風(fēng)機變頻節(jié)能方法分析

日期：2019-05-20 | 閱讀量： | 關(guān)鍵詞: | 來源:歐羅斯風(fēng)機

導(dǎo)讀：風(fēng)機是一種依靠輸入機械能來提高氣體壓力并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(zhuǎn)的機械能轉(zhuǎn)換為氣體壓力能及動能，并將氣體輸送出去的機械。我國所述的...

風(fēng)機是一種依靠輸入機械能來提高氣體壓力并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(zhuǎn)的機械能轉(zhuǎn)換為氣體壓力能及動能，并將氣體輸送出去的機械。我國所述的風(fēng)機是對氣體壓縮與氣體輸送機械的簡稱，風(fēng)機可以按照多種分類方式分為許多種不同的類型，鼓風(fēng)機、通風(fēng)機、風(fēng)力發(fā)電機等都是常說的風(fēng)機。

由流體力學(xué)原理可知，風(fēng)機的風(fēng)量和電機的轉(zhuǎn)速功率有很大的關(guān)聯(lián)：風(fēng)機的風(fēng)量和風(fēng)機的轉(zhuǎn)速成正比，風(fēng)機的風(fēng)壓和風(fēng)機的轉(zhuǎn)速平方成正比，而風(fēng)機的軸功率等于風(fēng)量和風(fēng)壓之間的乘積，所以風(fēng)機的軸功率與風(fēng)機的轉(zhuǎn)速三次方也成正比。隨著近些年來變頻技術(shù)不斷的完善、發(fā)展及進步。風(fēng)機的變頻調(diào)速性能越來越發(fā)達(dá)，在很大程度上節(jié)約了能源，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于多種領(lǐng)域。風(fēng)機變頻節(jié)能方法所獲得的節(jié)能效益為各行各業(yè)的企業(yè)帶來了不少的經(jīng)濟效益，極大的推動了社會工業(yè)生產(chǎn)的自動化發(fā)展進程。

一、風(fēng)機的變頻節(jié)能原理

目前情況下的風(fēng)機設(shè)備大多數(shù)是采用異步電動機進行直接驅(qū)動的方式來實現(xiàn)風(fēng)機的節(jié)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(chǎn)生機械沖擊等。在電機的負(fù)載過大的情況下，會在一定程度上影響、減少設(shè)備的使用壽命，還會導(dǎo)致出現(xiàn)一些機械故障，經(jīng)常發(fā)生出現(xiàn)電機發(fā)燙被燒毀等不良故障。

變頻風(fēng)機

變頻風(fēng)機圖

風(fēng)機變頻調(diào)速器是現(xiàn)代社會上的一種新型的節(jié)能產(chǎn)品，在管路性能的曲線不變的情況下，變速調(diào)節(jié)用變速來改變風(fēng)機的性能曲線，進而改變其工作點。風(fēng)機變頻調(diào)速器具有容易操作、控制精度較高、性能較高、不用進行維護等等多個優(yōu)點。在其他條件沒有發(fā)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(zhuǎn)速是風(fēng)機變頻調(diào)速技術(shù)基本的工作原理。電機轉(zhuǎn)速和工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系：n=60(f-s)/p，公式中，n用來表示轉(zhuǎn)速，f用來表示輸入頻率，s用來表示電機轉(zhuǎn)差率，p用來表示電機磁極對數(shù)。出口擋板的控制，在開度減小的情況下，風(fēng)阻會有所增加，不適合對風(fēng)量進行大范圍的調(diào)節(jié)。入口擋板的控制，相比出口擋板控制風(fēng)量的范圍相對較廣，減小開度情況下的軸功率大體上與風(fēng)量成比例下降，但是還是比不上變頻調(diào)速的節(jié)能效果。

通常情況下認(rèn)為，運行風(fēng)量不是風(fēng)機設(shè)計額定的風(fēng)量的時候，如果采用節(jié)流控制進行調(diào)節(jié)是通過減小風(fēng)門開度來改變管網(wǎng)阻力，使管網(wǎng)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(diào)速控制的方式，全開擋板，其管網(wǎng)阻力是恒定的，如果要保證風(fēng)量是相同的就需要降低風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，降低其壓力。

二、風(fēng)機變頻節(jié)能的問題

在各行各業(yè)的企業(yè)進行生產(chǎn)的過程中，應(yīng)用風(fēng)機的情況較為普遍，傳統(tǒng)的節(jié)流方式主要是應(yīng)用導(dǎo)流器來進行的，導(dǎo)致風(fēng)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(fēng)機在不斷的進行維護、維修方面所花費的費用也在一定程度上提高了企業(yè)的生產(chǎn)成本。企業(yè)通常使用的風(fēng)機、鼓風(fēng)機大多是離心式風(fēng)機，離心式風(fēng)機對風(fēng)量的控制主要是依靠風(fēng)機入口的風(fēng)門擋板來進行調(diào)節(jié)的，不僅會浪費掉大量的能源，還會出現(xiàn)風(fēng)機運行時的振動較大、噪音較高、設(shè)備爐膛內(nèi)的負(fù)壓不夠穩(wěn)定，容易出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象等多種不良狀況。在企業(yè)的實際生產(chǎn)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(fēng)、引風(fēng)的控制，頻繁的啟停造成浪費許多能源及運行情況不穩(wěn)定等較為突出的問題。

三、風(fēng)機變頻節(jié)能

3.1　風(fēng)機變頻節(jié)能系統(tǒng)

風(fēng)機在進行變頻調(diào)速的過程中，管網(wǎng)的阻力不發(fā)生改變，風(fēng)機在情況相似的條件下運行，風(fēng)機的效率不會發(fā)生多少改變，甚至是保持不變。風(fēng)機在高效區(qū)保持運行的情況下，而且流量在下降的同一時間，風(fēng)壓也在不斷的下降，在滿足工作運行情況需求下，風(fēng)機的節(jié)能效果是最好的，因而人們認(rèn)為的最經(jīng)濟、最有效的節(jié)能方式是風(fēng)機變頻調(diào)節(jié)。風(fēng)機類負(fù)載對過載能力方面的要求不高，且對轉(zhuǎn)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(fēng)機變頻調(diào)速最好不要低于額定轉(zhuǎn)速的50%，最好將其控制在70%～100%之間。風(fēng)機的變頻調(diào)速可以根據(jù)實際情況下的通風(fēng)管道的道路特性曲線對其最小轉(zhuǎn)速進行確定。

3.2　風(fēng)機節(jié)能的方法

風(fēng)機變頻節(jié)能有減少運行時間、采用高效率機器及設(shè)備、減少空氣動力等等多種的節(jié)電方法。風(fēng)機變頻節(jié)能有電磁調(diào)速電動機調(diào)速、轉(zhuǎn)子回路串電阻調(diào)速、變極調(diào)速、液力耦合離合器調(diào)速、調(diào)壓調(diào)速以及調(diào)壓變頻調(diào)速等等多種調(diào)速方式。對風(fēng)機進行調(diào)速控制是屬于減少空氣動力的節(jié)能方法，主要是利用軸功率和轉(zhuǎn)速的三次方成正比的原理，與常用的以調(diào)節(jié)風(fēng)門開度來控制風(fēng)量的方法有著較為明顯的節(jié)電能效。

3.3　節(jié)能的計算

以一臺30kW的鼓風(fēng)機為例：鼓風(fēng)機是二十四小時連續(xù)不斷地運行，在運行過程中，每天十小時的運行是在90%負(fù)荷，其頻率按照46Hz來進行計算，擋板調(diào)節(jié)時候的電動機的功耗按照98%來進行計算;鼓風(fēng)機十四小時的運行是在50%的負(fù)荷，其頻率要按照20Hz來進行計算，擋板調(diào)節(jié)時候的電動機功耗要按照70%來進行計算。如果鼓風(fēng)機全年的運行時間是三百天，那么一年所節(jié)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(diào)速的節(jié)能方法每年能夠節(jié)約的總電費為58952元。由此可見，風(fēng)機變頻節(jié)能的方法可以在很大程度上節(jié)約能源，為企業(yè)的生產(chǎn)活動節(jié)約大量的生產(chǎn)成本。

3.4　風(fēng)機變頻節(jié)能的效果

采用風(fēng)機變頻節(jié)能的方法可以達(dá)到很好的效果，例如：風(fēng)機變頻節(jié)能的方法產(chǎn)生的噪音和振動得到很大程度的減小;風(fēng)機運行的安全穩(wěn)定性得到提高;節(jié)約大量的能源，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本等。

為了保證企業(yè)生產(chǎn)活動的安全、穩(wěn)定、可靠進行，風(fēng)機、水泵等多種生產(chǎn)機械在進行設(shè)計配用動力進行驅(qū)動的情況下，都要保留一定的裕量，例如引風(fēng)機、軸流風(fēng)機、排風(fēng)機、鼓風(fēng)機、離心泵、排水泵等。風(fēng)機、水泵等多種負(fù)載大多數(shù)是根據(jù)滿負(fù)荷工作的需要用量來進行選擇的，在實際工作情況的應(yīng)用中，大部分的時間并不都是工作于滿負(fù)荷的狀態(tài)情況下。

四、結(jié)語

目前情況下，風(fēng)機在我國的各行各業(yè)中得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，風(fēng)機的變頻節(jié)能是一種現(xiàn)代的較為成熟的可以在一定程度上提高能源利用率的節(jié)能技術(shù)。相信隨著經(jīng)濟及科技的快速發(fā)展進步，風(fēng)機變頻節(jié)能方法也會得到更大的進步，不斷研究出更好、更有效的節(jié)能方式，以便更加有效地利用風(fēng)機為現(xiàn)代各行業(yè)工作。