风机变频调速应用现状及节能原理
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
例 2: 对于非常年运行的风机9如采暖锅炉房 的鼓~ 引风机9若经常在低速下运行9采用变频调 速的节能效果也是很显著的G 北京市新发地小区 锅炉房91999 年第一期工程9安装两台 2O 吨热水 锅炉9每台炉配 置 9OkW 引 风 机 和 55kW 鼓 风 机 各一台G 驱动风机的电动机全部采用变频调速9实 际运行频率经常在 3O Z 以下G 按每年运行 135 天 计算节能效果9只要把变频器输出频率 3O Z 对应 的风机转速 n 值或流量 值为 6O% 9代入近似公 式( 3) 9即可得出每年节能 39. 8 万 kW hG 按电 价 O. 5 元/kW h 计 算9每 年 节 约 电 费 19. 9 万 元G 两台 9OkW 和两台 55kW 通用变频器92OOO 年 市场报价 34. 8 万元9运行不足两个采暖期即可收 回投资G
数字控制技术9解决了原来用液力偶合器调速时9
风机转速漂移9影响测试精度问题9测试工作也变
得十分简单D
第四种9环境保护需要9以降低风机噪声为目
的D 当实际需要风量经常低于设计最大风量时9采
用变频调速9使风机低速运行D 与在工频下运行9
用挡板调节风量相比9风机的气动噪声和机械噪
声明显减小D 例如9住宅小区为了解决锅炉房风机
沈阳鼓风机研究所在通风机变频试验装置设 计和风机变频驱动系统设计方面积累了丰富的经 验9可为用户提供咨询~ 设计和成套服务G
41
风机变频调速应用现状及节能原理
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
齐振邦 沈阳鼓风机股份有限公司,沈阳市,110021
风机技术 COMPRESSOR BLOWER & FAN TECHNOLOGY 2000(3) 13次
图l
五\ 节能近似计算法 设风机工频恒速运行时风量 @= lOO% D 用挡 板调节风量时9轴功率 P 和风量 @ 的关系近似如 曲线 Z 所示D 用变频器调节风量时9轴功率 P 和风 量 @ 的关系近似如曲线 l 所示D
图Z
由图 2 的曲线 2 可见9用挡板调节时9即使开 度为 O9风量为 O9此时仍需约 4O% 轴功率G
过去, 由于变频器的价格较高, 在我国风机行 业未能广泛采用O 现在, 随着电力~ 电子器件及微 型计算机的进步和价格下降, 变频器的价格也在 下降, 其性能价格比却不断提高O 使用变频器初期 较高的投资, 可以通过节能~ 提高产品产量~ 质量 等途径, 在短期内回收O 近几年, 风机变频调速已 成为新的潮流O 1999 年, 沈阳松辽电力设备制造 厂承接北京~ 天津两地大~ 中型锅炉房电气配套工 程共 8 项, 鼓~ 引风机全部采用变频控制O
引证文献(13条)
1.陈淑红.关晓明 变频调速技术在矿山风机系统中的应用[期刊论文]-甘肃科技 2010(16) 2.陈剑萍.王坚敏.钟晓波.张利庭.吴哲.吴皓 变频节能技术在中央空调中的应用[期刊论文]-轻工机械
2009(2)
3.宋利芬.董慧敏 变频风机调速在中央空调控制系统中的应用[期刊论文]-煤矿现代化 2008(5) 4.沈冰泉.万帆 变频技术在鄂钢斯太尔摩线上的应用[期刊论文]-冶金自动化 2008(1) 5.洪琢.杨承三 液体粘性调速离合器在风机和水泵中的应用[期刊论文]-机械设计与制造 2006(1) 6.张德文 注汽锅炉配风系统自动调节技术[期刊论文]-油气田地面工程 2005(6) 7.薛银皎.张勇 注汽锅炉配风系统自动调节技术研究[期刊论文]-特种油气藏 2005(5) 8.朱正中.胡亚非 风机变频调速应用综述[期刊论文]-煤矿机械 2005(7)
噪声影响房屋销售9而采用变频调速取代原来工
频运行方式D
四\ 风机变频调速节能原理
一般风机负载转矩与速度的平方成正比9轴 功率与转速的立方成正比D 因此9用变频器改变风 机的转速9可以获得显著的节能效果D
常用的出口挡板控制9当开度减小时9风阻增 加9不适宜大范围调节风量9在低速区域轴功率减 少不多9从节能的观点看是不适宜的D
入口挡板控制9虽然比出口挡板控制风量范 围广9减小开度时轴功率大体与风量成比例下降9 但节能效果仍然不及变频调速D
由图 l 可以说明风机变频调速节能原理D 图中曲线 nl 为风机开始调速前的风压 风 量( H-@) 特性9曲线 Rl 为管网风阻特性( 挡板开 度全开) D 假设风机设计工作在 A 点效率最高9输 出 风 量 @l 为 l OO% 9对 应 的 轴 功 率 Pl 与 风 量 @l
2000 年 4 月 3 日收到 沈阳市 110021
目前, 许多风机用户和设计单位都在积极使 用变频调速O 1999 年, 笔者有幸接触到北京~ 天津 的 8 项大~ 中型锅炉房的电气设计, 鼓引风机和补 水泵全部采用变频控制O
本文将陆续介绍一些变频驱动系统设计和通 风机变频试验装置设计的经验及有关的基础知 识, 与同行们交流O
精 确 计 算 可 采 用 ABB 公 司 开 发 的 计 算 软 件 ( Software) 9很容易计算出风机~ 泵类负载的节能 状况G 它用变频调速方法与其它流量调节方法进 行比较9例如9对风机有导叶控制~ 叶距调整和叶 片角度控制等9从而得出节能的量值G 计算结果可 用数字或图形显示或打印出来G
二~ 风机变频调速应用现状
风机~ 泵类是最早使用变频器调速的行业O 早 期风机变频调速的目的只是为了节能O 因为具有 二次方转矩特性的离心式或轴流式通风机~ 鼓风 机和压缩机, 在低速运行时气体流速低, 负载转矩 很小, 其负载消耗的能量正比于转速的三次方, 可 通过变频器控制转速实现节能的目的O
近年来, 随着变频技术和控制技术的发展, 变 频器在风机上的应用也从单纯的以节能为目的, 发展到以提高产品产量~ 质量, 实现生产过程自动 化及环境保护等为目的, 应用领域不断扩大O
环控制D
第三种9风机制造厂用于产品试验或模型试
验9取代液力偶合器调速9以简化工艺过程\ 提高
测试精度为目的D 例如9l 年9沈阳鼓风机厂建
成我国风机行业第一座通风机变频试车台9用于
风机叶片拉力试验\ 机械运转试验和超速试验D 风
机只需要装配\ 调整一次9即可完成这 3 项试验9
极大地提高了劳动生产率D 并且9由于变频器采用
九~ 工频驱动改造为变频驱动
目前运行中的风机驱动系统9大多是以工频 电源供电的电机驱动系统G 只要把变频器当作频 率可调的交流电源装置对待9接入工频电源和电 动机之间9即可把工频驱动改造为变频驱动9原有 的风机~ 电动机及其设备基础一般不需任何改造G
由于变频器有软启动功能9丰富的控制功能 和完善的保护~ 监视及故障诊断等功能9使用变频 器后9原有的继电器一接触器控制系统还可以得 到简化9而驱动系统的各项功能却得到质的飞跃G
七~ 节能试验报告摘录
1985 年 6 月 1O 日至 6 月 13 日9大连电机厂 在 沈 阳 风 机 厂 对 8A 轴 流 通 风 机9分 别 用 变 频 调 速和在工频电源下出口挡板调节风量两种方法9 在相同风量下进行耗能对比测试G 结果如下:
风量 ( m3/h)
变频电源 输入功率( kW)
方 工频电源 输入功率( kW)
风机变频调速应用现状及节能原理
风机变频调速应用现状及节能原理
Appt i cat i on 8 E n er gy Savi n g P r i n ci pl e of Adj u st abl e Speed f or Fan Con ver ter
齐振邦 沈阳鼓风机股份有限公司
[摘 要) 介 绍 了 变 频 器 在 风 机 调 速 上 的 应 用 现 状, 使用变频器的四种目的O 用变频调速与挡板节流 对比, 阐述了变频调速节能原理~ 节能计算方法及 经济效益O 摘录了可供用户参考的变频器驱动风 机节能试验报告O
4O
< 风机技术> 2000 年第 3 期 和 风压 Hl 的乘积面积 AHl O@l 成正 比D 如 果 生 产 工 艺 要 求 风 量 从 @l 减 少 到 @Z 时9若 采 用 出 口 挡板调节9相当于增加管网阻力9使管网阻力特性 变到 RZ9系统工况点也由 A 点变到 B 点9从图中 可以看出9风量虽然减少9风压反而增加9代表轴 功率的面积 BHZ O@Z 比调节前减少不多D 若采用 变频调速9随着转速下降9风压 风量特性变为曲 线 nZ9系统工况点也由 A 点变到 点9代表轴功 率 的 面 积 H3O@Z 比 采 用 挡 板 调 节 时 显 著 减 少9 两者之差即是节省的轴功率D
设风机工频恒速运行时轴功率为 PO9将曲线 1 和曲线 2 用风量的函数表示9即为:
P1 = PO 3
( 1)
P2 = PO( O. 4 + O. 6 )
( 2)
AP = P2 - P1 = PO( O. 4 + O. 6 - 3) ( 3)
AP 即为变频调节与挡板调节对比的节能效 果G
六~ 节能计算软件
式 变频比工频节能
功率(kW) 百分比(% )
1
1. 53
1Байду номын сангаас 42
-O. 11 -7. 7
O. 9
1. 12
1. 42
O. 3
21
O. 8
O. 8115
1. 42
O. 6O5
43
O. 7
O. 6O3
1. 44
O. 877
58
O. 6
O. 458
1. 5
1. O42
69
O. 5
O. 34
1. 54
1. 2
8O
备
注
将工频电源驱动风机9风筒全开放时 风量= 178O9. 2m3/h 为 1
平均节能 43. 9%
测试 结 果表 明9在 频 率 为 5O Z 全 风 量 输 出 时9变频器本身有些损耗9比用工频电源时9输入 功率略大些G 此时9可以很方便地将风机从变频器 驱 动 转 为 工 频 电 源 驱 动9 这 时 平 均 节 能 可 达
一~ 引言
变频调速是电动机调速方式中最理想的方 案O 过去受价格~ 可靠性及容量等因素的限制, 在 我国风机市场一直未得到广泛应用O
近年来, 随着电力~ 电子器件和控制技术的迅 速发展, 变频器价格不断下降, 可靠性不断增加, 模 块 化 的 设 计 使 变 频 器 的 容 量 几 乎 不 受 限 制, 5000kW 及以下的通用变频器可以随时按用户要 求提供标准产品, 满足用户的各种需要O
39
!节 能
三\ 使用变频调速的目的
风机上使用变频器的目的9常见有 4 种D
第一种9一般工业用户多以节能为目的D 例
如9电厂\ 工业锅炉房的鼓\ 引风机调速D
第二种9以压缩气体为生产过程主要动力源
的企业9多以实现过程自动化为目的D 例如9化工
生产用的压缩机9利用变频器的
调节功能或
与计算机接口9实现流量\ 压力\ 温度等参数的闭
关键词, 变频器 应用 节能
Abstract, Application of converter on f an adjustable speed and four purpose of using converter are introduced. Comparing the converter adjustable speed With damper throttling, the principle, calculating method and economic benefits of converting adjustable speed energy saving are stated. Energy saving test report of fan driven by converter Which is referenced for user is extracted. Key words, Converter Application Energy saving
45% G
风机变频调速应用现状及节能原理
八~ 变频调速节能的经济效益
例 1: 某热电厂的锅炉引风机轴功率 2OOkW9 白天负载高峰期基本运行在上限转速的 8O% 附 近9其 它 时间 则 多 运行 在 上 限转 速 的 5O% 附 近9 年 高峰 工 作时 间 3OOO 小 时9其 它工 作 时 间 5OOO 小时G 根据近似公式( 3) 9可算出变频调节较挡板 调节每年节电 79. 58 万 kW hG 按电价 O. 5 元/ kW h 计 算9每 年 节 约 电 费 39. 79 万 元G 一 台 2OOkW 高 性 能 的 通 用 变 频 器92OOO 年 市 场 报 价 25. 2 万元9运行 7. 6 个月即可收回投资G
数字控制技术9解决了原来用液力偶合器调速时9
风机转速漂移9影响测试精度问题9测试工作也变
得十分简单D
第四种9环境保护需要9以降低风机噪声为目
的D 当实际需要风量经常低于设计最大风量时9采
用变频调速9使风机低速运行D 与在工频下运行9
用挡板调节风量相比9风机的气动噪声和机械噪
声明显减小D 例如9住宅小区为了解决锅炉房风机
沈阳鼓风机研究所在通风机变频试验装置设 计和风机变频驱动系统设计方面积累了丰富的经 验9可为用户提供咨询~ 设计和成套服务G
41
风机变频调速应用现状及节能原理
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
齐振邦 沈阳鼓风机股份有限公司,沈阳市,110021
风机技术 COMPRESSOR BLOWER & FAN TECHNOLOGY 2000(3) 13次
图l
五\ 节能近似计算法 设风机工频恒速运行时风量 @= lOO% D 用挡 板调节风量时9轴功率 P 和风量 @ 的关系近似如 曲线 Z 所示D 用变频器调节风量时9轴功率 P 和风 量 @ 的关系近似如曲线 l 所示D
图Z
由图 2 的曲线 2 可见9用挡板调节时9即使开 度为 O9风量为 O9此时仍需约 4O% 轴功率G
过去, 由于变频器的价格较高, 在我国风机行 业未能广泛采用O 现在, 随着电力~ 电子器件及微 型计算机的进步和价格下降, 变频器的价格也在 下降, 其性能价格比却不断提高O 使用变频器初期 较高的投资, 可以通过节能~ 提高产品产量~ 质量 等途径, 在短期内回收O 近几年, 风机变频调速已 成为新的潮流O 1999 年, 沈阳松辽电力设备制造 厂承接北京~ 天津两地大~ 中型锅炉房电气配套工 程共 8 项, 鼓~ 引风机全部采用变频控制O
引证文献(13条)
1.陈淑红.关晓明 变频调速技术在矿山风机系统中的应用[期刊论文]-甘肃科技 2010(16) 2.陈剑萍.王坚敏.钟晓波.张利庭.吴哲.吴皓 变频节能技术在中央空调中的应用[期刊论文]-轻工机械
2009(2)
3.宋利芬.董慧敏 变频风机调速在中央空调控制系统中的应用[期刊论文]-煤矿现代化 2008(5) 4.沈冰泉.万帆 变频技术在鄂钢斯太尔摩线上的应用[期刊论文]-冶金自动化 2008(1) 5.洪琢.杨承三 液体粘性调速离合器在风机和水泵中的应用[期刊论文]-机械设计与制造 2006(1) 6.张德文 注汽锅炉配风系统自动调节技术[期刊论文]-油气田地面工程 2005(6) 7.薛银皎.张勇 注汽锅炉配风系统自动调节技术研究[期刊论文]-特种油气藏 2005(5) 8.朱正中.胡亚非 风机变频调速应用综述[期刊论文]-煤矿机械 2005(7)
噪声影响房屋销售9而采用变频调速取代原来工
频运行方式D
四\ 风机变频调速节能原理
一般风机负载转矩与速度的平方成正比9轴 功率与转速的立方成正比D 因此9用变频器改变风 机的转速9可以获得显著的节能效果D
常用的出口挡板控制9当开度减小时9风阻增 加9不适宜大范围调节风量9在低速区域轴功率减 少不多9从节能的观点看是不适宜的D
入口挡板控制9虽然比出口挡板控制风量范 围广9减小开度时轴功率大体与风量成比例下降9 但节能效果仍然不及变频调速D
由图 l 可以说明风机变频调速节能原理D 图中曲线 nl 为风机开始调速前的风压 风 量( H-@) 特性9曲线 Rl 为管网风阻特性( 挡板开 度全开) D 假设风机设计工作在 A 点效率最高9输 出 风 量 @l 为 l OO% 9对 应 的 轴 功 率 Pl 与 风 量 @l
2000 年 4 月 3 日收到 沈阳市 110021
目前, 许多风机用户和设计单位都在积极使 用变频调速O 1999 年, 笔者有幸接触到北京~ 天津 的 8 项大~ 中型锅炉房的电气设计, 鼓引风机和补 水泵全部采用变频控制O
本文将陆续介绍一些变频驱动系统设计和通 风机变频试验装置设计的经验及有关的基础知 识, 与同行们交流O
精 确 计 算 可 采 用 ABB 公 司 开 发 的 计 算 软 件 ( Software) 9很容易计算出风机~ 泵类负载的节能 状况G 它用变频调速方法与其它流量调节方法进 行比较9例如9对风机有导叶控制~ 叶距调整和叶 片角度控制等9从而得出节能的量值G 计算结果可 用数字或图形显示或打印出来G
二~ 风机变频调速应用现状
风机~ 泵类是最早使用变频器调速的行业O 早 期风机变频调速的目的只是为了节能O 因为具有 二次方转矩特性的离心式或轴流式通风机~ 鼓风 机和压缩机, 在低速运行时气体流速低, 负载转矩 很小, 其负载消耗的能量正比于转速的三次方, 可 通过变频器控制转速实现节能的目的O
近年来, 随着变频技术和控制技术的发展, 变 频器在风机上的应用也从单纯的以节能为目的, 发展到以提高产品产量~ 质量, 实现生产过程自动 化及环境保护等为目的, 应用领域不断扩大O
环控制D
第三种9风机制造厂用于产品试验或模型试
验9取代液力偶合器调速9以简化工艺过程\ 提高
测试精度为目的D 例如9l 年9沈阳鼓风机厂建
成我国风机行业第一座通风机变频试车台9用于
风机叶片拉力试验\ 机械运转试验和超速试验D 风
机只需要装配\ 调整一次9即可完成这 3 项试验9
极大地提高了劳动生产率D 并且9由于变频器采用
九~ 工频驱动改造为变频驱动
目前运行中的风机驱动系统9大多是以工频 电源供电的电机驱动系统G 只要把变频器当作频 率可调的交流电源装置对待9接入工频电源和电 动机之间9即可把工频驱动改造为变频驱动9原有 的风机~ 电动机及其设备基础一般不需任何改造G
由于变频器有软启动功能9丰富的控制功能 和完善的保护~ 监视及故障诊断等功能9使用变频 器后9原有的继电器一接触器控制系统还可以得 到简化9而驱动系统的各项功能却得到质的飞跃G
七~ 节能试验报告摘录
1985 年 6 月 1O 日至 6 月 13 日9大连电机厂 在 沈 阳 风 机 厂 对 8A 轴 流 通 风 机9分 别 用 变 频 调 速和在工频电源下出口挡板调节风量两种方法9 在相同风量下进行耗能对比测试G 结果如下:
风量 ( m3/h)
变频电源 输入功率( kW)
方 工频电源 输入功率( kW)
风机变频调速应用现状及节能原理
风机变频调速应用现状及节能原理
Appt i cat i on 8 E n er gy Savi n g P r i n ci pl e of Adj u st abl e Speed f or Fan Con ver ter
齐振邦 沈阳鼓风机股份有限公司
[摘 要) 介 绍 了 变 频 器 在 风 机 调 速 上 的 应 用 现 状, 使用变频器的四种目的O 用变频调速与挡板节流 对比, 阐述了变频调速节能原理~ 节能计算方法及 经济效益O 摘录了可供用户参考的变频器驱动风 机节能试验报告O
4O
< 风机技术> 2000 年第 3 期 和 风压 Hl 的乘积面积 AHl O@l 成正 比D 如 果 生 产 工 艺 要 求 风 量 从 @l 减 少 到 @Z 时9若 采 用 出 口 挡板调节9相当于增加管网阻力9使管网阻力特性 变到 RZ9系统工况点也由 A 点变到 B 点9从图中 可以看出9风量虽然减少9风压反而增加9代表轴 功率的面积 BHZ O@Z 比调节前减少不多D 若采用 变频调速9随着转速下降9风压 风量特性变为曲 线 nZ9系统工况点也由 A 点变到 点9代表轴功 率 的 面 积 H3O@Z 比 采 用 挡 板 调 节 时 显 著 减 少9 两者之差即是节省的轴功率D
设风机工频恒速运行时轴功率为 PO9将曲线 1 和曲线 2 用风量的函数表示9即为:
P1 = PO 3
( 1)
P2 = PO( O. 4 + O. 6 )
( 2)
AP = P2 - P1 = PO( O. 4 + O. 6 - 3) ( 3)
AP 即为变频调节与挡板调节对比的节能效 果G
六~ 节能计算软件
式 变频比工频节能
功率(kW) 百分比(% )
1
1. 53
1Байду номын сангаас 42
-O. 11 -7. 7
O. 9
1. 12
1. 42
O. 3
21
O. 8
O. 8115
1. 42
O. 6O5
43
O. 7
O. 6O3
1. 44
O. 877
58
O. 6
O. 458
1. 5
1. O42
69
O. 5
O. 34
1. 54
1. 2
8O
备
注
将工频电源驱动风机9风筒全开放时 风量= 178O9. 2m3/h 为 1
平均节能 43. 9%
测试 结 果表 明9在 频 率 为 5O Z 全 风 量 输 出 时9变频器本身有些损耗9比用工频电源时9输入 功率略大些G 此时9可以很方便地将风机从变频器 驱 动 转 为 工 频 电 源 驱 动9 这 时 平 均 节 能 可 达
一~ 引言
变频调速是电动机调速方式中最理想的方 案O 过去受价格~ 可靠性及容量等因素的限制, 在 我国风机市场一直未得到广泛应用O
近年来, 随着电力~ 电子器件和控制技术的迅 速发展, 变频器价格不断下降, 可靠性不断增加, 模 块 化 的 设 计 使 变 频 器 的 容 量 几 乎 不 受 限 制, 5000kW 及以下的通用变频器可以随时按用户要 求提供标准产品, 满足用户的各种需要O
39
!节 能
三\ 使用变频调速的目的
风机上使用变频器的目的9常见有 4 种D
第一种9一般工业用户多以节能为目的D 例
如9电厂\ 工业锅炉房的鼓\ 引风机调速D
第二种9以压缩气体为生产过程主要动力源
的企业9多以实现过程自动化为目的D 例如9化工
生产用的压缩机9利用变频器的
调节功能或
与计算机接口9实现流量\ 压力\ 温度等参数的闭
关键词, 变频器 应用 节能
Abstract, Application of converter on f an adjustable speed and four purpose of using converter are introduced. Comparing the converter adjustable speed With damper throttling, the principle, calculating method and economic benefits of converting adjustable speed energy saving are stated. Energy saving test report of fan driven by converter Which is referenced for user is extracted. Key words, Converter Application Energy saving
45% G
风机变频调速应用现状及节能原理
八~ 变频调速节能的经济效益
例 1: 某热电厂的锅炉引风机轴功率 2OOkW9 白天负载高峰期基本运行在上限转速的 8O% 附 近9其 它 时间 则 多 运行 在 上 限转 速 的 5O% 附 近9 年 高峰 工 作时 间 3OOO 小 时9其 它工 作 时 间 5OOO 小时G 根据近似公式( 3) 9可算出变频调节较挡板 调节每年节电 79. 58 万 kW hG 按电价 O. 5 元/ kW h 计 算9每 年 节 约 电 费 39. 79 万 元G 一 台 2OOkW 高 性 能 的 通 用 变 频 器92OOO 年 市 场 报 价 25. 2 万元9运行 7. 6 个月即可收回投资G