變頻調(diào)速技術(shù)在化工企業(yè)節(jié)能技術(shù)中的應(yīng)用.pdf

《變頻調(diào)速技術(shù)在化工企業(yè)節(jié)能技術(shù)中的應(yīng)用.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、814化工自動化及儀表第39卷變頻調(diào)速技術(shù)在化工企業(yè)節(jié)能技術(shù)中的應(yīng)用高兆益(陜西延長中煤榆林能源化工有限公司，陜西靖邊718500)摘妻介紹了化工企業(yè)節(jié)能的重要性，對變頻調(diào)速技術(shù)的節(jié)能原理進(jìn)行了分析。同時結(jié)合某公司聚合物裝置界區(qū)的設(shè)計情況，分析計算了采用變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)后每年節(jié)省成本的情況。分析結(jié)果充分證明了變額調(diào)速技術(shù)應(yīng)用的必要性。關(guān)鍵詞節(jié)能技術(shù)變頻調(diào)速技術(shù)化工企業(yè)中圈分類號TH862+．6文獻(xiàn)標(biāo)識碼B文章編號looO．3932(2012)06_0814J04節(jié)能減排工作一直以來是支持國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，它既關(guān)系到技術(shù)的進(jìn)步，同時也能緩解能源供

2、、求之間的矛盾。作為高能耗的化工企業(yè)，其電氣節(jié)能應(yīng)遵照一定的原則，既不能以功能為代價，也不能盲目增加投資，為節(jié)能而節(jié)能。需遵循的原則是滿足適用性、經(jīng)濟(jì)性和節(jié)能性。在化工企業(yè)中，電機(jī)作為動力源和過程控制的主要設(shè)備被廣泛使用?；ぱb置主要采用防爆電機(jī)，其耗電量占企業(yè)耗電的90％以上，存在很大的節(jié)能潛力。因此，在電機(jī)系統(tǒng)中采用節(jié)能技術(shù)可為企業(yè)節(jié)省可觀的用電量?。1變頻調(diào)速技術(shù)在化工企業(yè)中，主要的控制對象是工藝介質(zhì)的流量、溫度、液位及壓力等參數(shù)，傳統(tǒng)控制參數(shù)的方法是調(diào)節(jié)閥門、擋板等設(shè)備的開度，這樣易造成風(fēng)機(jī)、泵類等設(shè)備的輸出功率大量消耗在閥門、擋板的節(jié)流過程中，

3、同時在實際生產(chǎn)中，工藝參數(shù)往往需要實時調(diào)節(jié)，使得風(fēng)機(jī)、泵類等設(shè)備大部分時間處于非滿負(fù)荷運行，造成大量輸出功率的浪費。若采用變頻調(diào)速技術(shù)對風(fēng)機(jī)、泵類等設(shè)備進(jìn)行直接控制。利用變頻調(diào)速裝置(即變頻器)內(nèi)置的軟件設(shè)置并通過一些通訊手段將工藝參數(shù)指令發(fā)送給變頻調(diào)速裝置，就可以根據(jù)工藝參數(shù)對電機(jī)輸出功率和轉(zhuǎn)速進(jìn)行精確控制，從而達(dá)到工藝要求。實際應(yīng)用證明，當(dāng)電機(jī)運行于額定轉(zhuǎn)速的80％時，節(jié)能效率可達(dá)40％。此外，在設(shè)備啟動過程中，利用變頻調(diào)速技術(shù)也可對電機(jī)進(jìn)行軟啟動，降低啟動電流，避免因啟動對電網(wǎng)造成的沖擊，一方面延長了設(shè)備的使用壽命，另一方面也可起到一定的節(jié)能作用。

4、2變頻調(diào)速節(jié)能原理2．1變頻調(diào)速的方法變頻調(diào)速是通過改變輸入到交流電機(jī)的電源頻率調(diào)節(jié)交流電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速。交流異步電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速和輸入頻率關(guān)系如下：。：!堅!=生(1)p式中n——電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速；，——輸入電動機(jī)的電源頻率；s——電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率；p——電動機(jī)的極對數(shù)。由式(1)可知，電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速與輸入電源頻率、轉(zhuǎn)差率和極對數(shù)有關(guān)，而電動機(jī)一旦購買，其轉(zhuǎn)差率和極對數(shù)均不可改變，因此需通過調(diào)節(jié)輸入電動機(jī)的電源頻率改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。在實際應(yīng)用中常采用變頻器將工頻電源變換成頻率和幅值可調(diào)的交流電動機(jī)，實現(xiàn)交流電動機(jī)的變速運轉(zhuǎn)。2．2變頻調(diào)速的節(jié)能原理在化

5、工企業(yè)中，風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備應(yīng)用廣泛，所以筆者以該類設(shè)備為例，討論變頻調(diào)速技術(shù)的節(jié)能原理。2．2．1設(shè)備運行中的節(jié)能原理通過流體力學(xué)的基本定律可知，風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備均屬平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，其轉(zhuǎn)速凡與介質(zhì)(氣體或收捐日期：2011．12．29第6期高兆益．變頻調(diào)速技術(shù)在化工企業(yè)節(jié)能技術(shù)中的應(yīng)用815液體)流量Q、壓力(揚程)日、軸功率P的關(guān)系如下：口I／口2=nI砌2(2)峨／也=(nl／n：)2(3)PI／P2=(nI／n2)3(4)其中Q。、日。、P，為風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備在轉(zhuǎn)速為n。時的流量、壓力(揚程)和軸功率；Q：、日，、P：為風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備在轉(zhuǎn)速為n：時的相似工

6、況條件下的流量、壓力(揚程)和軸功率。由式(2)一(4)可知，風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備的流量與其轉(zhuǎn)速成正比，壓力與其轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與其轉(zhuǎn)速的三次方成正比。由此可見，當(dāng)通過降低轉(zhuǎn)速儀減少流量來達(dá)到節(jié)流的目的時，所消耗的功率會降低很多。如，當(dāng)轉(zhuǎn)速降到80％時，流量減少到80％，而軸功率下降到額定功率的5l％左右；若流量需減少到40％，則轉(zhuǎn)速相應(yīng)減少到40％，此時軸功率下降到額定功率的6．4％左右。表1列出了不同輸入頻率下轉(zhuǎn)速、流量、壓力和軸功率的變化情況。表1輸入頻率與轉(zhuǎn)速、流量、壓力、軸功率關(guān)系由表1可知，當(dāng)需要介質(zhì)的流量下降時，通過調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速．使得

7、軸功率出現(xiàn)大幅下降，當(dāng)需要流量調(diào)節(jié)到滿負(fù)荷流量的30％時，理論上僅需電動機(jī)額定功率的21．6％，即節(jié)約了78．4％的電能，相比傳統(tǒng)采用擋板、閥門等節(jié)流件的方式，節(jié)省了大量電力消耗。2．2．2設(shè)備啟動時的節(jié)能原理一些化工機(jī)械設(shè)備在啟動時，若采用全壓啟動，則由于電機(jī)啟動力矩的需要，需從電網(wǎng)吸收電機(jī)額定電流的5—7倍，而大的啟動電流即可視為電力浪費，同時也會對電網(wǎng)造成沖擊，增加了線路損耗和變壓器損耗。此外，啟動轉(zhuǎn)矩過大也會對設(shè)備產(chǎn)生機(jī)械沖擊，減少設(shè)備的使用壽命，增加設(shè)備維護(hù)和維修的成本，因此采用全壓啟動的方式，既增加了成本，同時還在設(shè)備啟動時會消耗更多的電能。

8、若采用變頻調(diào)速技術(shù)，對化工機(jī)械設(shè)備進(jìn)行變頻啟動，就可以解決設(shè)備啟動時耗能較大的問