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風機變頻節能方法分析
作者:admin    發布日期:2018/8/23     關注次數:     二維碼分享
陝西風機是一種依靠輸入機械能來提高氣體壓力並排送氣體的從動流體機械。氣體壓縮與氣體輸送機械是將旋轉的機械能轉換為氣體壓力能及動能,並將氣體輸送出去的機械。我國所述的風機是對氣體壓縮與氣體輸送機械的簡稱,風機可以按照多種分類方式分為許多種不同的類型,鼓風機、通風機、風力發電機等都是常說的風機。

由流體力學原理可知,風機的風量和電機的轉速功率有很大的關聯:風機的風量和風機的轉速成正比,風機的風壓和風機的轉速平方成正比,而風機的軸功率等於風量和風壓之間的乘積,所以風機的軸功率與風機的轉速三次方也成正比。隨著近些年來變頻技術不斷的完善、發展及進步。風機的變頻調速性能越來越發達,在很大程度上節約了能源,已經被廣泛的應用於多種領域。風機變頻節能方法所獲得的節能效益為各行各業的企業帶來了不少的經濟效益,極大的推動了社會工業生產的自動化發展進程。

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一、風機的變頻節能原理
目前情況下的風機設備大多數是采用異步電動機進行直接驅動的方式來實現風機的節能的,此種方式存在著一定的缺陷和問題,例如電氣保護的特性較差、所啟動的電流過大、產生機械衝擊等。在電機的負載過大的情況下,會在一定程度上影響、減少設備的使用壽命,還會導致出現一些機械故障,經常發生出現電機發燙被燒毀等不良故障。
風機變頻調速器是現代社會上的一種新型的節能產品,在管路性能的曲線不變的情況下,變速調節用變速來改變風機的性能曲線,進而改變其工作點。風機變頻調速器具有容易操作、控製精度較高、性能較高、不用進行維護等等多個優點。在其他條件沒有發生改變的情況下,對異步電動機定進行改變,子端輸入電源頻率進而改變電動機的轉速是風機變頻調速技術基本的工作原理。電機轉速和工作電源輸入頻率成正比的關係:n=60(f-s)/p,公式中,n用來表示轉速,f用來表示輸入頻率,s用來表示電機轉差率,p用來表示電機磁極對數。出口擋板的控製,在開度減小的情況下,風阻會有所增加,不適合對風量進行大範圍的調節。入口擋板的控製,相比出口擋板控製風量的範圍相對較廣,減小開度情況下的軸功率大體上與風量成比例下降,但是還是比不上變頻調速的節能效果。
通常情況下認為,運行風量不是風機設計額定的風量的時候,如果采用節流控製進行調節是通過減小風門開度來改變管網阻力,使管網特性的曲線變陡,造成運行點的流量下降而提高壓力;采用調速控製的方式,全開擋板,其管網阻力是恒定的,如果要保證風量是相同的就需要降低風機的轉速,降低其壓力。
二、風機變頻節能的問題
在各行各業的企業進行生產的過程中,應用風機的情況較為普遍,傳統的節流方式主要是應用導流器來進行的,導致風機沒有較高的運行效率,從而造成很大程度的能源浪費情況,而且風機在不斷的進行維護、維修方麵所花費的費用也在一定程度上提高了企業的生產成本。企業通常使用的風機、鼓風機大多是離心式風機,離心式風機對風量的控製主要是依靠風機入口的風門擋板來進行調節的,不僅會浪費掉大量的能源,還會出現風機運行時的振動較大、噪音較高、設備爐膛內的負壓不夠穩定,容易出現發熱現象等多種不良狀況。在企業的實際生產過程中所用的汽量較小,一般情況下是采用接觸器來進行對鍋爐鼓風、引風的控製,頻繁的啟停造成浪費許多能源及運行情況不穩定等較為突出的問題。
三、風機變頻節能
3.1 風機變頻節能係統
風機在進行變頻調速的過程中,管網的阻力不發生改變,風機在情況相似的條件下運行,風機的效率不會發生多少改變,甚至是保持不變。風機在高效區保持運行的情況下,而且流量在下降的同一時間,風壓也在不斷的下降,在滿足工作運行情況需求下,風機的節能效果是較好的,因而人們認為的較經濟、較有效的節能方式是風機變頻調節。風機類負載對過載能力方麵的要求不高,且對轉速的要求也不是很高,在選用時采用一般的普通功能型的常用變頻器就行。一般情況下的風機變頻調速較好不要低於額定轉速的50%,較好將其控製在70%~100%之間。風機的變頻調速可以根據實際情況下的通風管道的道路特性曲線對其較小轉速進行確定。
3.2 風機節能的方法

風機變頻節能有減少運行時間、采用高效率機器及設備、減少空氣動力等等多種的節電方法。風機變頻節能有電磁調速電動機調速、轉子回路串電阻調速、變極調速、液力耦合離合器調速、調壓調速以及調壓變頻調速等等多種調速方式。對風機進行調速控製是屬於減少空氣動力的節能方法,主要是利用軸功率和轉速的三次方成正比的原理,與常用的以調節風門開度來控製風量的方法有著較為明顯的節電能效。

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3.3 節能的計算
以一台30kW的鼓風機為例:鼓風機是二十四小時連續不斷地運行,在運行過程中,每天十小時的運行是在90%負荷,其頻率按照46Hz來進行計算,擋板調節時候的電動機的功耗按照98%來進行計算;鼓風機十四小時的運行是在50%的負荷,其頻率要按照20Hz來進行計算,擋板調節時候的電動機功耗要按照70%來進行計算。如果鼓風機全年的運行時間是三百天,那麽一年所節約的電能總量是98254kW·h,如果按照每度電0.6元來計算,采用變頻調速的節能方法每年能夠節約的總電費為58952元。由此可見,風機變頻節能的方法可以在很大程度上節約能源,為企業的生產活動節約大量的生產成本。
3.4 風機變頻節能的效果
采用風機變頻節能的方法可以達到很好的效果,例如:風機變頻節能的方法產生的噪音和振動得到很大程度的減小;風機運行的安全穩定性得到提高;節約大量的能源,降低企業的生產成本等。
為了保證企業生產活動的安全、穩定、可靠進行,風機、水泵等多種生產機械在進行設計配用動力進行驅動的情況下,都要保留一定的裕量,例如引風機、軸流風機、排風機、鼓風機、離心泵、排水泵等。風機、水泵等多種負載大多數是根據滿負荷工作的需要用量來進行選擇的,在實際工作情況的應用中,大部分的時間並不都是工作於滿負荷的狀態情況下。
四、結語
目前情況下,風機在我國的各行各業中得到了相當廣泛的應用,風機的變頻節能是一種現代的較為成熟的可以在一定程度上提高能源利用率的節能技術。相信隨著經濟及科技的快速發展進步,風機變頻節能方法也會得到更大的進步,不斷研究出更好、更有效的節能方式,以便更加有效地利用風機為現代各行業工作。
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