大型交流變頻裝置的節能效益分析<BR> <BR> <BR> 在礦山,冶金,石和輕紡工業中,使用著大量的風機,水泵,攪拌機和壓縮機.這些機械一般都有用交流電機驅動,功率都在幾百以上,有的高達數甚至上,其消耗的電能是非常可觀的. </P><P> 仔細觀察這些機械的運行狀況,可以以現他們大部分都不是常年工作在額定功率之上.而是經常只有50%-70%甚至更低的輸出量.但目前這類機械大多使用恒速交流傳動,面以擋板,閥門或空放回流的辦法進行調節,白白損失掉大量的電能.越是大功率 的風機水泵,情況越是嚴重. </P><P> 使用的大型變頻裝置,可以在效率基本不變的情況下,通過改變驅動電源的電壓和頻率,平滑地調節電機轉速,根據輸出量的要求改變輸出功率,從而節省大量的電能. </P><P> 一,變頻調速的節能原理 </P><P> 眾所周知,風機和泵類的功率與轉速的關系為: </P><P> P=KN </P><P> 式中A值,風機約為3,泵類約為2. </P><P> 以風機為例,設其額定速度為N1,而根據實際需要確定的轉速為N2則: </P><P> P1=KN1,P2=KN2 </P><P> 所節約的功率為: </P><P> PH=K1N1(1-) </P><P> 式中調速范圍D=N1/N2 </P><P> 由于轉速與輸出流量成正比,所以,調速范圍越大,節約電能越多,若不使用調速裝置時,則D=1,PH=O,無節能可言. </P><P> 考慮到調速裝置的效率,上式可修正為: </P><P> 由于變頻調整裝置的效率,在速度變化時可保持在高水平(0.85左右)所以其節約效果是顯著的. </P><P> 二,大功率變頻驅動的節能效益分析. </P><P> 變頻驅動系統實際使用時,可通過實測或根據其靜態特性,作出其轉速對功率的特性曲線.由于轉速與流量成正比,該曲線就是流量對功率的特性,如圖一所示.與檔板調節相比較,可見其節能是顯著的. </P><P> 在不同功率下消耗的電能費用為:</P><P> E=輸出功率時間電費/度效率</P><P> 根據驅動系統實際使用情況,列出表格,就可計算出其每年消耗電力的費用,從而計算出節能的經濟效益.</P><P> 例3500,850的鼓風機,用變頻驅動和閥門控制相比較,其節能效果分析如下.</P><P> 表一:功率分析 </P><P> 負載特性<BR> 閥門控制<BR> 變頻器控制<BR> <BR> 工況<BR> 流量</P><P> ACFM<BR> 功率</P><P> HP<BR> 裝置</P><P> 效率<BR> 電機</P><P> 效率<BR> 功率</P><P> KW<BR> 轉速</P><P> RPM<BR> 裝置</P><P> 效率<BR> 電機</P><P> 效率<BR> 變頻器效率<BR> 功率</P><P> KW<BR> <BR> 1<BR> 256<BR> 282<BR> 15.0<BR> 92.8<BR> 1510<BR> 319<BR> 91.7<BR> 85.8<BR> 82.4<BR> 325<BR> <BR> 2<BR> 398<BR> 1035<BR> 42.1<BR> 93.9<BR> 1950<BR> 492<BR> 91.6<BR> 92.2<BR> 93.0<BR> 982<BR> <BR> 3<BR> 502<BR> 2045<BR> 63.8<BR> 94.9<BR> 2528<BR> 619<BR> 91.6<BR> 93.9<BR> 96.6<BR> 1836<BR> <BR> 4<BR> 584<BR> 3184<BR> 78.4<BR> 94.9<BR> 3192<BR> 719<BR> 91.6<BR> 94.5<BR> 97.4<BR> 2818<BR> </P><P> 表二,耗能分析</P><P> 負載特性<BR> 閥門控制<BR> ROSS變頻控制<BR> <BR> 工況<BR> 流量</P><P> ACFM<BR> 功率</P><P> HP<BR> 時間小時/年<BR> 占空比%<BR> 耗能<BR> 耗能<BR> 節能<BR> <BR> 1<BR> 256<BR> 282<BR> 4380<BR> 50.0<BR> 6614<BR> 1424<BR> 5190<BR> <BR> 2<BR> 398<BR> 1035<BR> 876<BR> 10.0<BR> 1708<BR> 860<BR> 848<BR> <BR> 3<BR> 502<BR> 2045<BR> 1752<BR> 20.0<BR> 4428<BR> 3218<BR> 1212<BR> <BR> 4<BR> 584<BR> 3184<BR> 876<BR> 10.0<BR> 2796<BR> 2468<BR> 328<BR> <BR> 合計<BR> <BR> <BR> 7884<BR> 90.0<BR> 15548<BR> 7970<BR> 7578<BR> </P><P> 表三,經濟分析</P><P> 負載特性<BR> 閥門控制<BR> ROSSHI11變頻控制<BR> <BR> 工況<BR> 流量</P><P> ACFM<BR> 功率</P><P> HP<BR> 時間小時/年<BR> 占空比%<BR> 費用</P><P> 元\年<BR> 費用</P><P> 元\年<BR> 節約開支</P><P> 元\年<BR> <BR> 1<BR> 256<BR> 282<BR> 4380<BR> 50.0<BR> 1984200<BR> 427200<BR> 1577000<BR> <BR> 2<BR> 398<BR> 1035<BR> 876<BR> 10.0<BR> 512400<BR> 258000<BR> 254400<BR> <BR> 3<BR> 502<BR> 2045<BR> 1752<BR> 20.0<BR> 1328400<BR> 965400<BR> 363600<BR> <BR> 4<BR> 584<BR> 3184<BR> 876<BR> 10.0<BR> 888800<BR> 740400<BR> 98400<BR> <BR> 合計<BR> <BR> <BR> 7884<BR> 90.0<BR> 4664400<BR> 2391000<BR> 2273400<BR> <BR> 電費按每度(小時)0.30元計<BR> </P><P> 設購置3500HP, 3.3KV的ROSSHI11變頻系統的費用為380000美金,人民幣對美元匯率為8.6,則設備回收期為:</P><P> 即一年半左右的時間可收回收投資,實際上,使用大型變頻器還帶來更多的好處,在上述分析中未考慮進去.如:</P><P> 1,由于”軟啟動”可減少啟動時的峰值功率損耗并減少馬達啟停對機構的沖擊,延長使用壽命.</P><P> 2.使用變頻調速可使用權馬達與負載直接連接,減少中間傳動環節的費用.</P><P> 3.完善的監控和可靠性措施提高了系統工程和工作效率. <BR> <BR> <BR>
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