隧道風機變頻節(jié)能技術方案[權威資料]VIP

隧道風機變頻節(jié)能技術方案 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 摘要：國家頒布了一系列的節(jié)能減排政策，這對暖通專業(yè)提出了更高的要求。本文僅對隧道通風中的變頻節(jié)能技術作出初步探討，以供參考。 關鍵詞：風機變頻節(jié)能 TE08 A 近幾年來我國國民經(jīng)濟持續(xù)高速發(fā)展，但能源不足成了影響發(fā)展的瓶頸。在新聞媒體上不止一次看到這樣的信息“ 我國單位產(chǎn)出能源大大高于發(fā)達國家和世界平均水平。據(jù)計算， 2003 年我國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值的能 源消耗比世界平均水平高 2.2 倍，比美國高 2.3 倍，比歐盟高 4.5 倍，比日本高 8 倍，比印度還高 0.3。 ” 從這組數(shù)據(jù)不難看出一個問題，我國能源利用率太低，低到了嚴重制約國民經(jīng)濟發(fā)展的嚴重地步。本文將以實例來講述用變頻器多段速功能結合 PLC 實現(xiàn)隧道風機節(jié)能調(diào)速。 1、當前控制隧道風機所面臨的問題 1.1 電能的嚴重浪費 隧道不同的工況需要的風量不同。而一般情況下風機都以最大功率運行，因此造成能源浪費，增加了生產(chǎn)成本。 1.2 啟動困難，機械損傷嚴重 風機采用直接啟 動，啟動時間長，啟動電流大，對電機的絕緣有著較大的威脅，嚴重時甚至燒毀電動機。而高壓電動機在啟動過程中所產(chǎn)生的單軸轉矩現(xiàn)象使風機產(chǎn)生較大的機械振動應力，嚴重影響到電動機、風機及其它機械的使用壽命。 1.3 自動化程度低 風機依靠人工調(diào)節(jié)擋板，更不具備風量的自動實時調(diào)節(jié)功能，自動化程度低。在故障狀態(tài)下，如風流短路，將對正常生產(chǎn)造成嚴重影響。為了設備的安全生產(chǎn)和降低生產(chǎn)成本，提升整體的自動化水平，對風機進行變頻調(diào)速改造具有非常重要的意義。 2、變頻器控制風機的意義。 變頻器 可以從四個方面節(jié)電。第一，軟啟動。一般交流電機的啟動電流為電機額定電流的 6-7 倍。變頻調(diào)速后啟動電流不超過電機的額定電流。第二，節(jié)省設計冗余。一般設計都按照使用時的極端條件，因而都留有設計冗余，有的冗余量很大，形成大馬拉小車，變頻調(diào)速可以把冗余節(jié)省下來。第三，是調(diào)速節(jié)電。按流體力學原理，軸功率正比速度的立方，轉速下降，軸功率變小。這是變頻調(diào)速的主要節(jié)電原理。第四，系統(tǒng)功率因數(shù)高。一般在 0.95 以上，節(jié)省無功，減輕了變壓器的負擔。 3、變頻器工作原理 我們使用的電源分為交流電源和直流電源， 一般的直流電源大多是由交流電源通過變壓器變壓，整流濾波后得到的。交流電源在人們使用電源中占總使用電源的 95左右。 無論是用于家庭還是用于工廠，單相交流電源和三相交流電源，其電壓和頻率均按各國的規(guī)定有一定的標準，如我國大陸規(guī)定，直接用戶單相交流電為 220V，三相交流電線電壓為380V，頻率為 50Hz，其它國家的電源電壓和頻率可能于我國的電壓和頻率不同，如有單相 100V/60Hz，三相 200V/60Hz 等等，標準的電壓和頻率的交流供電電源叫工頻交流電。 通常，把電壓和頻率固定不變的工頻交流電變換為電壓或頻率可 變的交流電的裝置稱作 “ 變頻器 ” 。 為了產(chǎn)生可變的電壓和頻率，該設備首先要把電源的交流電變換為直流電（ DC），這個過程叫整流。 把直流電（ DC）變換為交流電（ AC）的裝置，其科學術語為 “inverter”( 逆變器 )。 一般逆變器是把直流電源逆變?yōu)橐欢ǖ墓潭l率和一定電壓的逆變電源。對于逆變?yōu)轭l率可調(diào)、電壓可調(diào)的逆變器我們稱為變頻器。 變頻器輸出的波形是模擬正弦波，主要是用在三相異步電動機調(diào)速用，又叫變頻調(diào)速器。 對于主要用在儀器儀表的檢測設備中的波形要求較高的可變頻率逆變器，要對波形進行整理，可以輸出標準的正 弦波，叫變頻電源。一般變頻電源是變頻器價格的 15 20倍。 由于變頻器設備中產(chǎn)生變化的電壓或頻率的主要裝置叫 “inverter” ，故該產(chǎn)品本身就被命名為 “inverter” ，即：變頻器。變頻器的工作原理被廣泛應用于各個領域。 4、變頻器調(diào)速原理 我們知道，交流電動機的同步轉速表達式位： n 60 f(1 s)/p (1) n 異步電動機的轉速； f 異步電動機的頻率； s 電動機轉差率； p 電動機極對數(shù)。 由式 (1)可知，轉速 n 與頻率 f 成正比，只要改變頻率f 即可改變電動機的轉速，當頻率 f 在 0 50Hz 的范圍內(nèi)變化時，電動機轉速調(diào)節(jié)范圍非常寬。變頻器就是通過改變電動機電源頻率實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的，是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速手段。 5、變頻調(diào)速節(jié)能原理： 從流體力學的理論也可知：風機軸功率與轉速的 3 次方成正比。因此采用變頻器控制其轉速可實現(xiàn)節(jié)電目的。實際應用中是通過調(diào)節(jié)供電頻率改變送風風機和回風風機轉速，從而調(diào)整送風量，改變風機功率。變頻后的風機轉速可在很大范圍內(nèi)變化，實現(xiàn)無級變速，風機運行根據(jù)不同時刻所需不同風量而適時改變其轉速，最大限度工作在所需功率上；同時可降低空調(diào)機組噪聲，變頻器的軟啟動和平穩(wěn)調(diào)速減少了對電網(wǎng)的沖擊。變頻技術和控制技術的結合是空調(diào)系統(tǒng)運行穩(wěn)定的關鍵，變頻技術的不斷發(fā)展成熟以及控制技術的進步解決了控制領域的大部分問題。 6、變頻風機的特點 （ 1）應用變頻器后，電機的電壓、電流明顯下降，電機的輸入功率明顯減少。 （ 2）風機轉速調(diào)速范圍不宜太大，通常應不低于額定轉速的 50%，最好在 70%-100%之間。 （ 3）當轉速低于額定轉速的 40%-50%時， 風機本身的效率明顯下降，不經(jīng)濟。同時，應避免開機時機組的機械臨界點，否則會損壞機組。 （ 4）運行工況點明顯改善，風門可以全部打開，完全由轉速調(diào)節(jié)流量，對生產(chǎn)操作極為方便，而且有利于風機的維護保養(yǎng)，延長使用壽命。 （ 5）變頻器直接控制電機，通過調(diào)速來驅動風機工作，從而提高了風機的傳動效率。 （ 6）由于變頻器加減速時間可以任意設定，避免了風機全負荷啟動時的大電流沖擊，有利于延長設備使用壽命。 （ 7）操作方便，控制精度高，響應速度快，使整個系統(tǒng)工作平穩(wěn)。 （ 8）節(jié) 電率在 20%-70%之間，具有巨大的節(jié)能效益，設備投資回收期短。 7、隧道風機節(jié)能計算 對于風機設備采用變頻調(diào)速后的節(jié)能效果 ,可根據(jù)已知風機在不同控制方式下的流量與負載關系曲線及現(xiàn)場運行的負荷變化情況進行計算。以 30kW 通風機為例。運行工況以24小時連續(xù)運行 ,其中每天 10小時運行在 90%負荷（頻率按46Hz 計算 ,擋板調(diào)節(jié)時電機功耗按 98%計算）， 14 小時運行在50%負荷（頻率按 20Hz 計算 ,擋板調(diào)節(jié)時電機功耗按 70%計算），全年運行時間在 300 天為計算依據(jù) ,則變頻調(diào)速時每年的節(jié)電量為 W1=3010 1-（ 46/50） 3 300=19918kW h W2=3014 1-（ 20/50） 3 300=117936kW h Wb=W1+W2=19918+117936=137854kW h 擋板開度時的節(jié)電量為： W1=30 （ 1-98%） 10300=1800kW h W2=30 （ 1-70%） 14300=37800kW h Wd=W1+W2=1800+37800=39600kW h W=Wb-Wd=137854-39600=98254kW h 每度電按 0.6 元計算 ,則采用變頻調(diào)速每年可節(jié)約電費58952 元。一般來說 ,變頻調(diào)速技術用于風機設備改造的投資 ,可以在一年左右的生產(chǎn)中全部節(jié)省回來。 8、結論：風機設備采用變頻調(diào)速技術是一種理想的調(diào)速控制方式 ,不僅具有顯著的節(jié)電效果 ,而且方便了操作 ,提高了設備效率 ,減少了設備維護、維修費用 ,較好地滿足了生產(chǎn)工藝要求 ,經(jīng)濟效益十分明顯?？傊?，隧道風機采用變頻調(diào)速，不但實現(xiàn)了軟起停，節(jié)約了電能，而且可根據(jù)隧道風量需求方便的進行調(diào)速，應用效果是十 分理想的。我國的隧道相當多，變頻器在這一方面的應用應當是十分廣泛。將變頻調(diào)速技術列為通用節(jié)能技術加以推廣，可以提高生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量。 參考文獻： 1陳長亮 基于 PLC 與 FPC 變頻調(diào)速系統(tǒng)的研究 武漢理工大學 2石秋潔變頻器應用基礎機械工業(yè)出版社 2003 文檔資料：隧道風機變頻節(jié)能技術方案 完整下載 完整閱讀 全文下載 全文閱讀 免費閱讀及下載 閱讀相關文檔 :市政給排水工程施工技術要點探析 如何加強建筑電氣安裝工程質(zhì)量控制 人性化設 計在園林景觀設計中的應用 談建筑工程的造價預算 談建筑施工安全管理的現(xiàn)狀與對策 試論園林工程施工及植物養(yǎng)護技術 談計算機和信息技術在工程項目監(jiān)理工作中的應用 水泥土攪拌樁在糧倉結構中的應用 水下鉆孔灌注樁施工技術與質(zhì)量控制 市政排水中的塑料管道施工新技術 試論公路橋梁橋面鋪裝及防撞墻施工技術 隧道工程施工安全風險管理研究 市政工程道路排水管道施工技術要點