變頻器在變流量風(fēng)機(jī)_水泵上的應(yīng)用

1、煤炭加工與綜合利用COAL PROCESSI N G &COM PREHE NSI V E UTI L I Z ATI O N No 11, 200855 變頻器在變流量風(fēng)機(jī)、水泵上的應(yīng)用劉永亮, 杜增耀(神華集團(tuán)烏達(dá)礦業(yè)公司機(jī)電管理中心, 摘要:分析了風(fēng)機(jī)、, 對, 采用變頻調(diào)速節(jié)能效果顯著, 關(guān)鍵詞:; 流量; 節(jié)能文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:100528397(2008 0120055202近年來, 交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)發(fā)展較快, 變頻器的功能和可靠性越來越高, 作為一種高效的交流電機(jī)調(diào)速裝置, 它不僅實(shí)現(xiàn)了電機(jī)軟啟動、無極調(diào)速, 而且其最大優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能效果顯著。因此, 變頻器在煤礦

2、的風(fēng)機(jī)、水泵上應(yīng)用越來越廣泛。1風(fēng)機(jī)、水泵的恒速流量調(diào)節(jié)礦井風(fēng)機(jī)和水泵的選型是按最不利因素考慮的, 其最大阻力和流量往往高于實(shí)際運(yùn)行工況。由于礦井產(chǎn)量增減、采掘工作面推移、瓦斯涌出量多少以及節(jié)假日停產(chǎn)、檢修等原因, 需要調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量; 又由于礦井生產(chǎn)班次的變化、生產(chǎn)工藝的要求以及職工生活用水量的周期變化, 也需要經(jīng)常改變水泵供水量。一般采用調(diào)節(jié)管網(wǎng)閘閥開度的方法來調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)和水泵的流量, 即在恒定轉(zhuǎn)速下調(diào)節(jié)。恒速流量調(diào)節(jié)是在風(fēng)機(jī)風(fēng)道或水泵管路上調(diào)節(jié)閘門的開度, 人為減少流通斷面, 增加風(fēng)道或管網(wǎng)阻力, 改變風(fēng)道或管網(wǎng)的特性曲線, 從而改變風(fēng)機(jī)或水泵的運(yùn)行工況點(diǎn), 實(shí)現(xiàn)風(fēng)量或水量的調(diào)節(jié)。風(fēng)機(jī)、水

3、泵恒定轉(zhuǎn)速下流量調(diào)節(jié)特性曲線及工況點(diǎn)如圖1所示。圖1中, 曲線I 為風(fēng)機(jī)、水泵的H -Q 特性曲線, 曲線III 為風(fēng)道或管網(wǎng)上閘門全開的特性曲收稿日期:2007210219作者簡介:劉永亮(1964 , 男, 內(nèi)蒙古土左旗人, 1990年畢業(yè)于西安礦院采礦工程專業(yè), 工學(xué)學(xué)士, 神華集團(tuán)烏達(dá)礦業(yè)公司機(jī)電管理中心主任, 工程師, 電話圖1恒速流量調(diào)節(jié)特性曲線及工況點(diǎn)線。兩線交點(diǎn)A 為工況點(diǎn), 其流量為Q 1, 風(fēng)壓或揚(yáng)程為H 1, 則功率P 1=Q 1H 1, 即AH 10Q 1的矩形面積。當(dāng)人為改變閘門開度, 增加管網(wǎng)阻力后, 管網(wǎng)特性曲線變陡, 如圖中曲線所示,

4、 此時(shí)曲線III 與曲線交于B 點(diǎn), 所要求的流量為Q 2, 同時(shí)對應(yīng)的風(fēng)壓或揚(yáng)程為H 2, 則功率P 2=Q 2H 2, 即BH 20Q 2矩形的面積。從兩矩形面積可以看出, 功率P 2略小于P 1, 但兩數(shù)值相差并不大, 因此, 這種調(diào)節(jié)閘門開度的方式是不經(jīng)濟(jì)的。2風(fēng)機(jī)、水泵的變速流量調(diào)節(jié)另一種調(diào)節(jié)流量的方法是改變風(fēng)機(jī)、水泵的轉(zhuǎn)速, 即變頻調(diào)節(jié)。風(fēng)機(jī)、水泵變速特性曲線與工況點(diǎn)如圖2所示。圖2中曲線II 為改變轉(zhuǎn)速后風(fēng)機(jī)、水泵的H -Q 特性曲線(全速時(shí)風(fēng)機(jī)、水泵特性曲線I 平行下移 , 該線與閘門全開時(shí)管網(wǎng)特性曲線交于C 點(diǎn), 即為變速后的工況點(diǎn), 同樣取得所要求 56煤炭加工與綜合利用2

5、008年第1期軸功率與流量的三次方成正比, 流量變化越大,節(jié)能效果越明顯。例如:當(dāng)風(fēng)機(jī)風(fēng)量要求為100%時(shí), 閘門全開, 此時(shí)閘門調(diào)節(jié)與變頻調(diào)節(jié)的耗電量相同, 當(dāng)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量要求降至80%, 若用閘門調(diào)節(jié), 風(fēng)機(jī)耗電乎, 頻調(diào)節(jié), 風(fēng)機(jī)耗電:2=P 1圖2風(fēng)機(jī)、Q 3=01512P 1由此也可以證明, 變頻調(diào)節(jié)節(jié)能效果顯著。3變頻器在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用范圍的流量Q 2, H 3, 功率P 3=Q 2H 3, 即矩形CH 30Q 2的面積。從圖中可以看出, P 3遠(yuǎn)小于P 1。因此, 通過改變風(fēng)機(jī)或水泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)流量的運(yùn)行方式, 其能耗遠(yuǎn)小于通過改變閘門開度來調(diào)節(jié)流量的運(yùn)行方式。根據(jù)流體力學(xué)水泵、風(fēng)機(jī)

6、相似定理:n 1n 1n 32變頻器是交流電動機(jī)無極調(diào)速裝置, 它不僅實(shí)現(xiàn)了電動機(jī)軟啟動, 而且功率因數(shù)高, 啟動力矩大, 并具有過流、過壓、缺相、短路等保護(hù)功能和明顯的節(jié)能特性。值得注意的是, 變頻器的節(jié)能特性只有在流量變化的情況下才能體現(xiàn)出來, 當(dāng)不需要調(diào)節(jié)流量時(shí), 變頻器只起到軟啟動的作用, 失去了節(jié)能的意義。因此在煤礦生產(chǎn)中, 需要經(jīng)常調(diào)節(jié)流量的通風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)、鍋爐鼓(引 風(fēng)機(jī)、乳化液泵、鍋爐給水泵等, 使用變頻調(diào)速節(jié)能效果明顯, 另外, 變頻器還可應(yīng)用于提升機(jī)、牽引電機(jī)車以及負(fù)荷經(jīng)常變化的膠帶運(yùn)輸機(jī)、刮板運(yùn)輸機(jī)上, 從而充分發(fā)揮變頻調(diào)速的節(jié)能特性。=Q 1Q 2H H 2P 1P 2

7、(1 (2 (3=由式(1 , 式(2 , 式(3 可以看出, 流量與轉(zhuǎn)數(shù)成正比, 軸功率與轉(zhuǎn)數(shù)的三次方成正比, 則歡迎訂閱煤炭加工與綜合利用雜志煤炭加工與綜合利用雜志是中國煤炭加工利用協(xié)會主辦的國內(nèi)外公開發(fā)行刊物。主要報(bào)道內(nèi)容:煤炭洗(篩 選加工, 潔凈有效利用, 煤炭成型, 煤炭焦化、氣化、液化等煤化工, 煤質(zhì)分析化驗(yàn)及管理, 煤炭燃燒及爐具, 煤矸石等低熱值燃料發(fā)電及灰渣綜合利用, 煤系有用礦物資源的合理開發(fā)利用, 水煤漿等新型煤基燃料, 煤炭利用中的環(huán)境保護(hù), 煤礦節(jié)能技術(shù), 生產(chǎn)經(jīng)營管理經(jīng)驗(yàn)等。煤炭加工與綜合利用雜志統(tǒng)一刊號:CN 11-2627/TD, I SS N 1005-8397; 雙月刊, 正文56頁, 標(biāo)準(zhǔn)大16開, 每期定價(jià)(含郵費(fèi) 10元, 全年6期60元(在校學(xué)生30元 。本刊自辦發(fā)行, 請訂戶直接向本刊發(fā)行部辦理訂閱手續(xù)。訂閱方法如下:利用發(fā)行部, 郵編:100713。征訂發(fā)行電話/傳真E -mail: m