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      羅茨風機系統節能改造研究

      羅茨風機系統節能改造研究

      山東錦工有限公司是一家專業生產羅茨風機、羅茨鼓風機等機械設備公司,位于有“鐵匠之鄉”之稱的山東省章丘市相公鎮,近年來,錦工致力于新產品的研發,新產品雙油箱羅茨鼓風機、水冷羅茨鼓風機、油驅羅茨鼓風機、低噪音羅茨鼓風機,贏得了市場好評和認可。此類產品已廣泛應用于電力、污水處理、環保、化工、鋼鐵、建材、農藥、制藥等行業。產品和服務遠銷全國各地及東南亞,深受客戶好評。

      1 羅茨風機自動調節功率問題
      對于羅茨風機系統來說,由于交流電動機自身沒有功耗調節裝置,不能像鍋爐主機一樣自動調節輸入輸出功率,當系統負荷下降以后,羅茨風機系統仍不得不以最大轉速運行,造成實際耗電大量浪費的現象。如果安裝WG2008系列智能節電一體柜系統,就能根據實際負荷量的大小,動態地自動或手動調節鼓風引風量和消耗功率,把系統不需要的那部分耗電節省下來。(一般節電率可達30%-70%左右)
      2 電動機輕載運行時的低效率問題
      由于電動機的負載特性在負載發生變化時是由無數條負載特性U/I曲線組成的。因此,單純改變電動機的電源頻率并不能最大限度達到節能的目的。
      當電機負荷減小時,電流曲線的最低點會發生平移,此時如果不能及時找到電流曲線的最低工作點并輸出相應的電壓值,仍會有較大一部分電能被白白浪費掉(大致在7%―10%左右)
      3 節電原理
      羅茨風機屬平方轉矩負載,根據流體力學的知識可知:
      ①羅茨風機的流量與水泵的轉速成正比;
      羅茨鼓風機的揚程與轉速的平方成正比;
      ③羅茨風機的軸功率與轉速的立方成正比。
      也就是說當羅茨風機轉速下降20%時,流量也同比例下降了20%,但揚程卻下降了(h-ho)/h×100%=[h(1-0.64)]/h×100%=36%,軸功率下降了48.8%,這時的軸功率即為節電率。當轉速下降時揚程以轉速的平方形式下降,軸功率則以轉速的立方形式下降,而流量只是同比例下降(見表1)。
      羅茨風機的使用率比較高,造型容量都比較大,但在實際使用過程中時大時小甚至及小,而羅茨風機仍舊按照額定的功率運行,故而造成了浪費?,F通過VF2000系列變頻器恒溫自動控制來進行節能改造,在按實際溫度需求量的情況下進行節能,這樣既不影響生產又能達到更好的節能效果。
      從流體力學的理論角度分析:
      羅茨風機的流量與轉速成一次方關系:Q11/n1∝Q2/n2
      羅茨風機的功率與轉速成三次方關系:P1/(n1)3∝P2/(n2)3
      4 采用變頻節能裝置的優點、特點
      4.1 矢量控制電機參數自動調節
      特點:內建動態參數自動調節功能,可自動識別電機參數,確保系統的穩定性和精確性。變頻器運轉在無感矢量控制演算系統,提供額外的轉矩補償電壓,除了補償負載增加造成的轉差,并且增加電機低速運轉轉矩。
      優點:實現參數可以用自動調諧,低頻轉矩大,轉速精度高。采用先進的可編程式端子,并且配合各種產業機械常用的預設功能,可讓用戶隨心所欲地發揮本產品的許多附加功值。
      4.2 諧波小
      WG2008系列變頻器大功率都內置有直流電抗器減小了諧波,也提高了對電源動態干擾的抵抗力。
      設備在全電壓啟動、運行、停止的過程中,由于無法及時有效地調節設備,會使機械產生嚴重震動并且噪音增加等現象,這些現象都有極大的破壞性,并會增加進線變壓器的負荷狀況。采用WG2008系列變頻智能控制系統后,可以通過延長升、降速時間來延長起動或停機的過程,即使在運行過程中,也要通過對工作頻率點的選擇,跳過容易引起設備共振的工作點,從而使軸承的磨損減輕,設備的工作壽命延長。
      5 控制原理
      由于羅茨鼓風機系統中設備的設計和選用是根據系統在外部環境、溫度條件最差,設備的各支路滿負荷運行,再加上一定設計余量來確定的,但實際使用中,絕大多數時間羅茨風機系統是在非滿負荷狀態下運行,這樣系統長時間工作于低效率狀態,有時甚至出現風門關閉而羅茨風機仍不得不全速運行的現象,造成很大的能源浪費,因此,具有極大的節能潛力。
      根據國際通行的“最低限度滿足使用”的原則,通過直接控制結果變量,對系統進行運行工況實時跟蹤,自動調節羅茨風機的運行狀況,使系統始終保持在高效節能和最佳的運行狀態。
      6 綜述
      采用變頻器恒溫自動控制來進行節能改造,設立參數自動調節功能,可自動識別電機參數,確保系統的穩定性和精確性。變頻器運轉在無感矢量控制演算系統,提供額外的轉矩補償電壓,除了增加電機低速運轉轉矩之外,并且可以補償負載增加造成的轉差。
      同時變頻器大功率都內置有直流電抗器減小了諧波,也提高了對電源動態干擾的抵抗力,從而使軸承的磨損也大大減輕,設備的工作壽命將大大延長。

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