2018暖通工程師《基礎(chǔ)知識》：風(fēng)機(jī)、水泵的節(jié)能方法

1、具體測試某工廠爐底風(fēng)機(jī)散熱控制系統(tǒng)，冶煉爐根據(jù)不同材料、需要不同的爐底冷卻溫度，設(shè)計(jì)滿足最大冷卻風(fēng)量設(shè)計(jì)為四臺18.5KW4極葉輪式風(fēng)機(jī)，全功率運(yùn)轉(zhuǎn)，但用最大冷卻風(fēng)量的概率極低。冶煉常用幾種材料，四臺風(fēng)機(jī)對開風(fēng)量過大;對開兩臺時(shí)，達(dá)不到冷卻要求;對開一對再側(cè)開一臺，冷卻不均、無法滿足工藝要求;原設(shè)計(jì)4臺對開風(fēng)機(jī)靠調(diào)節(jié)擋風(fēng)板可滿足冷卻要求，但對電機(jī)來講，浪費(fèi)電能。風(fēng)板全開時(shí)，運(yùn)行電流24A，全關(guān)閉時(shí)22A，輸入功率從17.0KW—18.5KW變化，節(jié)電率不足8%。針對這一特殊要求制定方案，對其中兩臺對開電機(jī)進(jìn)行開環(huán)變頻調(diào)速控制，配合兩臺全速風(fēng)機(jī)，即滿足不同材料的溫控要求，又能節(jié)約電能。按照這一方案進(jìn)行改造后，節(jié)電效果非常明顯。針對其中一種材料需固定頻率控制進(jìn)行冷卻，幾個(gè)月才換一次，設(shè)定頻率在25—35之間，完全滿足冷卻要求。工頻下運(yùn)行時(shí)一臺18.5KW風(fēng)機(jī)(經(jīng)變頻器輸出)，每小時(shí)耗電為11.9度/小時(shí)，日耗電量為：285.6度/24小時(shí)。在正常運(yùn)行時(shí)根據(jù)不同材料的溫度要求，設(shè)定頻率分別為：25Hz、30Hz、35Hz、40Hz和45Hz。運(yùn)行測定參數(shù)如下：

設(shè)定頻率(Hz) 運(yùn)行電流(A) 負(fù)載率 輸入功率 24小時(shí)耗電量(KWh) 與工頻下輸入功率比較：節(jié)電率

25 8.0 0.25 1.03 24.72 (285.6-24.72)/285.6Ⅹ100%=91.34%

30 10.6 0.30 2.13 51.12 (285.6-51.12)/285.6 Ⅹ100%=82%

35 14.2 0.37 4.0 96.00 (285.6-96)/285.6Ⅹ100%=66.4%

40 17.4 0.40 6.4 153.60 (285.6-153.6)/285.6Ⅹ100%=46.22%

45 20.0 0.45 9.0 216.00 (285.6-216)/285.6Ⅹ100%=0.244%

50 24.0 0.55 11.9 285.60 (285.6-285.6)/285.6Ⅹ100%=0

需要指出的是：變頻器當(dāng)輸出頻率降低時(shí)，輸出電壓也相應(yīng)降低，輸入功率明顯減少，對應(yīng)頻率降低時(shí)電壓降低電機(jī)不會有溫升，若頻率不變時(shí)電壓降低至浮動(dòng)電壓下限值時(shí)，電機(jī)就會有溫升。

2、水泵節(jié)電：同風(fēng)機(jī)原理很相近。以某酒店750TRT中央空調(diào)冷水機(jī)組水系統(tǒng)90KW冷凍泵和55KW冷卻泵為例：主機(jī)制冷是根據(jù)溫度的變化而工作，是非線性負(fù)荷，而水泵電機(jī)基本上是線性恒功率輸出。1臺55KW冷卻水泵靠調(diào)整閥門來改變流量，雖然能滿足主機(jī)運(yùn)行要求，但對于電機(jī)來講節(jié)電意義不大，閥門的全開和全閉，電流從107A—97A之間變化，平均節(jié)電不足7%。通過改造采用溫度控制為主，壓力控制為鋪進(jìn)行閉環(huán)變頻控制水泵電機(jī)，水泵電機(jī)平均節(jié)電率都在30%以上;90KW冷凍水泵電機(jī)靠調(diào)節(jié)閥門電流在163—148A之間變化，平均節(jié)電不足6%，經(jīng)閉環(huán)控制變頻調(diào)速改造后，節(jié)電率平均也在30%以上。為什么會有這么大節(jié)電空間呢，因?yàn)橹醒肟照{(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)的最大容量是以人流、氣溫、空間散熱三項(xiàng)極限指標(biāo)為依據(jù)計(jì)算的(即人流最大、氣溫最高、空間散熱最差)，平時(shí)出現(xiàn)這種情況的概率極低，從經(jīng)驗(yàn)上講不到10%，空調(diào)系統(tǒng)大部分運(yùn)行時(shí)間都在中、低負(fù)荷狀態(tài)，空調(diào)主機(jī)的負(fù)荷曲線是非線性的，而水系統(tǒng)的水泵負(fù)荷是線性恒功率的，以滿足主機(jī)的最大負(fù)荷為標(biāo)準(zhǔn)。這樣在主機(jī)非最大負(fù)荷時(shí)水泵就必然存在著電能浪費(fèi)空間。通過變頻調(diào)速控制使水泵電機(jī)的負(fù)載曲線符合或接近空調(diào)主機(jī)的負(fù)載曲線。

3、高壓變頻控制傳動(dòng)調(diào)速控制設(shè)備都是在3KV以上大容量電機(jī)，一般都在幾百KW到幾千KW，負(fù)載率大于0.5，節(jié)電效率較低壓變頻控制略低，在18—25%左右，電機(jī)容量大耗電也多，雖然節(jié)電率較低，但用電基數(shù)大，也是非?？捎^，高壓變頻設(shè)備技術(shù)復(fù)雜設(shè)備體積大，成本較高，操作必須專業(yè)技術(shù)人員，但整體效益還是很可觀的。

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