SY3200變頻器在鍋爐風機變頻節(jié)能改造應用介紹下
SY3200變頻器在鍋爐風機變頻節(jié)能改造應用
摘要：本文介紹了日業(yè)變頻器內置PID，簡易PLC，對鍋爐風機的改造，節(jié)能效果明顯.
關鍵詞：熱電廠變頻器鍋爐
一、概述：
目前在我國各行各業(yè)的各類機械與電氣設備中與風機水泵配套的電機約占全國電機裝機量的60%，耗用電能約占全國發(fā)電總量的三分之一。特別值得一提的是，大多數(shù)風機、水泵在使用過程中都存在大馬拉小車的現(xiàn)象，加之因生產(chǎn)、工藝等方面的變化，需要經(jīng)常調節(jié)氣體和液體的流量、壓力、溫度等；目前，許多單位仍然采用落后的調節(jié)檔風板或閥門開啟度的方式來調節(jié)氣體或液體的流量、壓力、溫度等。這實際上是通過人為增加阻力的方式，并以浪費電能和金錢為代價來滿足工藝和工況對氣體、液體流量調節(jié)的要求。這種落后的調節(jié)方式，不僅浪費了寶貴的能源，而且調節(jié)精度差，很難滿足現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)及服務等方面的要求，負面效應十分嚴重。
變頻調速器的出現(xiàn)為交流調速方式帶來了一場革命。隨著近十幾年變頻技術的不斷完善、發(fā)展。變頻調速性能日趨完美，已被廣泛應用于不同領域的交流調速。為企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟效益，推動了工業(yè)生產(chǎn)的自動化進程。
變頻調速用于交流異步電機調速，其性能遠遠超過以往任何交、直流調速方式。而且結構簡單，調速范圍寬、調速精度高、安裝調試使用方便、保護功能完善、運行穩(wěn)定可靠、節(jié)能效果顯著，已經(jīng)成為交流電機調速的最新潮流。
二、變頻節(jié)能原理：
1. 風機運行曲線
采用變頻器對風機進行控制，屬于減少空氣動力的節(jié)電方法，它和一般常用的調節(jié)風門控制風量的方法比較， 具有明顯的節(jié)電效果。由圖可以說明其節(jié)電原理：
佳工機電網(wǎng)
圖中，曲線（1）為風機在恒定轉速n1下的風壓一風量（H―Q）特性，曲線（2） 為管網(wǎng)風阻特性（風門全開）。曲線（4） 為變頻運行特性（風門全開）
假設風機工作在A點效率最高，此時風壓為H2，風量為Q1，軸功率N1與Q1、H2的乘積成正比，在圖中可用面積AH2OQ1表示。如果生產(chǎn)工藝要求，風量需要從Q1減至Q2，這時用調節(jié)風門的方法相當于增加管網(wǎng)阻力，使管網(wǎng)阻力特性變到曲線（3），系統(tǒng)由原來的工況點A變到新的工況點B運行。從圖中看出，風壓反而增加，軸功率與面積BH1OQ2成正比。顯然，軸功率下降不大。如果采用變頻器調速控制方式，風機轉速由n1降到 n2，根據(jù)風機參數(shù)的比例定律，畫出在轉速n2風量（Q―H）特性，如曲線（4）所示。可見在滿足同樣風量Q2的情況下，風壓H3大幅度降低，功率N3隨著顯著減少，用面積CH3OQ2表示。節(jié)省的功率△N=（H1-H3）×Q2，用面積BH1H3C表示。顯然，節(jié)能的經(jīng)濟效果是十分明顯的。
2.風機在不同頻率下的節(jié)能率
風機是傳送氣體的機械設備，水泵是傳送液體的機械設備，二者都是將電動機的軸功率轉變?yōu)榱黧w的機械能的一種機械，二者的工作原理基本相同。
從流體力學原理得知，風機風量及水泵水流量與電機轉速功率相關：風機水泵的風量（流量）與風機水泵（電機）的轉速成正比，風機的風壓、水泵的揚程與風機水泵（電機）的轉速的平方成正比，風機水泵的軸功率等于風量與風壓、流量與揚程的乘積，故風機水泵的軸功率與風機水泵（電機）的轉速的二次方成正比（即風機水泵的軸功率與供電頻率的二次方成正比）：
佳工機電網(wǎng)
根據(jù)上述原理可知改變風機水泵的轉速就可改變風機水泵的功率。
例如：將供電頻率由50Hz降為45Hz，則P45/P50=453/503=0.729，即P45=0.729P50
將供電頻率由50 Hz降為40Hz，則P40/P50=403/503=0.512，即P40=0.512P50
三、鍋爐風機的變頻節(jié)能改造：
鍋爐的變頻節(jié)能改造通常是指對鍋爐風機、水泵等附機的變頻節(jié)能改造。
鍋爐風機、水泵在設計時是按最大工況來考慮的，在實際使用中有很多時間風機都需要根據(jù)實際工況進行調節(jié)，傳統(tǒng)的做法是用開關風門、閥門的方式進行調節(jié)，這種調節(jié)方式增大了供風、供水系統(tǒng)的節(jié)流損失，在啟動時還會有啟動沖擊電流，且對系統(tǒng)本身的調節(jié)也是階段性的，調節(jié)速度緩慢，減少損失的能力很有限，也使整個系統(tǒng)工作在波動狀態(tài)；而通過在鍋爐風機、水泵上加裝變頻調速器（裝置）則可一勞永逸的解決好這些問題，可使系統(tǒng)工作狀態(tài)平緩穩(wěn)定，并可通過變頻節(jié)能收回投資。鍋爐的變頻改造方案一例如下：
目前鍋爐風機的裝機概況：2×75KW，1×55KW。
佳工機電網(wǎng)
所有風機水泵均采用一對一（即一臺變頻器配一臺電機）的配置方式，保留原工頻系統(tǒng)且與變頻系統(tǒng)互為備用，一般情況下的調節(jié)方式均為開環(huán)調節(jié)。
四、投資與節(jié)能：
變頻節(jié)能系統(tǒng)（裝置）在各類調速系統(tǒng)中使用時其節(jié)能效果對于單臺設備可做到20-55%，在風機水泵這類設備的一般應用的節(jié)能效果平均也可做到20-50%，在未受到其它因素的影響的情況下一般可取平均值，這些節(jié)能效果平均值是由實際應用中得到，權威性數(shù)據(jù)可由市場上公開出售的資料（書）查到；通過這些數(shù)據(jù)再進行一些簡單的投資回收率的計算可知：變頻節(jié)能系統(tǒng)（裝置）的投資回收期一般為6-15個月（這是經(jīng)驗值也是權威數(shù)據(jù)）。
五、成功的應用案例
日業(yè)變頻器的成功應用案例如下：
企 業(yè) 名 稱 總裝機容量 耗電KWH/日 節(jié)電 鍋爐噸位 投資回收期
KW 安裝前 安裝后 KWH %
長春熱力鐵西熱電公司 627 9594 5949 3645 37.99% 2×40+2×10 13
長春高新供熱公司 414 6334 3901 2433 38.41% 2×20 12
大慶讓湖開發(fā)小區(qū) 710 10863 6955 3908 35.97% 2×20+1×10 14
松源供熱中心站 105 2140 1040 1100 51.4% 1×15 6
吉林東風縣供熱公司 502 7680 5562 2118 27.57% 1×30+2×20 15
黑龍江成福食品集團
4×450
34560 20920 13640 39.47% 75 11
黑龍江成福食品集團 4×160 13920 8212 5708 41.01% 75 9
黑龍江省第一熱電廠 200 4056 2594 1462 36.06% 40 10
六、日業(yè)變頻器的主要特點：
采用日本日立32位電機專用CPU，高精度頻率輸出，分辨率高達0.01HZ。
具有自動轉矩補償、自動滑差補償、死區(qū)補償?shù)墓δ堋?nbsp;
具有自動電壓調整、停電再起動的功能。
具有過流、過壓、欠壓、過載、過熱、缺相保護。
內置RS485接口，可計算機聯(lián)網(wǎng)控制。
內置簡易PLC，多路模擬和數(shù)字量輸入輸出，自動控制的首選。
內置PID功能,使閉環(huán)控制更簡便。
載波頻率在線可調, 載波頻率高達8KHZ，靜音運行。
低速額定轉矩輸出, 5KHZ起動可輸出100%的額定轉矩,運行穩(wěn)定。
八、深圳市日業(yè)電氣有限公司情況
深圳市日業(yè)電氣有限公司是一家由風險資本參股經(jīng)營的高科技企業(yè)，專業(yè)從事變頻器的開發(fā)、生產(chǎn)和銷售。擁有一流的技術水準和豐富的開發(fā)設計經(jīng)驗。公司開發(fā)、生產(chǎn)、管理、銷售人員均有5年以上的從業(yè)經(jīng)歷，公司集多方面專業(yè)人才，經(jīng)過近十年持續(xù)不斷的努力，開發(fā)生產(chǎn)變頻器，產(chǎn)品品質達到國家先進水準。(end)
摘要：本文介紹了日業(yè)變頻器內置PID，簡易PLC，對鍋爐風機的改造，節(jié)能效果明顯.
關鍵詞：熱電廠變頻器鍋爐
一、概述：
目前在我國各行各業(yè)的各類機械與電氣設備中與風機水泵配套的電機約占全國電機裝機量的60%，耗用電能約占全國發(fā)電總量的三分之一。特別值得一提的是，大多數(shù)風機、水泵在使用過程中都存在大馬拉小車的現(xiàn)象，加之因生產(chǎn)、工藝等方面的變化，需要經(jīng)常調節(jié)氣體和液體的流量、壓力、溫度等；目前，許多單位仍然采用落后的調節(jié)檔風板或閥門開啟度的方式來調節(jié)氣體或液體的流量、壓力、溫度等。這實際上是通過人為增加阻力的方式，并以浪費電能和金錢為代價來滿足工藝和工況對氣體、液體流量調節(jié)的要求。這種落后的調節(jié)方式，不僅浪費了寶貴的能源，而且調節(jié)精度差，很難滿足現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)及服務等方面的要求，負面效應十分嚴重。
變頻調速器的出現(xiàn)為交流調速方式帶來了一場革命。隨著近十幾年變頻技術的不斷完善、發(fā)展。變頻調速性能日趨完美，已被廣泛應用于不同領域的交流調速。為企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟效益，推動了工業(yè)生產(chǎn)的自動化進程。
變頻調速用于交流異步電機調速，其性能遠遠超過以往任何交、直流調速方式。而且結構簡單，調速范圍寬、調速精度高、安裝調試使用方便、保護功能完善、運行穩(wěn)定可靠、節(jié)能效果顯著，已經(jīng)成為交流電機調速的最新潮流。
二、變頻節(jié)能原理：
1. 風機運行曲線
采用變頻器對風機進行控制，屬于減少空氣動力的節(jié)電方法，它和一般常用的調節(jié)風門控制風量的方法比較， 具有明顯的節(jié)電效果。由圖可以說明其節(jié)電原理：
佳工機電網(wǎng)
圖中，曲線（1）為風機在恒定轉速n1下的風壓一風量（H―Q）特性，曲線（2） 為管網(wǎng)風阻特性（風門全開）。曲線（4） 為變頻運行特性（風門全開）
假設風機工作在A點效率最高，此時風壓為H2，風量為Q1，軸功率N1與Q1、H2的乘積成正比，在圖中可用面積AH2OQ1表示。如果生產(chǎn)工藝要求，風量需要從Q1減至Q2，這時用調節(jié)風門的方法相當于增加管網(wǎng)阻力，使管網(wǎng)阻力特性變到曲線（3），系統(tǒng)由原來的工況點A變到新的工況點B運行。從圖中看出，風壓反而增加，軸功率與面積BH1OQ2成正比。顯然，軸功率下降不大。如果采用變頻器調速控制方式，風機轉速由n1降到 n2，根據(jù)風機參數(shù)的比例定律，畫出在轉速n2風量（Q―H）特性，如曲線（4）所示。可見在滿足同樣風量Q2的情況下，風壓H3大幅度降低，功率N3隨著顯著減少，用面積CH3OQ2表示。節(jié)省的功率△N=（H1-H3）×Q2，用面積BH1H3C表示。顯然，節(jié)能的經(jīng)濟效果是十分明顯的。
2.風機在不同頻率下的節(jié)能率
風機是傳送氣體的機械設備，水泵是傳送液體的機械設備，二者都是將電動機的軸功率轉變?yōu)榱黧w的機械能的一種機械，二者的工作原理基本相同。
從流體力學原理得知，風機風量及水泵水流量與電機轉速功率相關：風機水泵的風量（流量）與風機水泵（電機）的轉速成正比，風機的風壓、水泵的揚程與風機水泵（電機）的轉速的平方成正比，風機水泵的軸功率等于風量與風壓、流量與揚程的乘積，故風機水泵的軸功率與風機水泵（電機）的轉速的二次方成正比（即風機水泵的軸功率與供電頻率的二次方成正比）：
佳工機電網(wǎng)
根據(jù)上述原理可知改變風機水泵的轉速就可改變風機水泵的功率。
例如：將供電頻率由50Hz降為45Hz，則P45/P50=453/503=0.729，即P45=0.729P50
將供電頻率由50 Hz降為40Hz，則P40/P50=403/503=0.512，即P40=0.512P50
三、鍋爐風機的變頻節(jié)能改造：
鍋爐的變頻節(jié)能改造通常是指對鍋爐風機、水泵等附機的變頻節(jié)能改造。
鍋爐風機、水泵在設計時是按最大工況來考慮的，在實際使用中有很多時間風機都需要根據(jù)實際工況進行調節(jié)，傳統(tǒng)的做法是用開關風門、閥門的方式進行調節(jié)，這種調節(jié)方式增大了供風、供水系統(tǒng)的節(jié)流損失，在啟動時還會有啟動沖擊電流，且對系統(tǒng)本身的調節(jié)也是階段性的，調節(jié)速度緩慢，減少損失的能力很有限，也使整個系統(tǒng)工作在波動狀態(tài)；而通過在鍋爐風機、水泵上加裝變頻調速器（裝置）則可一勞永逸的解決好這些問題，可使系統(tǒng)工作狀態(tài)平緩穩(wěn)定，并可通過變頻節(jié)能收回投資。鍋爐的變頻改造方案一例如下：
目前鍋爐風機的裝機概況：2×75KW，1×55KW。
佳工機電網(wǎng)
所有風機水泵均采用一對一（即一臺變頻器配一臺電機）的配置方式，保留原工頻系統(tǒng)且與變頻系統(tǒng)互為備用，一般情況下的調節(jié)方式均為開環(huán)調節(jié)。
四、投資與節(jié)能：
變頻節(jié)能系統(tǒng)（裝置）在各類調速系統(tǒng)中使用時其節(jié)能效果對于單臺設備可做到20-55%，在風機水泵這類設備的一般應用的節(jié)能效果平均也可做到20-50%，在未受到其它因素的影響的情況下一般可取平均值，這些節(jié)能效果平均值是由實際應用中得到，權威性數(shù)據(jù)可由市場上公開出售的資料（書）查到；通過這些數(shù)據(jù)再進行一些簡單的投資回收率的計算可知：變頻節(jié)能系統(tǒng)（裝置）的投資回收期一般為6-15個月（這是經(jīng)驗值也是權威數(shù)據(jù)）。
五、成功的應用案例
日業(yè)變頻器的成功應用案例如下：
企 業(yè) 名 稱 總裝機容量 耗電KWH/日 節(jié)電 鍋爐噸位 投資回收期
KW 安裝前 安裝后 KWH %
長春熱力鐵西熱電公司 627 9594 5949 3645 37.99% 2×40+2×10 13
長春高新供熱公司 414 6334 3901 2433 38.41% 2×20 12
大慶讓湖開發(fā)小區(qū) 710 10863 6955 3908 35.97% 2×20+1×10 14
松源供熱中心站 105 2140 1040 1100 51.4% 1×15 6
吉林東風縣供熱公司 502 7680 5562 2118 27.57% 1×30+2×20 15
黑龍江成福食品集團
4×450
34560 20920 13640 39.47% 75 11
黑龍江成福食品集團 4×160 13920 8212 5708 41.01% 75 9
黑龍江省第一熱電廠 200 4056 2594 1462 36.06% 40 10
六、日業(yè)變頻器的主要特點：
采用日本日立32位電機專用CPU，高精度頻率輸出，分辨率高達0.01HZ。
具有自動轉矩補償、自動滑差補償、死區(qū)補償?shù)墓δ堋?nbsp;
具有自動電壓調整、停電再起動的功能。
具有過流、過壓、欠壓、過載、過熱、缺相保護。
內置RS485接口，可計算機聯(lián)網(wǎng)控制。
內置簡易PLC，多路模擬和數(shù)字量輸入輸出，自動控制的首選。
內置PID功能,使閉環(huán)控制更簡便。
載波頻率在線可調, 載波頻率高達8KHZ，靜音運行。
低速額定轉矩輸出, 5KHZ起動可輸出100%的額定轉矩,運行穩(wěn)定。
八、深圳市日業(yè)電氣有限公司情況
深圳市日業(yè)電氣有限公司是一家由風險資本參股經(jīng)營的高科技企業(yè)，專業(yè)從事變頻器的開發(fā)、生產(chǎn)和銷售。擁有一流的技術水準和豐富的開發(fā)設計經(jīng)驗。公司開發(fā)、生產(chǎn)、管理、銷售人員均有5年以上的從業(yè)經(jīng)歷，公司集多方面專業(yè)人才，經(jīng)過近十年持續(xù)不斷的努力，開發(fā)生產(chǎn)變頻器，產(chǎn)品品質達到國家先進水準。(end)
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：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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