一次风机变频改造及节能分析
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变频调速技术在风机、带类改造中的应用及节能分析摘要:皮带、风机类设施在加工生产业以及制造业被广泛的推广应用。
皮带、风机类设施不仅消耗的电量多,而且在检修以及养护所花费的也很多,其一共费用就占了总费用的百分之七到百分之二十五。
新兴起来的变频调速工艺不仅具有优秀的调速技术、超越的省电成果,对设施的工作情况能够有所帮助提高。
提升设施工作效率以及成套设备的安全稳定性。
设施能够使用更久的时间。
关键词:变频调速技术;变频器;电动机;风机、带类设备1 主要设备类型分析1.1 速度和频率计算皮带在正常运转时属于恒转矩负载。
工艺要求在转速范围为5-10.5转,分钟,我们试选择减速箱变比k1为29.8:l,链条传动的变速比k2为4:l。
通过计算得:电动机的最高工作转速:10.5×(k1×k2)=10.5×29.8×4=1251.6转,分钟电动机的最低工作转速:5×(ki×k2)=5×29.8×4=596转,分钟;电动机的最高工作转速对应的变频器输出电压频率:50×1251.64+1440=43.5(hz);电动机的最低工作转速对应的变频器输出电压频率:50×596÷1440=20.7(hz)。
以上选择基本满足生产工艺及电动机散热的要求。
1.2 变频改造主要设备的规格参数齿轮减速箱:型号为r103ybl32s4,输出额定转速为48转/分钟,输出最大转矩为1100(nm)。
电动机:型号为ybl32s-4,额定电压为380v,额定电流为11.6(a)绝缘等级为f级,额定功率为5.5(kw),接法a,额定转速为1440r/min。
变频器:型号为frn5.5g11s-4cx,标准适配电动机5.5kw,调频范围0.1-40hz,频率精度(模拟设定)正负0.2%的最高频率。
额定容量9.9kva,额定输出容量为13a,输出电压为380v(三相,50/60hz),逆变器igbt。
关于风机变频改造的节能计算风机变频改造是一种常见的节能技术,通过改变风机的驱动方式,将传统的恒速供风方式改为变频调速供风方式,能够有效地提高风机的运行效率和控制精度,从而实现节能减排的目的。
在进行风机变频改造时,需要对其节能效果进行计算评估,以确定改造的效果和节能潜力。
风机变频改造的节能计算主要考虑两个方面,即变频调速带来的机械能消耗减少和电能消耗减少。
下面将详细介绍风机变频改造的节能计算方法。
1.机械能消耗减少风机变频调速可以根据实际需要灵活地调整风机的运行转速,避免了传统的恒速运行模式下风机过大的额定负载,降低了系统中的机械能消耗。
机械能消耗的节能计算公式如下:节能率=(1-新风机转速/额定负载转速)×100%其中,新风机转速是风机进行变频改造后的实际转速,额定负载转速是经过计算得到的风机在实际需求工况中的额定转速。
节能率越高,表示通过风机变频改造减少的机械能消耗越多。
2.电能消耗减少风机变频调速还可以避免传统的恒速运行模式下由于流量控制的不准确而造成的额外阻力损失,进而减少系统的电能消耗。
电能消耗的节能计算公式如下:节能率=(1-新风机功率/额定负载功率)×100%其中,新风机功率是风机进行变频改造后的实际功率,额定负载功率是经过计算得到的风机在实际需求工况中的额定功率。
节能率越高,表示通过风机变频改造减少的电能消耗越多。
需要注意的是,风机变频改造的节能计算需要根据实际情况进行,包括风机的型号、负载特性、运行条件等因素的考虑。
在进行节能计算时,还需要获取相应的参数数据,包括风机的额定功率、额定转速、额定流量等信息。
同时,还需要收集对比研究数据,即变频前后的运行参数、节能措施前后的能耗统计数据等,进行综合分析和计算。
风机变频改造的节能计算不仅可以用于风机的节能改造方案的确定,还可以用于节能成本和回报周期的评估。
通过对节能效果的精确计算,可以为企业决策者提供科学、准确的节能改造方案,帮助其合理安排资源,降低能耗成本,提高能源利用效率。
风机节能改造可行性报告一、前言随着经济的发展和人们对环境问题的日益关注,节能成为了国家政策的重要方向之一、在工业生产中,风机作为一种常见的设备,在耗能方面有着较大的潜力。
因此,对风机进行节能改造具有十分重要的意义。
本报告将对风机节能改造的可行性进行分析和评价。
二、背景介绍风机是用来输送气体的设备,广泛应用于矿山、化工、电力等行业。
在风机的运行过程中,由于摩擦、阻力等原因,能量会有一部分转化为热能,从而造成能量的浪费。
因此,对风机进行节能改造,可以减少能源的消耗,提高设备的效率,实现可持续发展。
三、节能改造方案1.定期维护和清洁:对风机进行定期维护和清洁,保持风机的正常运行状态,防止因顽固污垢和摩擦损失导致的能量浪费。
2.安装变频器:通过安装变频器来调节风机的转速,使风机能够根据实际需要调整转速,达到最佳运行效果,降低能源消耗。
3.优化叶轮设计:通过优化风机的叶轮设计,减小叶片之间的间隙,提高叶片的流动效率,减小能量损失。
4.使用高效电机:选择具有高效率的电机,减少电机的能量损耗,提高风机的效率。
5.采用智能控制系统:应用智能控制系统来对风机运行进行监测和调节,实现最佳的能量利用效果。
四、可行性分析1.经济可行性:风机节能改造需要一定的投资成本,包括购买设备、改造费用和维护费用等。
但是,通过风机节能改造所节省的能源费用将会逐渐收回投资成本,并且在未来的运行中持续产生经济效益。
2.技术可行性:风机节能改造所采用的技术方案已经有相关实践和研究支持,证明了其可行性和有效性。
3.管理可行性:风机节能改造需要进行设备监测、维护和管理等工作,需要有专业的管理机构和人员来进行操作和维护。
同时也需要建立相应的管理制度和流程,保证风机节能改造的持续运行和管理。
五、预期效果1.节能减排:通过风机节能改造,能够显著减少能源的消耗,减少CO2等温室气体的排放,符合国家环境保护政策。
2.提高效率:改造后的风机能够提高转速控制精度、降低响应时间,提高风机的效率和稳定性。
风机变频节能计算引言:随着能源资源的日益紧缺和环境污染的加剧,节能减排已经成为全球范围内的共同关注的议题。
在工业生产中,风机作为一种常见的动力设备,在电力消耗和节能方面具有重要意义。
本文将对风机变频节能进行详细探讨,并介绍风机节能计算的相关内容。
一、风机变频节能原理:理想的风机工作状态应该是按需提供所需风量和风压,但实际情况下,风机的负载变化往往会导致过量供风和能量浪费。
风机变频控制技术通过改变风机驱动电机的频率,实现对风机转速的调节,从而提供所需风量和风压。
这种调节能力可以达到最优风机工作状态,减少不必要的能量消耗,实现节能效果。
二、风机变频节能计算方法:1.风机性能曲线:风机性能曲线是风机输出风量和风压之间的关系图。
通过测量风机在不同转速下的输出风量和风压,可以得到风机性能曲线。
该曲线可以直观显示风机的工作状态和性能参数。
在风机变频控制中,根据实际需要选择合适的工作点,从而实现风机的节能运行。
2.节能潜力分析:风机节能潜力是指在实际运行中,通过风机变频控制技术实现的节能效果。
节能潜力的分析可以从两个方面入手:电能节约和运行成本节约。
(1)电能节约:通过变频控制,可以减少电动机的运行频率,降低电能消耗。
具体的电能节约计算方法是:根据风机的负载率、变频控制前后的平均电能消耗,计算节能百分比。
例如,风机原始工作频率为50Hz时,电能消耗为1000W,变频后降至45Hz时,电能消耗为800W,则节能百分比为(1000-800)/1000*100%=20%。
(2)运行成本节约:风机的运行成本主要包括电能消耗、维护成本和停机损失。
通过风机变频控制,可以降低电能消耗,减少维护频率,缩短停机时间,从而实现运行成本的节约。
具体的运行成本节约计算方法是:根据风机的负载率、变频控制前后的运行成本,计算节约的运行成本。
例如,风机原始工作频率为50Hz时,运行成本为100元/小时,变频后降至45Hz时,运行成本为80元/小时,则节约的运行成本为(100-80)*运行时间。
容海热电厂一次风机变频改造节能分析【摘要】容海热电厂一次风机风门开度平均在45%左右,风门节流损耗很大,同时存在风道磨损严重,风机控制特性变差等问题。
对一次风机进行变频改造后,不仅节约了能源,同时延长了设备使用寿命,保证了机组的经济运行。
【关键词】一次风机,变频改造,节能分析1.机组运行情况容海热电厂于2003年投入运行,属于煤矸石资源综合利用热电厂,装配2台480t/h循环流化床锅炉,2台135mw发电机组,配套4台一次风机。
由实际运行数据得知,当发电机组负荷为80~130mw 时,一次风机风门开度在30~40%之间,电机电流在120~140a左右。
机组负荷变化范围很大,而风门开度变化很小,一次风机经常处于低效率工况下运行。
因为一次风机风门调节方式为挡板调节,节流损失很大,经济性较差,同时,还存在如下问题:(1)配套电机在额定转速下运行,挡板调节节流损失大,造成风道压力过高,威胁系统设备密封性能,同时风道磨损严重。
(2)长期风门调节,加速风门自身磨损。
(3)设备使用寿命短,维护量大,维修成本高。
2.改造的必要性近十多年来,变频器在控制领域的应用已经非常广泛[1],同时鉴于上述原因,对一次风机进行变频改造,实现节约厂用电,提高效率的目标。
通过高压变频器对风机配套电机进行变频控制,实现了风量的变负荷调节。
这样,不仅降低了节流损失,提高了风门控制特性,而且降低了风门磨损,减轻了对风道密封性能的破坏,延长了设备的使用寿命,最终改善了系统的经济性,降低厂用电率,节约了能源。
3.改造方案为了保证系统的可靠性,加装工频旁路装置,变频器采用一拖一控制方案,其中设备控制方式有以压力、流量为控制对象的闭环控制和以转速、频率为控制对象的开环控制,可以通过人机界面(触摸屏)进行设置,满足不同的工况要求。
当变频器出现故障时,可手动切换到工频运行状态下,保证电动机的正常工作,以保障生产需要,其工作原理图1如示[2,3]。
风机变频节能改造技术方案
一、节能改造方案背景
风机是一种广泛使用的电动机,用于输送空气或其他气体,是工业生产中的重要设备。
由于生产过程中风机的使用时间较长,其耗能量较大。
如果不采取有效措施,将会使得生产成本增加,影响公司的经济效益。
因此,通过变频节能改造技术,以保证风机工作安全、稳定、高效可靠,是当前比较热门的节能技术之一
1、采用新型变频器采用变频技术进行变频节能改造的关键设备是电子变频器,它可以控制电机的转子转速,从而达到控制风机转速的目的,从而节约能耗。
2、安装控制系统为了使电子变频器更好地控制风机的转速,需要安装一套功能全面的控制系统,它可以从用户的不同需求出发,控制风机的转速,使之转速稳定,有效地提高风机的运行效率和节省能耗。
3、节能系统的维护为了保证变频节能改造工程的持续发挥作用,应定期对安装的节能系统进行维护,以确保系统的运行正常。
三、变频节能改造技术方案的经济效益分析
1、节约能源
变频节能改造技术可以有效控制风机的运行效率,节约能源,减少耗能量,可以节省大量能耗,使企业能耗更加节约,节省开支。
一次风机变频改造及节能分析摘要:介绍了某电厂一次风机的变频改造方案,给出了一套可靠的控制策略。
比较了一次风机变频控制和工频控制的节能效果,阐述了变频控制技术在电厂节能降耗的效果,对降低厂用电率,提高机组运行效率有很大的意义。
关键词:一次风机;变频改造;控制策略;节能Abstract: A certain power plant is introduced of the primary air fan frequency converter design, and design a reliable control strategy for the primary air energy-saving effect of adopting transducer fore-and-aft is compared, which has practical meaning on reducing power plant curl consumption and increasing unit running efficiency.Key words: induced draft fan; frequency converter reconstruction; control strategy; energy-saving1引言在火力发电厂中,一次风机是最主要的耗电设备之一,这些设备都是长期连续运行并常常处于变负荷运行状态,其节能潜力巨大。
发电厂辅机的经济运行,直接关系到厂用电率的高低。
随着电力行业改革的不断深化,厂网分家、竞价上网等政策的逐步实施,降低厂用电率,降低发电成本,已成为发电厂努力追求的经济目标。
在目前电力短缺的情况下,厉行节能,已经被推到了能源战略的首位。
2设备概述华电集团某电厂一期工程采用2×330MW国产亚临界、燃煤空冷抽汽凝汽式供热机组,锅炉、汽轮机均采用上海电气集团公司设备。
其中锅炉型号SG-1170/,为亚临界参数汽包炉,单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。
每台锅炉配四台钢球磨煤机,一次风机为静叶可调轴流风机。
3 一次风机变频改造方案%主要设计原则目前,交流调速取代其它调速及计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。
电机交流调速技术是节能、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。
变频调速以其优异的调速、启动和制动性能、高效率、高功率因素和节电效果、广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为是最有发展前途的调速方式。
一次风机变频改造具体设计原则如下:(1) 原厂内一次风机运行方式改造为变频调速方式;(2) 设置相应的变频小间。
静叶可调轴流风机在运行中存在的问题在锅炉一次风机容量设计时,单侧风机运行时具备带75%负荷运行的能力,这主要是从机组运行的安全性出发的;当失去一侧一次风机时,机组还能带75%的负荷运行。
所以当双侧风机运行,机组带满负荷时,一次风机的设计余量在20%~30%左右,风门开度一般为50%左右。
由于火力发电厂的发电负荷一般在50%~100%之间变化,一次风机不能调速,只能靠改变风机静叶的角度来调节风量,造成了很大的节流损失,其设备效率仅在40%~60%。
调节性能也不能很好的满足锅炉燃烧能力及稳定性运行需要,所以有必要对一次风机进行节能和调节性能改造,来满足机组整体调节性能需要。
这就为一次风机的变频调速节能改造造就了巨大的潜力。
静叶可调轴流一次风机变频改造方案为了保证系统的可靠性,系统选用“一拖一”断路器自动旁路,即将每台高压变频器加装自动旁路装置。
变频运行时:断开QS3,闭合QF1、QS1和QS2;工频运行时:断开QS1和QS2,闭合QF1和QS3。
一次风机变频控制接线示意图见图1所示。
图1 一次风机变频控制接线示意图|6kV电源经用户真空开关QF1,变频装置进线断路器QS1到高压变频调速装置,变频装置输出经出线断路器QS2送至电动机;6kV电源还可以经旁路断路器QS3直接起动电动机。
变频装置的输出断路器QS2和旁路断路器QS3互相闭锁,即QS2和QS3不能同时闭合。
变频装置的输出断路器QS1和旁路断路器QS3互相闭锁,即QS1和QS3不能同时闭合。
变频旁路的作用为:当变频装置工程检修时,可手动摇出断路器,形成明显断电点,能够保证人身安全;当变频装置出现故障时,也可停止并手动摇出断路器,将变频装置隔离,使负载在工频电源下正常运行,保证生产的安全、持续的运行。
变频器采用DCS控制,通过4~20mA的调速信号,根据入口风压控制变频器的输出频率,并由DCS输出信号,控制变频器的启动和停止。
变频器还可以向DCS反馈运行、停止、准备好、报警、故障等状态信号,以及变频器的电流、电机转速等模拟量信号。
4 一次风机变频控制策略SCS控制策略一次风机启停顺控部分在原有的一次风机工频方式启、停的基础上,加入了变频方式启、停按钮和工频/变频切换按钮。
在操作画面上增加一次风机A/B变频器模拟量控制手操器,实现CRT画面上可以对一次风机A/B变频器控制,进行手动或自动投切控制。
增加一次风机A/B变频器SCS手操器,实现CRT画面上手动启停变频器,增加一次风机A/B变频器QS1,QS2,QS3开关SCS手操器,实现CRT画面上分合QS1,QS2,QS3开关。
一次风机运行信号处理变频运行信号(AND):QS1合闸状态、QS2合闸状态、一次风机高压断路器合闸、一次风机变频柜运行指示;工频运行信号(AND):QS1分闸、QS2分闸、QS3合闸、一次风机高压断路器合闸。
一次风机变频方式启动|启动前应具备的条件:变频器现场调试完毕,柜门已关,变频器220VAC控制电源已供,6kV进线断路器、进线QS1、出线QS2、旁路QS3断路器在工作位置。
一次风机变频器启动允许条件(AND):变频器待机指示、无变频器故障信号、无变频器重故障信号、变频器进线QS1合闸、变频器进线QS2合闸、变频器进线QS3分闸、一次风机变频频率给定值为大于38小于44的指令。
当一次风机按照原来的启动步骤,进行到启动一次风机这一步前,不要发启动一次风机指令,必须按照以下步骤进行,该步骤做一个帮助画面,运行人员按照步骤手动操作:断开QS3;合上QS1;合上QS2;一次风机停止;“远程/就地”在远程状态;变频器合220VAC控制电源、合UPS、合输出空开后,在进线断路器和出线断路器都合闸的情况下,系统自检通过后,变频器发上电允许信号,允许合主开关。
; DCS合6kV进线断路器,变频器充电自检,通过后变频器向DCS发送“启动允许”信号。
满足条件后才能启动变频,启动一次风机变频器,DCS 给变频器发“远程启动”信号和“转速给定”信号,变频器启动。
正常变频启动时,如果变频器故障,无法变频器方式启动,可以通过旁路柜工频启动,手动操作步骤:先断QS1、QS2,QS1、QS2断开后再合QS3,QS3闭合后再合高压断路器主开关(即启动一次风机),完成一次风机工频运行。
一次风机变频方式停止停止允许条件:分闸主开关在合闸位、QS1,QS2在合位、给定的4-20mA信号设定在20Hz左右。
“远程/就地”在远程状态,DCS发出“远程停止”信号停止一次风机变频器。
QS1进线接触器分闸条件为一次风机没有变频运行和一次风机高压断路器分闸状态;QS2出线接触器分闸条件为一次风机高压断路器分闸状态和一次风机没有变频运行;QS3旁路接触器分闸条件为一次风机高压断路器分闸状态。
一次风机变频控制联锁保护逻辑(1)一次风机变频器故障变频器轻故障由变频柜发“变频器轻故障报警”信号至DCS,此时变频器继续运行,运行人员立即接地检查,并通知维护人员,根据变频器报警信号的信息排除隐患后就地报警复位。
'如变频器发生故障,变频器发送“变频器重故障”信号至DCS,此时变频器自动发指令跳开QS1、QS2,变频器停止运行,延时后变频器发送“旁路允许”信号至DCS,2S后自动由DCS 发指令合旁路断路器柜(合QS3)。
机组由变频切换至工频运行。
同时DCS收到“变频器重故障”信号后,DSC自动发出指令将一次风机静叶的开度关到40%,到位后由值班员依据当时负荷情况手动调整。
(2)一次风机高压断路器保护跳闸条件一次风机高压断路器保护跳闸条件(OR):原一次风机跳闸条件、变频运行时跳闸QS1、变频运行时跳闸QS2、变频运行变频器发重故障、QS3运行时跳闸、QS1,QS2,QS3都在分闸状态。
QS1进线接触器保护跳闸条件(OR):QS2分闸状态延时1s发2s脉冲信号、一次风机跳闸条件。
QS2出线接触器保护跳闸条件(OR):QS2分闸状态延时1s发2s脉冲信号、一次风机跳闸条件。
原有的一次风机跳闸回路中增加高压变频器重故障切旁路运行不成功联跳一次风机功能,工频方式下该条件被闭锁。
MCS控制策略一次风压有工频控制和变频控制两种方式:一次风机变频运行,将一次风机静叶全开,由一次风机变频控制调节一次风压;一次风机工频运行,调节一次风机静叶开度控制一次风压。
在一次风机处于变频控制并投自动运行时,相应的一次风机静叶执行机构开至100%,此时,该静叶执行机构处于手动操作状态。
另外,每台一次风机变频控制和工频控制自动相互闭锁,即同一时刻只能有一种方式处于自动状态。
两种控制方式分别由独立的PID调节器进行控制,不产生相互耦合。
变频方式自动控制逻辑一次风压两种自动控制方式由运行人员根据实际情况任选一种,两种自动控制方式不能同时投用。
当一次风机静叶投入自动时,将会闭锁A、B高压变频器转速投自动。
当A、B 一次风机均处于变频方式运行时,设置专门的变频控制逻辑,A、B一次风机静叶保持开足(具体位置可根据节能对比试验后确定),通过控制一次风机电机的频率(转速),改变一次风机出力来调节一次风压。
一次风压测量值与一次风压设定值比较的偏差经新增PID运算后输出一次风机变频控制指令,作用在二台变频器上,当一台变频器因故障退出运行后,另一台变频器立即增加相应幅度的指令,单风机运行期间独立承担一次风压的调节。
一次风压设定值由A一次风机变频器操作器进行设定,B一次风机变频器操作器进行偏置设定。
RB联锁逻辑设计变频状态下原一次风机保护跳闸条件不变;一次风机工作方式切换时,自动闭锁该切换风机RB连锁功能一段时间(暂定5S),若切换失败再触发RB保护动作;一次风机工作方式切换时,运行人员可考虑适当选取几支油枪投人对锅炉进行稳燃;工频风机跳闸直接产生机组RB。
<通过在DCS中进行逻辑组态,实现一次风机跳闸快速切负荷(RB)的功能。
负荷在200Mw 以上,一次风机快速切负荷产生条件:两台引风变频运行时,若一台跳闸,则触发RB;两台工频运行时,一台运行中跳闸,触发RB。