风机水泵节能分析
风机水泵节能原理
风机 / 水泵节能原理一、风机,水泵工作现状分析1、概述风机,水泵是目前工业现场中应用较多的设备,而且电机功率较大。
在我国,电能最大的用户是电机,约占总耗的70%。
其中风机,水泵耗电占全部电能的50%,在通常设计中,用户配用电机的设计容量都要比实际高出很多。
也就是大马拉小车现象,同时原风机、水泵的送风、送水系统控制大多数都是采用控制调节阀门的开度来实现送风、送水量的大小,不管需要的风量、水量是大是小,风机、水泵则都是以设计时的最高转速运行,由于使用阀门调节开度来实现变风量、水量的控制,调节方式不方便,造成维护成本增加,系统不稳定性,管网损耗增加,又浪费大量的电能,即“放风、放水就是放电”白白浪费掉,同时电机在工频状态下频繁开/停比较困难,对电网冲击较大,势必造成开/停机时的电流冲击,传统的调节方式已经不能满足现代企业生产工艺的需求,在风机、水泵、等应用领域,引入节能控制技术,能达到很好的节能效果,同时,也降低了电机启动时对电网的冲击,提高了设备的功率因数,延长了机械系统的使用寿命,消除“水锤效应”对管道的冲击,提升了系统的可靠性,另外,因为节电器强大的保护功能,对设备起到了很好的保护作用,有效降低了设备的维护成本。
近几年,随着现代电力电子技术的不断推广与应用,从实践结果来看,WSD-E90专用节电器得到了良好经济效应与社会效应,并且,也得到用户的广泛认同。
1)电能浪费风机/水泵,挡板、阀门的调节控制风量/水量,风机/水泵的转速恒定,由挡板/阀门来控制风量/水量,造成能量的大小与电机输出功率不成比例,造成大量的能量浪费。
2)对生产工艺中负荷的适应能力差由于生产负荷在变化,而风门/阀门的调节也在不断变化,若风量/水量不稳定,就会造成风压/水压的变化,影响到工作效率和生产质量。
3)电机起动冲击电流大,管道的“水锤效应”电机启动采用降压起动方式。
在启动过程中起动冲击电流是额定电流的3-4倍,对电网电压冲击很大,“水锤效应”对管道的危害,操作复杂设备故障率高,维护费用高,造成停产损失大。
浅谈风机水泵节能的重要方法——变频调速
1 运 行机 理
众所周知 ,变频调速顾 名思 义就是通过改变输 入电源频 率来调节电动机的转速 , 根据交流异步电动机 ( 以下简称 电动 机) 的转速表达 ,= 0厂 1s / ( 中 : n6 ( 一 )】其 j n为电动机 的转 速 , 为电动机 的转差 率 ,为 电源频率 , 厂 P为电动机定子 绕组极对 数 )可 r, , 见 改变 , P任何 一项值都 町以改变电动机的转速 ,
但 由于 在 实际 应 用 中改 变 , 实 现 调速 的设 备 比较 复杂 , P来 调
以, 风机的节能 ‘ 法同样也适用于水泵 , 在这里就不再赘述
2 优 点及 不足
2 1 优 点 .
a )变频 凋速范 围 内肩 动时 间短 , 启动 电流小 并且启 动 平稳, 真正实 现零 到令速 的半滑无 极调 速 , 电网及电机 _ 对 尢 冲击 , 可减少机械磨损 , 长机械使用寿命 。 延 h)操作 方便维护 简 单, 无需 设置 调节挡 板 , 节流 阀等 , 避免 了节流带来 的能 量损 耗。需要调 节流量 、 力时 , 压 根据 } j i 『
公 式 可知 , 要 调 节 频 率 来 改 变 电动 机 转 速 即 可 。 只
、
速效率低 、 范用小 , 而且电动机选定后一般 , P已为定值 , 现在 已多不采用 。而变频调速可在 电机外 自由调节控制 f 电动 给
机, 因此 , 在实际应用过程 中我们多以改变供 给频率来达 到调 速节能的 目的, 这也是变频调速发展较快 的因素之 实践证
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20 0 6年第 3 ( 期 总第 4 2期 )
泵与风机节能技术研究
电厂泵与风机的节能研究摘要:文章对我国火力发电厂目前泵与风机的使用情况(耗能)进行了分析,并且描述了目前我国发电厂泵与风机的节能潜力,提出了泵与风机节能技术改造的方法及国内外的发展趋势。
关键词:火力发电厂泵与风机节能技术改造一、前言能源工业作为国民经济的基础,对于社会、经济的发展和人民生活水平的提高都极为重要。
在高速增长的经济环境下,中国能源工业面临经济增长与环境保护的双重压力。
而且,受资金、技术、能源价格等因素的影响,中国能源利用效率比发达国家低很多,只及发达国家的50%左右,90%以上的能源在开采、加工转换、储运和终端利用过程中损失和浪费。
由此可见,对能源的有效利用在我国已经非常迫切。
火电厂是最主要的能源消耗大户,在我国的二次能源结构中,约占74%。
而在火力发电厂中,泵与风机是最主要的耗电设备,加上这些设备存在着"大马拉小车"的现象,同时由于这些设备长期连续运行和经常处于低负荷及变负荷运行状态,运行工况点偏离高效点,运行效率降低,大量的能源在终端利用中被白白地浪费掉。
因此,对电厂泵与风机进行节能研究有着突出重要的意义。
二、我国发电厂泵与风机节能潜力分析火力发电厂中运行的泵与风机种类繁多,数量多,总装机容量大,耗电量大,约占全国火电发电量的6%。
发电厂辅机的经济运行,尤其是大功率的泵与风机的经济运行,直接关系到厂用电率的高低,而厂用电率的高低是影响供电煤耗和发电成本的要素之一。
1.运行方式的分析对大容员单元制机组,有些大力发电厂每台机组配置了三台50%容量的锅炉给水泵,一般在高负荷时两台运行.一台备用。
当机组负荷变化时,通过改变结水泵的运行方式以适应变负荷的要求。
如图所示.M点是主机全负荷时流量点,这时并联运行的两台泵都处于全负荷运行状态a点。
若机组负荷降低至某一负荷(如50%负荷)q v时,则泵的运行方式可能如下:两台泵全速定压运行,节流调节,其并联工作点为b,并联运行的每台泵的工作点为b’;单台泵全速定压运行.节流调节,运行工作点为a;两台泵变速定压运行,变速调节,其并联工作点力c。
变频调速技术在水泵和风机应用中的节能分析
阀、截止阀等节流设备进行流量 、压力 、水位等信 号的控制 。这样 ,不仅造成大量的能源浪费 ,管
路、阀门等密封性能的破坏 ;还加速 了泵腔、阀体 的磨损和汽蚀 ,严重时损坏设备、影响生产、危及
21年第3 00 期
速 一压力关 系 曲线如 图 1 示 。 所
河 北 煤 炭
电机 节省 的功耗 为 A、 p。 O、 、
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。变频 器就是 基 于上述 原理
1 综 述
通常 风机设 备主要 用于 锅炉燃 烧系统 、烘 干系 统 、冷却 系统 、通风 系统等 场合 ,根据生 产需要 对 炉 膛压力 、风速 、风 量 、温 度等 指标进行 控制 和调 节 ,以适 应工艺 要求 和运行 工况 。而最 常用 的控制 手段 则是 调节风 门、挡板开 度 的大小来 调整受 控对
河 北 煤 炭
21年第3 00 期
变 调 技 在 泵风 应 中节分 频 速 术 水 和机 用的 能 析
祁 雪来 ,乔矿 生
( 中能源 井矿集团公司 ,河北 石家庄 冀 000 5 10)
摘 要 :主要介 绍 了风机 、泵 类设备利用 变频调速 技术节 能 降耗 的分 析及 应用情况 。
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得 出 。其 中 , 尸 p、 H 、 、
统压力 升高到 鼠 ,这将对管路和阀门的密封性 能形 成 威 胁 和破 坏 ;而转 速 调节 时 ,系 统压 力 只 将 随泵 转 速 刀的降低 到 鼠 ,因 此 ,不 会 对 系 统 产 生不 良影响 。与此相 类似 的 ,如 果 采用变 频调 速技 术改变 泵类 、风机类设 备转 速来 控 制现 场压力 、温 度 、水位等其它过程控制参量 ,同样可以依据系统 控制特 性绘制 出关 系 曲线得 出上 述 的 比较 结果 。亦
风机水泵变频节能原理及适用
风机水泵变频节能原理及适用风机和水泵是工业领域中常用的设备,其能耗在工业生产中占据相当大的比重。
为了降低能耗,提高能源利用效率,节能变频技术逐渐被广泛应用于风机和水泵的驱动系统中。
本文将详细介绍风机和水泵节能变频的原理及其适用范围。
风机和水泵节能变频的原理主要体现在控制电机的输出转速上。
传统的风机和水泵系统通常采用调节阀门或者调节叶片的方式来控制流量,这种方式会导致系统的效率较低,能耗较高。
而节能变频技术则通过调节电机的转速来实现流量的控制,以达到节能的目的。
节能变频控制系统由变频器、传感器和控制器等组成。
变频器是核心设备,它通过改变电源频率来调节电机的转速,从而控制流量。
传感器用于实时监测系统的压力、温度、流量等参数,并将采集到的数据传输给控制器。
控制器根据传感器采集的数据,通过PID调节算法计算出最佳转速,然后将指令传输给变频器,控制风机或者水泵的转速。
风机和水泵节能变频适用于很多领域,包括工业生产、建筑、供暖通风空调等领域。
具体适用范围如下:1.工业生产:在工业生产中,风机和水泵是常见的动力设备。
通过节能变频技术,可以降低风机和水泵的能耗,提高生产效率。
例如,在制造业中,风机和水泵广泛应用于物料输送、通风排烟、冷却循环等环节,节能变频技术可以使系统的能耗减少30%以上。
2.建筑领域:在建筑领域,风机和水泵被广泛应用于通风、空调、给排水等系统。
通过节能变频技术可以有效降低建筑物的能耗,减少能源浪费。
尤其在一些大型建筑物中,如商业中心、大型办公楼、医院等,节能变频技术可以带来可观的节能效果。
3.供暖通风空调系统:节能变频技术在供暖通风空调系统中的应用也十分广泛。
通过控制风机和水泵的转速,可以实现精确的温控和湿控,提高系统的运行效率。
尤其在一些需要频繁调节的场合,如办公室、商场、酒店等,节能变频技术有着显著的节能效果。
总结起来,风机和水泵节能变频技术通过调节电机的转速来实现流量的控制,以达到节能的目的。
风机和泵类产品的节能减排
当地居民生存的一大挑战。
开发SQ Flex可再生能源供水系统。
格兰富绿色能源供水系统(SQFlex以利于安装和使用。
源达到的几乎零运行费用,以及南非的Mafeteng和Durban地区,格兰富的SQ改善。
在定名为SQ 获得A级能效标识的Alpha2热水循环泵格兰富公司的热水循环泵的产量一直为世界第其平均能源【摘 要】为风机和泵类设备的节能减排提供了依据。
【关键词】风机 泵 节能 方法 应用潜力风机与泵是应用广泛的流体机械,全国约有3 2002年国家经贸委节能信息传播中心对鞍钢第三图5 SQFlex可再生能源供水系统使管网阻力曲线由R 1变为R 2,交(H —Q )n 1曲线于B 点,流量和扬程分别为Q 2和H 2,泵的效率变为ηB 。
如采用调速调节转速由n 1降为 n 2,此时泵的性能曲线变为(H —Q )n 2,C 点为新的运行工况点,流量和扬程分别为Q 2、H 3,此时泵的效率曲线为ηn2,而泵的额定效率不变,即ηC =ηA ,不是ηB 。
锅炉给水泵调速节能原理如图3。
图3 锅炉给水泵调速节能原理图从图3可得出相对节能量,由于水泵功率P =C ·H ·Q 则为获得流量Q 2,节流调节耗功P 2=C ·H 2·Q 2≈□B H 2O Q 2。
调速调节耗功P 3=C ·H 3·Q 2≈□B H 3O Q 2。
A 则调速对节流调节节能P J = P 2-P 3≈□B H 2O Q 2-□B H 3O Q 2=(H 2-H 3)Q 2=ΔH ·Q 2即节省功率与扬程之差成正比。
按图3定出各点参数关系,即可计算出调速调节对节流调节的节能量。
假定额定工况点A 的流量Q 1与扬程H 1均为100%,Q 2=0.5 Q 1,H 2= 1.2H 1,ηC =ηA ,ηB =0.8ηA ,由于Q ∝n ,H ∝n 2,故n 2=0.5 n 1,H 3= 0.25H 1。
水泵风机节能计算
水泵风机节能计算水泵和风机是常见的工业设备,在工业生产中起到重要的作用。
然而,水泵和风机的运行也将消耗大量的能源,给企业带来了不小的能源成本。
为了降低能源消耗,提高节能效果,我们可以进行水泵和风机的节能计算,为企业提供相应的节能方案。
水泵的节能计算是根据其运行功率、流量和扬程来进行的。
首先,我们需要确定水泵的运行功率。
水泵的运行功率可以通过测量所需的电流和电压来获得,并通过以下公式进行计算:P=U×I×PF其中,P是水泵的运行功率,U是电压,I是电流,PF是功率因数。
根据P可得到水泵的功率消耗。
接下来,我们需要确定水泵的流量。
水泵的流量可以通过测量泵入口和出口的压力差来获得,并通过以下公式进行计算:Q=A×V其中,Q是水泵的流量,A是泵入口的面积,V是泵入口处的速度。
根据Q可得到水泵的流量消耗。
最后,我们需要确定水泵的扬程。
水泵的扬程可以通过测量泵入口和出口的压力差来获得,并通过以下公式进行计算:H=P/(ρ×g)其中,H是水泵的扬程,P是水泵的功率,ρ是液体的密度,g是重力加速度。
根据H可得到水泵的扬程消耗。
综上所述,水泵的节能计算可以通过测量电压、电流、压力差等参数,并利用上述公式进行计算,从而得到水泵的功率、流量和扬程消耗。
在实际的节能改造中,我们可以通过更换高效节能的水泵或者调整水泵的运行参数来降低能源消耗,提高节能效果。
风机的节能计算是根据其运行功率、风量和压力来进行的。
首先,我们需要确定风机的运行功率。
风机的运行功率可以通过测量所需的电流和电压来获得,并通过以下公式进行计算:P=U×I×PF其中,P是风机的运行功率,U是电压,I是电流,PF是功率因数。
根据P可得到风机的功率消耗。
接下来,我们需要确定风机的风量。
风机的风量可以通过测量风机进出口的压力差和风机的性能曲线来获得,并通过以下公式进行计算:Q=A×V其中,Q是风机的风量,A是风机进出口面积,V是风机进出口速度。
举例说明离心式风机与水泵采用变频调速节能的原理
举例说明离心式风机与水泵采用变频调速节能的原理在各种工业用风机、水泵中,如锅炉鼓、引风机、深井、离心泵等,大部分是额定功率运行,而它们的能耗都与机组的转速有关。
通常在工业生产、产品加工制造业中风机设备主要用于锅炉燃烧系统、烘干系统、冷却系统、通风系统等场合,根据生产需要对炉膛压力、风速、风量、温度等指标进行控制和调节以适应工艺要求和运行工况。
风机流量的设计均以最大风量需求来设计,其调整方式采用调节风门、挡板开度的大小、回流、启停电机等方式控制,无法形成闭环控制,也很少考虑省电。
这样,不论生产的需求大小,风机都要全速运转,而运行工况的变化则使得能量以风门、挡板的节流损失消耗掉了。
在生产过程中,不仅控制精度受到限制,而且还造成大量的能源浪费和设备损耗。
从而导致生产成本增加,设备使用寿命缩短,设备维护、维修费用高居不下。
同样,离心式水泵在我国当前的工业生产和人民日常生活中起到很大的作用,水泵使用三相异步电动机进行拖动,水泵流量的设计同样为最大流量,压力的调控方式只能通过控制阀门的大小、电机的启停等方法。
这种人为增加管阻的调节方式虽然满足了生产生活所需的对流量的控制,但是浪费了大量的电能,不是一种经济的运行方式。
电气控制采用直接或Y-△启动,不能改变风机和水泵的转速,无法具有软启动的功能,机械冲击大,传动系统寿命短,震动及噪声大,功率因数较低等是其主要难点。
为解决这些难题,相关科研技术人员根据生产需要对风机和水泵等装置的转速进行控制和调节以适应工艺要求和运行工况,在满足生产需求的基础上又节约了能源。
所以,变频调速对生产生活具有十分重要的意义,这也就意味着我们有必要了解风机和水泵等装置采用变频调速节能的原理。
为了对变频调速节能原理有更清晰、更深入的理解,我们可以先从变频器的工作原理出发。
变频器电路(见下图)的基本工作原理为:三相交流电源经二极管整流桥输出恒定的直流电压,由六组大功率晶体管组成逆变器,利用其开关功能,由高频脉宽调制(PWM)驱动器按一定规律输出脉冲信号,控制晶体管的基极,使晶体管输出一组等幅而不等宽的矩形脉冲波形,其幅值为逆变器直流侧电压Vd而宽度则按正弦规律变化,这一组脉冲可以用正弦波来等效,此脉冲电压用来驱动电机运转,通过控制PWM驱动器输出波形的幅值和频率,即可改变晶体管输出波形的频率和电压,达到变频调速的目的。
风机泵类变频节能的工作原理
风机泵类变频节能的工作原理变频调速节能装置的节能原理1、变频节能由流体力学可知,P(功率)=Q(流量)╳H(压力),流量Q与转速N的一次方成正比,压力H与转速N的平方成正比,功率P与转速N的立方成正比,假如水泵的效率肯定,当要求调整流量下降时,转速N可成比例的下降,而此时轴输出功率P成立方关系下降。
即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。
例如:一台水泵电机功率为55KW,当转速下降到原转速的4/5时,其耗电量为28.16KW,省电48.8%,当转速下降到原转速的1/2时,其耗电量为6.875KW,省电87.5%。
2、功率因数补偿节能无功功率不但增加线损和设备的发热,更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低,大量的无功电能消耗在线路当中,设备使用效率低下,铺张严峻,由公式P=S╳COSФ,Q=S╳SINФ,其中S -视在功率,P-有功功率,Q-无功功率,COSФ-功率因数,可知COSФ越大,有功功率P越大,一般水泵电机的功率因数在0.6-0.7之间,使用变频调速装置后,由于变频器内部滤波电容的作用,COS Ф≈1,从而削减了无功损耗,增加了电网的有功功率。
3、软启动节能由于电机为直接启动或Y/D启动,启动电流等于(4-7)倍额定电流,这样会对机电设备和供电电网造成严峻的冲击,而且还会对电网容量要求过高,启动时产生的大电流和震惊时对挡板和阀门的损害极大,对设备、管路的使用寿命极为不利。
而使用变频节能装置后,利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开头,最大值也不超过额定电流,减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求,延长了设备和阀门的使用寿命。
节约了设备的维护费用。
变频调速节能装置的节能原理1、变频节能由流体力学可知,P(功率)=Q(流量)╳H(压力),流量Q与转速N的一次方成正比,压力H与转速N的平方成正比,功率P与转速N的立方成正比,假如水泵的效率肯定,当要求调整流量下降时,转速N可成比例的下降,而此时轴输出功率P成立方关系下降。
泵与风机的节能
泵与风机的节能优化1. 泵与风机制节能趋势泵与风机系统的节能工作涉及到管理、泵与风机本身的效率、设备选型、电机与机械设备电控系统的配套、泵与风机的全责运行和新技术的开发应用等多方面的问题。
目前,为搞好泵与风机的系统节能工作,除了提高认识,搞好科学管理以外,泵与风机的节能趋势还应从以下几个方面考虑:1.1 提高泵与风机的本身效率研制生产和推广高效泵与风机,首先满足新建企业和新增泵与风机的需要,同时,逐步更新和改造现有的老设备。
1.2 对流量、风量调节范围较大的泵与风机采用调速控制目前有相当多的泵与风机是采用挡板或阀门来调节流量和风量,其电能浪费十分严重。
如把所有的在运行的泵与风机改为调速控制,是实现节能很有效的途径。
调速控制的方法有很多种,如变极、调压、调阻、电磁滑差调速电机及液力偶合器等,优选哪种调速方案应该按具体情况具体分析,因地制宜,应通过技术经济方案比较后决定。
1.3 开发、推广以电子控制为核心的高效调速节能装置采用可控硅串级调速装置速控制可控硅中级调速(低同步串调)技术上比较成熟,我国已系列化生产,很多企业都在积极地推广使用,并组织进一步的标准化、系列化,统一设计与泵、风机配套和定量生产。
采用变频调速和无换向器电机调速装置的调速控制可控硅变频调速和无换向器电机调速装置同串级调速一样,都属于高效地调速控制方法,后者调速方式受到绕线式异步电动机的限制,对于大、中容量的泵与风机,鼠笼式异步电动机采用理想的变频调速和同步采用无换向器电机调速装置,实现调速节能势在必行。
2泵与风机的节能途径泵与风机的节能途径包括泵与风机本身捞取有、系统节能、运行节能三个方面。
泵与见机本身节能是前提,系统节能是关键,运行节能是最终体现。
三个方面密切相关,互为因果。
2.1泵与风机本身的节能途径泵与风机本身节能重点应减少泵与风机内水力损失上,可以采取以下对策:①选用优秀的水力、空气动力模型;②采用先进设计方法;③减少过流部件的粗糙度;④合理选择缝隙处零件的材料,提高抗咬合和耐磨性,适当的减少间隙值,减少容积损失。
水泵风机节能计算
水泵风机节能计算节能是指在保持原有功能和服务质量不变的情况下,尽量减少能源的消耗。
水泵和风机是工业生产中常见的能耗设备,如何进行节能计算对于提高能源利用效率具有重要意义。
以下是关于水泵和风机节能计算的介绍。
一、水泵节能计算水泵是将电能转化为机械能,将液体从一处输送到另一处的设备。
水泵的节能计算主要涉及其效率和运行参数的分析。
1.水泵效率的计算水泵的效率是指其输出功率与输入功率之间的比值,通常用百分数表示。
计算水泵的效率需要知道以下几个参数:-水泵的流量(Q):指单位时间内通过水泵的液体体积;-扬程(H):指液体从进口到出口的高度差;-功率(P):指水泵的输入功率。
水泵的效率(η)可以通过以下公式计算:η = P_out / P_in × 100%其中,P_out 是水泵的输出功率,即流量和扬程的乘积,可以通过以下公式计算:P_out = ρ × g × Q × H其中,ρ是液体的密度,g是重力加速度。
2.水泵的工作点计算水泵的工作点是指水泵在不同流量和扬程条件下的运行参数。
根据工作点的变化来调整水泵的运行状态,可以达到节能的目的。
水泵的工作点需要通过水泵的流量-扬程特性曲线来确定。
首先测量水泵在不同工况下的流量和扬程,然后将数据绘制在流量-扬程坐标系上,得到水泵的特性曲线。
根据实际工况来选择合适的工作点,以使水泵的效率最大化。
3.水泵的变频调速节能计算变频调速是一种调节水泵流量的常见方式。
它通过调节电机的转速来改变水泵的流量。
变频调速的节能原理是降低水泵的流量和扬程来减少水泵的功率消耗。
水泵的变频调速节能计算可以通过以下步骤进行:- 计算水泵在满负荷(额定流量和扬程)状态下的功率消耗(P_fullload);- 计算水泵在变频调速状态下的功率消耗(P_variable);- 计算变频调速的节能率(η_variable):η_variable = (P_fullload - P_variable) / P_fullload × 100%风机是将电能转化为风能的设备,通常用于通风、排气和供氧等工作场所。
风机水泵变频节能计算
风机水泵变频节能分析一:原理由流体传输设备水泵和风机的工作原理可知:水泵和风机的流量与其转速成正比;水泵和风机的压力(扬程)与其转速的平方成正比,而水泵和风机的轴功率等于流量与压力的乘积,故水泵和风机的轴功率与其转速的三次方成正比(即与电源|稳压器频率的三次方成正比)根据上述原理可知:降低水泵和风机的转速,那么其功率可以下降得更多。
例如:将供电频率由50Hz降为45Hz,则P45/P50=(45/50)3=0.729,即P45=0.729P50(P为电机轴功率);将供电频率由50Hz降为40Hz,则P40/P50=(40/50)3=0.512,即P40=0.512P50(P为电机轴功率)。
水泵和风机消耗功率与转速的三次方成正比。
即N=Kn3 N:为水泵和风机消耗功率;n:为水泵和风机运行时的转速;K为比例系数。
而水泵和风机设计是按工频运行时设计的,但除高速外,大部分时间流量较小,由于采用了变频技术及微机技术有微机控制,因此可以使水泵和风机运行的转速随流量的变化而变化,最终达到节能的目的。
实践证明,使用变频设备可使水泵和风机运行平均转速比工频转速降低20%,从而大大降低能耗,节能率可达20%-40%。
因水泵和风机属于典型的平方转矩负载类型,所以其功率(轴功率),转矩(压力),转速满足以下关系(相似定理):P电=P轴=QHQ’/Q=N’/N 则Q’=QN’/NP’/P=(N’/N)3 则P’=P(N’/N)3异步电机的转速公式 n=60f(1-s)/p式中:N、Q、H、P——水泵和风机的额定转速,流量,轴功率N’、Q’、H’、P’——调速后水泵和风机的额定转速,流量,轴功率在一定范围满足生产要求的前提下,可以通过改变转速来灵活的调节风压和流量,并且不改变工作周期。
这种特性表明,调节水泵和风机转速,改变电动机出力,使之始终满足工艺要求。
综上所述:利用变频技术改变电机转速来调节流量和速度的变化用来取代传统工频电路的控制,能取得明显的节能效果二:风机水泵变频特点再因风机采用工频起动方式,电机的起动电流均为其额定电流的3~4倍,在大的电流冲击下,,会影响电网的稳定及其它设备的运行安全用电,也使接触器、电机的使用寿命大大下降,同时,起动时的机械冲击,容易对机械散件、轴承、阀门、等造成破坏,从而增加维修工作量和备品、备件费用。
水泥厂推广应用“风机水泵经济运行”节能效果的分析和研究
④变频调速控制 ,能大量节能 ,设备先进 , 安 装、 使用 、 维护 都十 分方便 , 荐广泛 应用 。 推
⑤ 理想 节能 曲线 , 考 虑变 频 器和 有关 设 备 的 不
效 率 , 全 按 3次方 递减 功率 的理论 计算 的功耗 曲 完 线, 只能作 参考 , 宜作 实 际测 算节 能效 果 用 , 不 否则 会 夸大 节能效 果
多 。同时 为适应 生产 工艺 的要求 和运 行T况 的控 制
和调 节 , 统 控制 方法 大 多是 采用 调 节挡 板 式 阀门 传 开度 的大 小来 调整 受控 对 象 。用 这些 方法 节 流 . 虽 然 方 法简 单 , 实 际上 是通 过人 为 增加 管 网 系统 阻 但 力 的办 法来 达到调 节 的 目的。见 图 1 。这样 , 不论生 产 需 求 的大 小 , 电机 都 要 全 速运 转 , 运 行 T况 的 而
水泥厂推广应用“ 风机水泵经济运行” 节能效果的分析和研究
I 光启 潘世 全 杨 勇伟 王 立 颜 妍 王琳 琳 慎 建军 高国防 - q
河南建筑材料研究设计院有限责任公司(5 0 2 400)
节约 能源 是我 国 的基本 国策 , 我 国经 济和社 是
会 发 展 的一 项 长远 战 略方 针,并 于 2 0 0 4年 制 定 了 “ 能 中长 期专 项规 划 ” 为此 启 动 了十大 重点 节 能 节 , 为 5 1%, %- 5 压力 的裕 量 系数约 为 1% 0 0 3 %) 但 实
高效 的传 动 系统 , 高 电动 机 系 统 的效 率 : 广 交 提 推 流 变频 调 速 系统 节 能 技术 ; 大力 推 广 “ 色照 明工 绿
程 ”使 用 高效 节能 电光 源 ; 温 废气 的余 热综 合 利 , 低 用, 实现 纯 低 温余 热 发 电和 供热 T 程 ; 运 行 过 程 在
风机、水泵节能分析
供水系统中风机、水泵节能分析《科技与生活》作者:林峰在供水系统中,风机、泵类设备应用范围十分广泛,其电能消耗和诸如阀门、挡板相关设备的节流损失以及维护费用占到生产成本的20%~30%,是一笔不小的生产费用开支。
随着经济改革的不断深入,特别是我国电能的紧张局势日益加剧,节能降耗业已成为企业降低生产成本、提高产品质量的重要手段之一。
1风机、水泵的能量损耗1.1机械损耗机械损耗即指泵或风机在运转时,轴与轴封、轴与轴承以及叶轮盘面与流体摩擦所消耗的功率损失。
轴承及轴封装置机械摩擦引起的损失,约占输入轴功率的1%~3%,叶轮盘面与流体的摩擦损失在压力高、流量小的低比转数离心泵中比较突出,有时甚至高达有效功率的30%。
1.2容积损耗泵和风机运行时,其内部和各级之间压力是不相等的,而由于结构上的需要,转动部件与静止部件之间又必须留有间隙,为平衡轴向推力,以及动静部件之间存在间隙,就有部分流体要从高压区回流到低压区,而在机内循环流动及向外泄漏消耗了能量。
这种因回流及泄漏所造成的损失,就称为容积损失。
尽量减小密封间隙,改进密封结构形式,严格坚持检修质量标准,均有助于减少此项损失。
1.3流动损耗流动损耗即流体流经泵或风机产生的沿程阻力、局部阻力及撞击损失之和。
这项损失与通流部件的几何形状、表面粗糙度、流体的粘滞性及泵或风机的运行工况有关。
1.4水泵的汽蚀现象及其对性能影响汽蚀对离心泵的运行将造成扬程、流量、效率显著下降,严重时甚至使泵吸不上水而无法工作。
同时,由于气泡溃灭形成的高频水锤,还将使泵产生振动和噪音,甚至造成过流部件损坏,使泵的寿命缩短。
为了防止汽蚀现象的产生,在离心泵安装使用时,必须严格按照铭牌规定的“允许吸上真空高度”值进行安装;对于输送饱和流体的离心泵,其吸入安装高度必须为负值,即泵应安装在吸入液面以下,以使其有足够的“倒灌高度”。
其次,尽量减小吸入管的阻力,吸入管少用弯头和阀门。
在运行上,多台泵并列运行时,要合理分配负荷,以减少偏离设计流量时所产生的撞击,提高泵的抗汽蚀性能。
大功率风机水泵调速节能方法对比分析
基本上保持额定转差率, 转差损失不增加, 只是在 变频装置中产生变流损失以及由于高次谐波的影 响而造成的损耗。2 ) 调速范围宽, 一般可达 10 ∶ 1 或 20∶ 1 , 并且在整个调速范围内均具有较高的调 , 速效率 因此变频调速适用于调速范围宽, 且经常 处于低速状态下运行的负载。3 ) 调速精度高, 调 速精度在 1% 左右, 适合于负载变动并且对调速精 度有较高要求的场合。 但变频器输出的电流或电 压波形均为非正旋波形, 从而产生高次谐波, 对电 动机和电网都会产生不良影响; 同时, 高次谐波会 引起电动机转矩产生脉动, 也容易破坏电动机的绝 缘, 使电动机和负载的寿命降低 2. 3 永磁调速
[7 ]
。
。
永磁调速是国际上近几年发展起来的一项新 的调速节能技术, 具有有效隔离降低振动、 安装简 单、 运行可靠、 无谐波污染电网、 寿命长、 维护费用 [8 ] 环境要求低、 与电压等级无关等特点 。1999 少、 年美国 MagnaDrive 实现了对风机水泵旋转负载进 行调速, 并将传递的功率大大提高, 其紧凑型永磁 磁力耦合器最大功率可达 5000Hp。在提高了永磁
摘要: 介绍风机泵调速节能的原理, 分析液力耦合、 变频调速和永磁调速 3 种调速方案的优缺点, 并从 可靠性、 适应性、 隔振效果、 使用寿命等方面做综合对比 。由于永磁调速是目前最先进的非 节能效果、 机械联接调速节能技术, 介绍永磁调速的工作原理, 并对气隙调整和啮合面调整两种永磁调速器的优 缺点进行对比, 通过对比分析啮合面调整调速器在整体性能上优于气隙式调速器 。 关键词: 风机; 水泵; 液力耦合器; 变频调速; 永磁调速; 气隙; 啮合面 中图分类号: TH432 文献标识码: B 文章编号: 1004 - 7948 ( 2012 ) 05 - 0028 - 04 doi: 103969 / j. issn. 1004 - 7948. 2012. 05. 008
风机、泵类节能改造方案
风机、泵类节能改造方案一、风机、泵类节能概述对于离心式风机、水泵的变频调速改造同样有巨大的节能潜力。
通过沸腾式锅炉高压离心式风机应用变频调速的方法调节风量,证明其节能效果在30~50%,水泵的变频改造节能效果高达70%。
离心式风机、泵类设备的流量与转速成正比Q∝N,压力与转速平方成正比H∝N2,功率与转速的立方成正比P∝N3(Q:表示流量; N:表示转速;H:表示压力;P:表示功率)由上图(左)可知,改变转速其流量线性变化的功耗则是立方关系变化,因此在调节风量或流量时如降低20%的风量或流量,功耗则会下降50%。
但是必须注意,转速与压力是平方关系,当转速下降20%压力则会下降64%,因此必须要注意工艺要求压力范围不能像罗茨风机那样,不用考虑转速与风压的关系。
离心风机、泵类设备传统的风量、流量控制的,大量的能源耗在风门或截流阀的阻力上,风门或截流阀控制流量的功耗与流量关系:P=P0+K•Q;Q:表示流量;K:为系数; P:表示功耗;P0:表示基本功率。
由上图(右)比较风门或截流阀控制与变频调速调节,可以看到在流量变化范围,采用变频调速的方法具有很大的节能潜力,因此在工厂的供水泵或其它离心风机上进行变频改造同样会取得很大的节能效果。
变频节能技术在风机上应用后不但节省了电费支出(节电率可达30%-50%),提高了产品质量,也提高了使用上的灵活性,对不同工艺性要求适应性更强。
避免电机启动时的大电流冲击和电网电压降低,可明显减少风机叶轮、机壳及轴承的磨损,延长检修换件周期和设备使用寿命,节约维修费。
二、改造方案针对该工厂实际现状,提出对风机进行节能改造方案如下:1、设计原理整个系统控制方式采用闭环自动调节,用流量计检测进入蒸发器空气流量,输出0-10mA电流信号至PID控制器,与目标值进行比较,(目标值可由用户根据系统需要随意设定)进行PID运算,输出控制信号给变频器,当送风流量大于设定值时,变频器输出频率减小,当送风流量小于设定值时,变频器输出频率增加,最终控制送风机转速以调节送风量以达到系统要求。
发电企业的风机与水泵节能
上 海 电 力
20 年第 2 06 期
发 电企业 的风 机 与 水 泵 节 能
周 德 贤
( 海轻工业设计 院, 海 上 上 20 3 ) 0 0 1
摘
要: 风机 、 泵 是 发 电 厂 的 主要 耗 电设 备 , 中 多 数 采 用 定 速 运行 电动 机驱 动 , 上 配 套 裕 量 大 等 因 素 , 水 其 加 在
来 的能 源费用 分年 向 乙方 偿还设 备购 置费 和服务
高压 变 频 这 种 重 大 节 能 技 术 , 府 理 应 支 持 , 政 例 如, 优惠 贷款 、 息 、 免 贴息 、 免税 、 减税 等 , 励业 主 鼓 想 做 、 做 。据 笔者所 知 , 快 过去 国家 已有相 关优 惠 政策 , 是不够 具体 , 但 目前 已经起 步制 定鼓励 节 能 的具 体 规定 , 信 不 久 即将 面世 , 相 而且 , 更 加 富 会 有“ 金量 ” 更 加“ 含 , 阳光 ” 。
绍 了 国 产 高 压 变频 装 置技 术 现 状 。 关键 词 : 机 ; 泵 ; 电 厂 ; 频 ; 速 ; 能 风 水 发 变 调 节 中图分类号 : TM9 1 2 文 献标 识 码 : A
1 发 电 企 业风 机 、 泵 耗 能 情 况 综 述 水
( )风 机 耗 能 情 况 1
一
上海市节能 协会 理 事 长、 海 市电 力公 司技 委 会 主任 , 上
O21 6 5 0 — 41 27 0。
I 任 编辑 : 责 李
( )风 机 、 泵 节 电 潜 力 3 水
右, 总安装 功率约 1 3万 k 。其 中吸风 机 2台, . w 单
机 250k ; 0 w 送风 机 2台 , 单机 160k 排 粉风 0 w; 机 4台, 机 8 0 k 再循 环 风 机 2台 , 单 5 w; 单机 4 5 7 k 还有各 种排 风 机 、 风 机 、 W; 冷 风扇 等。年耗 电量 近 70 0万 k ・ , 占年发 电量 的 3 5 。 0 W h约 . 造 成 电厂不 小 损失 。令 人 高 兴 的是 , 年 国 内企 近
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风机水泵节能分析LH-300型节电装置,是我公司研制生产的具有国内领先水平的最新一代中低压电动设备专用节电产品,它是目前独具特色的高智能化节电装置,可广泛用于水泵、风机、电机、制冷机、空压机、注塑机、中央空调系统等电动设备。
该产品是集国际先进的可编程技术、变频技术、智能化控制技术为一体,采用专门设计的节电控制软件和节能波形,自动调节电动设备的供电参数并进行优化控制,使系统始终保持在最佳经济运行状态,最大限度的节约电能,从而达到减少电费开支的目的。
1、节电原理:当电动设备处于空载、半载、轻载、满载、超载时,通过主板控制系统,根据负载的工作状态,变频调速动态调整供给电动设备的电压、电流、有功量、无功量、频率、功率、功率因数等达到转距与负载精确匹配,使电动设备保持在最佳、最经济的运行状态。
2、设备保护1)、节电装置本身具有软启动功能,能使电机在设置好的V/F曲线上平滑调速和起制动,保持V/F比值基本不变,这样在相当小的电流下也能达到高启动转距,保持设备正常启动,启动电流的降低,可以消除高启动电流对设备的冲击,使齿轮和传动带平稳运转,延长其使用寿命。
2)、节电装置具有完善的故障诊断系统和保护功能,其内部设有电子过热过载继电器能根据节电装置输出电流/频率时间的模拟来监视电动机的缺相、过压、过流、过载及过热,及时停止节电装置输出,保护电动机免遭过热烧毁。
3)、节电装置对电源方面的过压、欠压、缺相等进行检测并显示,可帮助维修人员及时找到故障点。
4)、可通过对载波频率的设置,有效的减少电机噪声,减少电机漏电流。
3、节电装置带有市电(正常用电,非节电状态)和节电的转换装置,当节电状态出现故障时,将开关打到市电状态,生产设备仍可正常运转,对生产不会产生影响。
低压风机水泵节能装置的节能原理1、变频节能由流体力学可知,P(功率)=Q(流量)╳H(压力),流量Q与转速N的一次方成正比,压力H与转速N的平方成正比,功率P与转速N的立方成正比,如果水泵的效率一定,当要求调节流量下降时,转速N可成比例的下降,而此时轴输出功率P成立方关系下降。
即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。
例如:一台水泵电机功率为55KW,当转速下降到原转速的4/5时,其耗电量为28.16KW,省电48.8%,转速下降到原转速的1/2时,其耗电量为6.875KW,省电87.5%.2、功率因数补偿节能无功功率不但增加线损和设备的发热,更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低,大量的无功电能消耗在线路当中,设备使用效率低下,浪费严重,由公式P=S╳COSФ,Q=S╳SINФ,其中S-视在功率,P-有功功率,Q-无功功率,COSФ-功率因数,可知COSФ越大,有功功率P越大,普通水泵电机的功率因数在0.6-0.7之间,使用节电装置后,由于节电装置内部滤波电容的作用,COSФ≈1,从而减少了无功损耗,增加了电网的有功功率。
3、软启动节能由于电机为直接启动或Y/D启动,启动电流等于(4-7)倍额定电流,这样会对机电设备和供电电网造成严重的冲击,而且还会对电网容量要求过高,启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门的损害极大,对设备、管路的使用寿命极为不利。
而使用节能装置后,利用变频技术的软启动功能将使启动电流从零开始,最大值也不超过额定电流,减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求,延长了设备和阀门的使用寿命。
节省了设备的维护费用。
系统特点:1.输入功率因数高,在整个速度范围内典型值为95%或更高,电流谐波少,无须功率因数补偿/谐波抑制装置2.输出阶梯正弦PWM波形,无须输出滤波装置,可接普通电机,对电缆、电机绝缘无损害,电机谐波少,减少轴承、叶片的机械震动,输出线可以长达100米3.标准操作面板配置或LED屏操作界面4.功率电路模块化设计,如果需要,可在数分钟内更换损坏的模块,维护简单5.完整的故障检测电路,精确的故障报警保护6.自带冷却风机7.内置PLC,易于改变控制逻辑关系,适应多变的现场需要8.可灵活选择现场控制、值班室远程控制9.完整的系统参数设定功能,调试简便高压风机泵类节电方式:高压电机线路串接高压变频调速装置下面为我公司高压变频技术特点(1)高压变频调速系统技术特点高压变频调速系统,可靠性高、易操作、高性能,能够实现对风机的机械调速节能、改善生产工艺。
目前的高压变频器技术采用新型IGBT功率器件,全数字化微机控制。
基本性能➢高压变频器为高-高结构,6kV直接输出,不需输出升压变压器,输出为单元串联移相式PWM方式;➢系统一体化设计,包括输入干式隔离变压器,变频器等所有部件及内部连线,只须连接高压输入、高压输出、低压控制电源和控制信号线即可。
➢48脉冲输入符合并优于IEEE519~1992及GB/T14549~93标准对电压失真和电流失真最严格的要求;➢在20~100%的负载变化情况内达到或超过0.95的功率因数,并且电流谐波少,无须功率因数补偿/谐波抑制装置;➢无需滤波器变频器就可输出正弦输出电流和电压波形,对电机没有特殊的要求,可以使用普通异步电机,电机不必降额使用。
具有软起动功能,没有电机启动冲击引起的电网电压下跌,可确保电机安全、长期运行;➢变频装置输出波形不会引起电机的谐振,转矩脉动小于0.1%。
可避免风机喘振现象。
变频器有共振点频率跳跃功能;➢变频装置对输出电缆长度无任何要求,电机不会受到共模电压和dv/dt的影响;➢控制系统采用全数字微机控制,有很强的自诊断功能,能对所发生的故障类型及故障位置提供中文指示,能在就地显示并远方报警,便于运行人员和检修人员能辨别和解决所出现的问题;➢具有就地监控方式和远方监控方式。
在就地监控方式下,通过变频器上的触摸屏显示,可进行就地人工启动、停止变频器,可以调整转速、频率;➢变频器高压主回路与控制器之间为光纤连接,具有很高的通信速率和抗干扰能力,安全性好;➢输出频率0.5-120Hz(根据电机情况可设定);➢变频器抗地震能力为7级,振动0.5G;➢功率电路模块化设计,维护简单;➢可灵活选择现场控制/远程控制;➢可接受和输出0~10V/4~20mA工业标准信号;➢通常都自备UPS,可维持30分钟。
➢具有旋转再起动功能结构变频器的功率单元为模块化设计,可以方便的从机架上抽出,移动和更换,如果某一单元由于故障而不能正常工作,可以在允许设备退出的时间用备用单元将其替换。
逆变器侧采用高开关频率的IGBT器件,保证良好的输出波形。
输入侧的隔离变压器能保护电机不受共模电压的影响。
整个变频系统采用强迫风冷,满足变频装置的安全可靠地运行。
保护输入变压器带浪涌吸收保护变频装置还具有以下保护功能:a过电压保护。
b过电流保护。
c欠电压保护。
d缺相保护。
e过载保护。
f过热保护。
g光纤故障保护。
(2).高压变频调速系统原理高压变频调速系统采用直接“高-高”变换形式,为单元串联多电平拓扑结构,主体结构由多组功率模块串联而成,从而由各组低压叠加而产生需要的高压输出,它对电网谐波污染小,输入总谐波畸变小于4%,直接满足IEEE519-1992的谐波抑制标准,输入功率因数高,不必采用输入谐波滤波器和功率因数补偿装置;输出波形质量好,不存在谐波引起的电机附加发热和转矩脉动、噪音、输出dv/dt、共模电压等问题,不必加输出滤波器,就可以使用普通的异步电机功率单元:每个功率单元分别由输入变压器的一组副边供电,功率单元之间及变压器二次绕组之间相互绝缘,二次绕组采用延边三角形接法,实现多重化,以达到降低输入谐波电流的目的。
每个功率单元结构上完全一致,可以互换,其电路结构图如下,系统为基本的单相逆变电路,整流侧为二极管三相全桥,IGBT逆变桥的控制方式为PWM控制,并且有自动单元旁路功能。
功率单元内器件承受的最高电压为单元内直流母线的电压,可以直接使用低压功率器件,器件不必串联,不存在器件串联引起的均压问题,而且功率单元中采用的低压IGBT功率模块,驱动电路简单,技术成熟可靠,器件工作在低压状态,不易发生故障。
变压器柜:主要包括为功率单元供电的移相变压器,还有输入侧的电压、电流检测器件电压互感器和电流互感器,以及温度检测器件温控器。
功率柜:柜内主要对功率单元进行组合,通过每个单元的U、V输出端子相互串接而成星型接法给电机供电,通过对每个单元的PWM 波形进行重组,得到非常好的PWM波形,dv/dt小,可减少对电缆和电机的绝缘损坏,无须输出滤波器就可以输出电缆长度很长,电机不需要降额使用,可直接用于旧设备的改造;同时,电机的谐波损耗大大减少,消除了由此引起的机械振动,减小了轴承和叶轮的机械应力。
柜内还附带输出电流和电压检测功能,控制柜:控制器设计的算法可以保证电机达到最优的运行性能。
嵌入式人机界面提供全中文WIN CE监控和操作界面,同时可以实现远程监控和网络化控制。
控制器还包括一台内置的PLC,用于柜体内开关信号的逻辑处理,以及与现场各种操作信号和状态信号(包括DCS/RS485/Profib)(3)高压变频调速系统的安全可靠性保证a、高压变频调速系统的可靠性设计:该为了确保元器件的高可靠性,我们将要求供货商在完成相同功能的元器件之中,尽可能选择MTBF时间长的元器件。
我们将要求供货商尽量选用高集成度的大规模集成电路来实现多个分立元器件的功能。
为提高系统的温度适应能力,降低功耗,我们将要求供货商尽量采用低功耗的CMOS元器件,这样既降低了整体的功耗,也提高了系统抗恶劣环境的能力。
我们将要求供货商在设计上满足我们的如下要求(我们的技术人员通过调研,确认我们的要求在技术上是完全可行的,并且技术上已经非常成熟):(1)上位操作计算机采用与主控计算机基本相同的软硬件配置,当主控计算机发生故障时,可以在不停机的状态下,迅速替换,以保证系统的可靠性运行。
(2)控制系统由主控单元、PLC、主控计算机组成,在主控计算机发生故障时,系统不停机,确保生产的进行。
(3)为了提高系统的抗干扰能力,所有的功率模块与主控单元之间通过光纤通讯,低压和高压部分完全可靠隔离。
(4)控制器结构上采用VME标准箱体结构,各控制单元板采用FPGA、CPLD等大规模集成电路和表面焊接技术,以提高系统的可靠性。
(5)电源系统采用开关电源技术,各部分功能单元采用独立的供电措施,保证在某一部分发生故障时,其他部分仍能可靠运行。
(6)输入干式变压器要求免维护,可靠性高;(7)采用多级模块串联技术,以使器件工作在低压状态,便于采用成熟技术,不易发生故障;(8)整个系统的组成软件需要经过严格测试,穷尽各种故障可能,确保系统不死机,不出故障。
对所有接口关系严格定义,且均设立非法进入和退出处理措施。
(9)遇到负荷波动大的工况,要求进行特殊设计,提高其抗电网波动的能力,做到电压波动在±10%以内时,变频器可以维持满额输出;电网电压降落在-15%~-35%以内时,变频器短时降额运行,不进行欠压保护,等电网电压恢复正常后,20s内变频器自动恢复到原来的工作状态,减少甚至杜绝电压跌落造成的停机现象。