是保障污水处理厂正常运行的必要手段。

  我们认为污水厂的节能,首先要从三叶罗茨鼓风机节能开始。首先,来分析一下罗茨鼓风机的工作原理。简单的说,就是靠一对叶轮将气体从一端不停的往另一端强制输送,达到输风的目的。这个原理是由美国的罗茨兄弟提出的,所以叫做罗茨原理。使用罗茨原理制造的鼓风机就叫做罗茨风机啦。最初罗茨风机的转子是一对两叶转子,现在基本上都已经是3叶罗茨转子,在噪音、震动等各方面都有了很大的提高。复杂点说就是:三叶罗茨鼓风机为容积式风机,输送的风量与转速成比例,三叶型叶轮每转动一次由2个叶轮进行3次吸、排气,与二叶型相比,气体脉动变少,负荷变化小,机械强度高。2根平相行的轴上设有2个三叶型叶轮,轮与椭圆形机箱内孔面及各叶轮三者之间始终坚持微小的间隙,由于叶轮互为反方向匀速旋转,使箱体和叶轮所包围着的一定量的气体由吸入的一侧输送到排出的一侧。各支叶轮始终由同步齿轮坚持正确的相位,不会出现互相碰触现象,因而可以高速化,不需要内部润滑,而且结构简单,运转平稳,性能稳定,适应多种用途,已广泛运用于各个领域。

  通常污水处理系统上的罗茨鼓风机、水泵都是电机以定速运转,再通过改变风机入口的阀门开度来调节风量或通过改变水泵入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, 通常污水处置系统上的罗茨鼓风机、水泵都是电机以定速运转。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。污水处置系统中,罗茨鼓风机的主要作用是给生化系统冲氧,使生化系统有充足的氧气,生化池里放一个在线溶氧仪,溶氧仪上设定水里需要的含氧量,把在线溶氧仪的数据送到PLC上,由PLC控制变频器,再由变频器控制罗茨鼓风机,具有明显的节能效果。

  罗茨鼓风机的风压是不受风机转速限制的,不论转速变化如何其风压可以保持不变。而风量则与风机转速成正比的,即Q=KN Q:表示风量 N:表示风机转速 K:为系数

  风量调节,从公式可知。完全由变频器改变电机频率达到无级变速,起到调节风量的效果。根据现场应用工艺风机的最低频15HZ通常在35HZ左右,有个别时刻50HZ满风量运行,由于生化系统工艺基本是差不多的因此在不同的生化系统风量调节量是基本相同的因此应用变频技术都可以获40%左右的节能效果。

  罗茨鼓风机是恒转矩负载,其节电率与转速降成正比即N%=△N%,虽然不同于一般风机、水泵节电率更高,但因它的功率较大,而且只要生化池里的曝气系统不坏,是连续工作的,并开动时间亦很长,因此节电潜力大,节电费用高。

  罗茨鼓风机进行技术改造后,改变了过去以调节出口阀门大小方式来调节风压或风量的生产方式,劳动强度减轻,调节的及时性好,单机能耗明显下降。

  变频器对风机实行节能改造后具有以下几点优点: 1、提高功率因素,减少无功功率损耗 ;2、采用变频器控制具有自动节能控制功能,能根据负载情况自动调整电压和频率,使电机运行在最高效率状态下;3、变频器具有先进的磁通矢量控制,低频输出额定转矩,能对罗茨鼓风机实行强有力的控制 ;4、节约能源,降低运行成本;5、实现软启动、启动时无大电流冲击;6、延长螺茨风机的使用寿命。

  在污水处理系统中,各种水泵也需要节能,我们可以根据工艺的需要,采用变频器控制,来达到节能的目的,同时,在水泵安装的时候,也要注意以下几点来达到节能的目的。

  一、选择合理的安装位置,减少弯头,使出水口正对水池。

  二、缩短管路。

  三、扩大出水管径。

  四、在进水能保持清洁的情况下,可去掉滤网。

  五、调整轴向间隙,防止叶轮口环和轴向间隙不恰当,使用时应根据水泵的出厂说明调整。

  六、及时消除管道堵塞物。异物留在进水管、叶轮或导流壳流道内,都将使出水量减少。

  七、防止水泵进气。水泵进了空气,出水量会明显减少,应对各密封部位检查维护。

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罗茨风机加变频可节能效率:罗茨风机上使用变频器对的节能优势

  M4506罗茨鼓风机

  ?M型叶轮与轴一体式罗茨鼓风机是我公司在引进美国先进风机技术基础上,消化吸收,并融合了我公司40多年的风机设计制造核心技术和关键技术,再进行创新,研制开发的具有自主知识

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  M型叶轮与轴一体式罗茨鼓风机是我公司在引进美国先进风机技术基础上,消化吸收,并融合了我公司40多年的风机设计制造核心技术和关键技术,再进行创新,研制开发的具有自主知识产权

  M8026罗茨鼓风机

  产品特点:2、风机采用抗粘磨技术和活塞环密封结构,密封好,泄漏少,效率高。4、风机主机能立、卧两用,可直接替代国外同类机型。

  M8032罗茨鼓风机

  产品特点:2、风机采用抗粘磨技术和活塞环密封结构,密封好,泄漏少,效率高。4、风机主机能立、卧两用,可直接替代国外同类机型。

罗茨风机加变频可节能效率:罗茨风机变频改造节能效益分析

  原标题:罗茨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罗茨鼓风机、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,新产品双油箱罗茨风机、水冷罗茨风机、油驱罗茨风机、低噪音罗茨风机,赢得了市场好评和认可。

  泵与罗茨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,泵与罗茨风机所消耗的电能几乎占到厂用电的70~80%。提高泵与罗茨风机的效率,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罗茨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 泵与罗茨风机的相似定律

  根据流体力学原理,对同一台泵与罗茨风机,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,对于罗茨风机为压头;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,泵与罗茨风机的工况点为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罗茨风机的性能曲线、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

  对罗茨风机、水泵原采用阀门、挡板进行节流调节,后采用变频调节,《泵与罗茨风机节能技术》给出了一个节能量计算公式:

  (4)

  式中:PL、Q为水泵、罗茨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、罗茨风机额定功率,kW;Qe为水泵、罗茨风机额定流量,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

  某热电公司一次罗茨鼓风机参数为: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%,罗茨风机运行电流为107A,电机的功率为:

  PL=1.732×10000×107×0.88=1630.85 kW;

  罗茨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

  罗茨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罗茨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

  本文研究了泵与罗茨鼓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。

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罗茨风机加变频可节能效率:罗茨风机采用变频节能的研究

  原标题:罗茨风机采用变频节能的研究

  山东锦工有限公司是一家专业生产罗茨鼓风机、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,新产品双油箱罗茨风机、水冷罗茨风机、油驱罗茨风机、低噪音罗茨风机,赢得了市场好评和认可。

  罗茨风机设备通常在现代工业生产、产品加工、污水处理等制造业中主要配合锅炉燃烧系统、冷却系统、烘干系统、曝气系统、通风系统等大型机器共同应用。根据不同的生产需要,结合传统的风门、挡板、阀门的控制方案,对炉膛内压、风速、风量等指标进行控制及调节,以适应工艺要求和运行工况。在整个过程中,罗茨鼓风机都必须不间断的全速运转,这将导致大量的能源浪费以及设备损耗。如何精确的控制能量在整个过程中的分配和流失情况则显得至关重要。

  变频器驱动技术的实现为我们带来了福音,它具有很高的节能空间。 目前,许多国家均已将变频调速装置用于指定流量压力控制,传统方式受到挑战,进而有取而代之的趋势。中国国家能源法第29条第二款也明确规定罗茨风机泵类负载应该采用电力电子调速。《中华人民共和国节约能源法》第39条就把罗茨风机、泵类等设备采用变频调速技术实现节能运行列为国家通用技术加以实施和推广,是我国节能的一项重点推广项目,受到国家政府的普遍重视。如在现代高参数、大容量电站中,泵与罗茨风机常采用变速调节。在现代工业生产中,罗茨风机、泵类设备应用范围广泛,其电能消耗不容忽视,是一笔不小的生产费用开支,有数据显示,设备各种损耗占到生产成本的 7%~25%。随着经济大环境的改变,市场竞争的不断加剧,节能降耗早已成为企业降低生产成本、提高产品质量的重要措施之一。因此,推广交流变频调速装置迫在眉睫,被公认为最有发展前途的调速方式。

  1、存在的问题和原因

  在企业生产中,罗茨鼓风机的应用很普遍。传统的节流方式主要采用导流器(风门)进行,导致罗茨风机运行效率不高,造成巨大的能源浪费,并且罗茨风机维护、维修的费用也提高了企业的生产成本。企业使用的罗茨风机一般为容积式风机。风量的控制主要依靠罗茨风机入口的电机转速来调节,不但造成大量的能源浪费,而且罗茨风机运行时振动大、噪音高,设备炉膛内负压不稳定,容易发热等。因为实际生产过程中用汽量较小,锅炉鼓风、引风控制一般采用接触器控制,而相应的频繁启停,导致相应能源浪费和运行不稳定等突出问题。

  当罗茨风机采用风门 (入口导流器)调节时,随着导流器角度的增大(即风门开度减小),流量减小的同时罗茨风机的效率降低,尤其在导流器角度较大(风门开度较小)时罗茨风机效率大大下降。可见,调速罗茨风机效率高是罗茨风机变频调速节能的最主要原因。因此,罗茨风机的节能改造是势在必行的。罗茨风机节能改造的必要性主要表现在传统系统采用工频运行,利用主管路的阀门开度进行风量调节,尽管该法能够使电动机达到驱动要求,但剩余的力矩又增加了设备有功功率的损耗,在造成电能的浪费的同时,对生产调节具有很大的滞后作用,使整个工艺的运行处在不稳定状态。

  2、罗茨风机采用变频节能的原理

  目前,由于罗茨风机设备大多数采用异步电动机直接驱动的方式,存在诸多缺陷,如启动电流过大、电气保护特性差、机械冲击等。当电机负载过大时,不仅设备使用寿命受到影响,而且还造成机械故障,时常出现泵损坏或者电机发烫烧毁的现象。

  近几年来,针对节能的迫切需要和以及企业对产品质量要求的不断提高,一种新型的设备开始流行,这就是变频调速器(简称变频器)。变速调节是在管路性能曲线不变时,用变速来改变罗茨风机的性能曲线,从而改变他们的工作点。其特点是易操作、控制精度高、免维护、高性能。随着变频器驱动的运用,传统的风门、挡板、阀门的控制方案逐渐被其取代。

  变频调速技术的基本原理是在其他条件不变时,改变异步电动机定,子端输入电源频率进而改变电动机转速。根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系:n=60(f1- s)/p,(式中 n、f、s、p 分别表示转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数);通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。频调速效率高,调速范围广,特别适合长时间在低速下运行的工况。

  3、采用变频调节的节能分析

  根据流体动力学的知识可知,对于罗茨风机存在如下关系:

  Q∝n ①;p∝T∝n2②;P∝T?n∝n3③

  式中:Q,p――分别为风量,风压;n,T――分别为转速,转矩;P――轴功率。

  从式①中可看出,罗茨风机的风量和转速成正比,风压与转速的2次方成正比,而轴功率与转速的3次方成正比。当需要的风量降低时,电机转速的改变量在理论上其能耗将以其3次方的速率下降。与此同时,在罗茨风机转速降低的过程中,轴功率应以转速的3次方的速率降低,相应的驱动罗茨风机的电动机所需的电功率也将降低,可见调节转速是罗茨风机节能的重要途径。

  普通罗茨风机的功率因数范围在 0.6- 0.7,使用了变频调速装置以后,由于变频器内部滤波电容的作用,进而降低了无功损耗,而相反的增加了电网的有功功率。使用变频节能装置后,通过变频器上的软启动功能可以使启动电流从零开始,并把电流限制在额定电流以内,这样缓解了其对电网的冲击以及对供电容量的要求,从而延长了设备及阀门的使用寿命。刘长军等人通过实践证明,变频器运用于罗茨风机类设备驱动控制场合取得了显著的节电效果,是一种理想的、高效的调速控制方式。不仅提高了设备的使用效率,又跟得上企业生产工艺要求。与此同时,又大大减少了设备维护及维修的费用,降低了停产周期,十分明显的提高了企业经济效益。

  4、改造措施和效果

  随着企业用电负荷的大范围增加,引罗茨风机的风量需要随着用电负荷的变化而变化,然而由于经常在工频状态下的低效率运行,致使大量的能量在风道挡板上浪费流失了。因此,采用高压变频技术对罗茨风机进行变频改造就显得格外的迫切。张维,杨春等人在研究了锅炉鼓引罗茨风机的变频节能改造后提出:罗茨风机、引罗茨风机变频改造后,运行效果良好,主要表现在①噪音与振动减小;②运行安全稳定性更高;③节约能源,降低成本,包括节能节电。王永辉等人在研究了变频技术在污水处理厂罗茨风机上的应用的过程中提出有关罗茨风机变频系统的改造方案。其中包括①在罗茨风机上装设闭环控制方式的变频系统;②在原工频系统保留的基础上结合变频器相互作用;③采用本地、远程控制相结合的监控措施;④设置远程控制和故障报警系统,保证生产工艺的方便性、安全性。胡炫,朱虎,杨志等人在研究了高压变频器在发电厂引罗茨风机上的应用与节能分析中指出:罗茨风机在变工况运行中,调节深度愈大,节能效果愈显著,变频调速曲线最接近理想曲线,其运行能耗最低,节能效果最佳。他们提出在大功率设备上应用ASD6000S系列高压大功率变频器进行罗茨风机技术改造,取得了明显的节能效果。ASD6000S系列高压大功率变频调速系统是由多个功率模块串联起来,通过叠加了多个低压功率模块的输出而汇总得到高压输出,具有谐波小、可靠性高等技术特点。

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