高壓變頻器在煤氣加壓機中的節能應用
時間:2007-12-27 15:46:00來源:hanjuan
導語:?隨著科學技術的發展,變頻器必將得到更廣泛的應用,性能價格比更能為用戶所接受。
1 引言
邯鋼熱力廠8萬m3煤氣站是邯鋼三煉鋼轉爐煤氣回收配套設施,回收的轉爐煤氣通過2臺煤氣加壓機送往各用戶,供用戶使用。該煤氣加壓機為江陰產d1000-11型,流量為16.67m3/s,全壓24.5kpa,配備850kw、10kv交流異步電機,工藝要求出口壓力22~24kpa,流量60000m3/h。為了滿足用戶煤氣的使用需要,選用了哈爾濱九洲產jzhicon-1a-10/060型變頻器。
2 jzhicon-1a-10/060型變頻器的優點
(1) 采用先進控制技術
jzhicon-1a系列高壓變頻器采用先進的功率單元串聯疊波技術、空間矢量控制的正弦波pwm調制方法,內置pid調節器,可實現閉環運行,內置plc,實現不同應用現場的靈活控制,具有本地、遠程、上位機三種控制方式。
(2) 高質量的電源輸入
輸入側隔離變壓器二次線圈經過移相,為功率單元提供電源,相當于48脈沖二極管整流輸入,消除了由單個功率單元所引起的諧波電流,大大抑制了網側諧波的產生,無需安裝輸入濾波器并保護電源及周邊設備免受諧波干擾。
(3) 完美的輸出性能
單元串聯脈寬調制疊波輸出,10kv系列每相8個單元,大大削弱了輸出諧波含量,輸出波形接近完美的正弦波,無需輸出濾波裝置。
(4) 節能效果
傳統加壓機對管網流量、壓力控制是通過人工調節出口閥門的開度,人為增加、減小管網風阻力,以減小、增加流量。電機始終以恒定轉速運轉。在本系統中,加壓機的出口壓力、流量變化是通過電機轉速變化而調節的。
3 新系統節電原理
3.1 異步感應電動機的轉速由下式決定
n=(1-s)60f/p
式中:
n——電機轉速;
s——電機轉差率;
f——電源頻率;
p——電機極對數。
改變式中任一參數均可改變電機轉速。如使用串級調速裝置改變轉差率,制造極數不同極對數的電機以改變極對數,采用變頻技術改變電源頻率等。
3.2 風機調速控制節電原理
根據流體力學原理可知,風量q與轉速n成正比,壓力h與轉速n的二次方成正比,電機的軸功率p與轉速n三次方成正比,即:
q/q1=n/n1 (1)
h/h1=( n/n1)2 (2)
p/p1=( n/n1)3 (3)
q1:風機額定風量
n1:電機額定轉速
p1:電機額定功率
h1:風機額定壓力
由式(1)、(2)、(3)求得功率表達式
p/ p1(q/ q1)3 (4)
設風機效率為一定,當風量降到q1的80%時,即轉速相應降到n1的80%時,由式(4)可求得其軸功率為
p軸=0.512*p1/ηf (5)
ηf:為風機的效率,當風量降到50%q1時,即轉速相應降到50%n1時,由式(4)可求得其軸功率為
p軸=0.125 p1/ηf (6)
計算結果表明,當工藝要求減小風量時,如果使風機轉速降低,不僅可滿足工藝要求,而且使電機軸功率大幅降低,從而節省大量電力;如果采用人工調節閥門來減小風量,雖然也能達到工藝要求,但是電機轉速沒變,電機軸功率并未下降。根據理論計算,兩者相比較,當q降到額定q1的80%時,轉速控制方法比調節閥門節電近49%。當q降到額定q1的50%時,轉速控制方法比調節閥門可節電達87.5%。通過以上理論計算表明了節電效果。
4 使用變頻調速系統所取得的經濟效益
4.1 節約電能
在系統正常運行狀況下,電機頻率在42.6hz左右,電機功率維持在額定功率的41.6%左右。據此測算,該加壓機年節電量超過2000000kw·h,按0.48元/kw·h計算,年節約人民幣96萬元以上。
4.2 提高了電機的效率和cosφ值
變頻器的使用,大幅度提高了電機的效率,使用該變頻器后cosφ值在0.96以上,大大高于傳統的系統。
4.3 其他
據有關部門統計,在需改變流量控制場合,變頻器節能幅度一般為30%~60%,并有以下特點:
(1)軟啟動功能。變頻器具有軟起動功能,起動時沒有起動沖擊電流,電流從零開始,根據轉速提高電流,并逐漸上升,不管怎樣都不超過額定電流,因此任何時間啟動電機都沒關系,可節省起動設備。
(2)變頻器本身具備很強的保護功能和控制功能。通過對變頻器的設定,可以方便地確定保護參數和控制要求,目前廣泛使用的變頻器屬于交-直-交方式,矢量控制,是一種特別適用于風機泵類的變頻器,有的變頻器還帶有pid調節功能和部分可編程功能,大大方便了用戶的使用。
5 結束語
綜上所述,雖然變頻器初期投資大,但從長遠來看,其經濟效益十分明顯。隨著科學技術的發展,變頻器必將得到更廣泛的應用,性能價格比更能為用戶所接受。
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