山东锦工有限公司是一家专业生产罗茨风机、罗茨鼓风机等机械设备公司,位于有“铁匠之乡”之称的山东省章丘市相公镇,近年来,锦工致力于新产品的研发,新产品双油箱罗茨鼓风机、水冷罗茨鼓风机、油驱罗茨鼓风机、低噪音罗茨鼓风机,赢得了市场好评和认可。此类产品已广泛应用于电力、污水处理、环保、化工、钢铁、建材、农药、制药等行业。产品和服务远销全国各地及东南亚,深受客户好评。
1 罗茨风机自动调节功率问题
对于罗茨风机系统来说,由于交流电动机自身没有功耗调节装置,不能像锅炉主机一样自动调节输入输出功率,当系统负荷下降以后,罗茨风机系统仍不得不以最大转速运行,造成实际耗电大量浪费的现象。如果安装WG2008系列智能节电一体柜系统,就能根据实际负荷量的大小,动态地自动或手动调节鼓风引风量和消耗功率,把系统不需要的那部分耗电节省下来。(一般节电率可达30%-70%左右)
2 电动机轻载运行时的低效率问题
由于电动机的负载特性在负载发生变化时是由无数条负载特性U/I曲线组成的。因此,单纯改变电动机的电源频率并不能最大限度达到节能的目的。
当电机负荷减小时,电流曲线的最低点会发生平移,此时如果不能及时找到电流曲线的最低工作点并输出相应的电压值,仍会有较大一部分电能被白白浪费掉(大致在7%―10%左右)
3 节电原理
罗茨风机属平方转矩负载,根据流体力学的知识可知:
①罗茨风机的流量与水泵的转速成正比;
②罗茨鼓风机的扬程与转速的平方成正比;
③罗茨风机的轴功率与转速的立方成正比。
也就是说当罗茨风机转速下降20%时,流量也同比例下降了20%,但扬程却下降了(h-ho)/h×100%=[h(1-0.64)]/h×100%=36%,轴功率下降了48.8%,这时的轴功率即为节电率。当转速下降时扬程以转速的平方形式下降,轴功率则以转速的立方形式下降,而流量只是同比例下降(见表1)。
罗茨风机的使用率比较高,造型容量都比较大,但在实际使用过程中时大时小甚至及小,而罗茨风机仍旧按照额定的功率运行,故而造成了浪费。现通过VF2000系列变频器恒温自动控制来进行节能改造,在按实际温度需求量的情况下进行节能,这样既不影响生产又能达到更好的节能效果。
从流体力学的理论角度分析:
罗茨风机的流量与转速成一次方关系:Q11/n1∝Q2/n2
罗茨风机的功率与转速成三次方关系:P1/(n1)3∝P2/(n2)3
4 采用变频节能装置的优点、特点
4.1 矢量控制电机参数自动调节
特点:内建动态参数自动调节功能,可自动识别电机参数,确保系统的稳定性和精确性。变频器运转在无感矢量控制演算系统,提供额外的转矩补偿电压,除了补偿负载增加造成的转差,并且增加电机低速运转转矩。
优点:实现参数可以用自动调谐,低频转矩大,转速精度高。采用先进的可编程式端子,并且配合各种产业机械常用的预设功能,可让用户随心所欲地发挥本产品的许多附加功值。
4.2 谐波小
WG2008系列变频器大功率都内置有直流电抗器减小了谐波,也提高了对电源动态干扰的抵抗力。
设备在全电压启动、运行、停止的过程中,由于无法及时有效地调节设备,会使机械产生严重震动并且噪音增加等现象,这些现象都有极大的破坏性,并会增加进线变压器的负荷状况。采用WG2008系列变频智能控制系统后,可以通过延长升、降速时间来延长起动或停机的过程,即使在运行过程中,也要通过对工作频率点的选择,跳过容易引起设备共振的工作点,从而使轴承的磨损减轻,设备的工作寿命延长。
5 控制原理
由于罗茨鼓风机系统中设备的设计和选用是根据系统在外部环境、温度条件最差,设备的各支路满负荷运行,再加上一定设计余量来确定的,但实际使用中,绝大多数时间罗茨风机系统是在非满负荷状态下运行,这样系统长时间工作于低效率状态,有时甚至出现风门关闭而罗茨风机仍不得不全速运行的现象,造成很大的能源浪费,因此,具有极大的节能潜力。
根据国际通行的“最低限度满足使用”的原则,通过直接控制结果变量,对系统进行运行工况实时跟踪,自动调节罗茨风机的运行状况,使系统始终保持在高效节能和最佳的运行状态。
6 综述
采用变频器恒温自动控制来进行节能改造,设立参数自动调节功能,可自动识别电机参数,确保系统的稳定性和精确性。变频器运转在无感矢量控制演算系统,提供额外的转矩补偿电压,除了增加电机低速运转转矩之外,并且可以补偿负载增加造成的转差。
同时变频器大功率都内置有直流电抗器减小了谐波,也提高了对电源动态干扰的抵抗力,从而使轴承的磨损也大大减轻,设备的工作寿命将大大延长。
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