变频技术在电厂泵与风机系统中应用的节能分析

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1、毕业论文题目：变频技术在电厂泵与风机系统中应用的节能分析学院河北工业大学专业热能与动力工程学生姓名指导老师二零一二年四月二号泵与风机的变频节能原理一般泵/风机负载转矩与速度的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。因此，用变频器改变其转速，可以获得显著的节能效果。常用出口挡板控制，当开度减小时，阻力增加，不适宜打范围调节流量，在低速区域轴功率减少不多，从节能的角度来看是不适宜的。若采用入口单板控制，虽然比出口挡板控制流量调节范围广，减小开度是轴功率大体与流量成比例下降，但节能效果仍不及变频调泵与风机的变频节能原理一般泵/风机负载转矩与速度的平

2、方成正比，轴功率与转速的立方成正比。因此，用变频器改变其转速，可以获得显著的节能效果。常用出口挡板控制，当开度减小时，阻力增加，不适宜打范围调节流量，在低速区域轴功率减少不多，从节能的角度来看是不适宜的。若采用入口单板控制，虽然比出口挡板控制流量调节范围广，减小开度是轴功率大体与流量成比例下降，但节能效果仍不及变频调-7-图1中，N1为泵/风机的H-Q特性曲线；曲线1为泵/风机在给定转速下满负荷即系统阀门全开时的扬程（压头）、流量点和效率点的轨迹；曲线2为部分负荷好似，系统阀门部分开时的阻力特性曲线，即泵/风机要克服摩擦，压力随流量的平方而

3、变化。泵/风机运行工况是泵/风机的特性曲线与管路阻力曲线的交点，当用阀门控制时，由于要减小流量，就要关小阀门，使阀门的摩擦阻力变大，阻力曲线从1移到2，扬程则从H1移到H2，流量从Q1减小到Q2，运行工况点从C1移到C2。从图1可以看出，流量虽然减小，扬程（压头）却反而增加，轴功率P比调节前减小不多。若采用变频调速，随着转速下降，扬程（压头）—流量特性变为图2中的曲线1，系统工况点也由C1、变到C2、，代表轴功率的面积比采用挡板调节时明显减小，两者之差即为节省的轴功率，也就是图3中的矩形C2H2C2、H2、的面积。有泵/风机的相似律可知，当

4、改变电机转速以改变风机转速时，如果保持效率bubiaze流量Q，扬程图1中，N1为泵/风机的H-Q特性曲线；曲线1为泵/风机在给定转速下满负荷即系统阀门全开时的扬程（压头）、流量点和效率点的轨迹；曲线2为部分负荷好似，系统阀门部分开时的阻力特性曲线，即泵/风机要克服摩擦，压力随流量的平方而变化。泵/风机运行工况是泵/风机的特性曲线与管路阻力曲线的交点，当用阀门控制时，由于要减小流量，就要关小阀门，使阀门的摩擦阻力变大，阻力曲线从1移到2，扬程则从H1移到H2，流量从Q1减小到Q2，运行工况点从C1移到C2。从图1可以看出，流量虽然减小，扬程

5、（压头）却反而增加，轴功率P比调节前减小不多。若采用变频调速，随着转速下降，扬程（压头）—流量特性变为图2中的曲线1，系统工况点也由C1、变到C2、，代表轴功率的面积比采用挡板调节时明显减小，两者之差即为节省的轴功率，也就是图3中的矩形C2H2C2、H2、的面积。有泵/风机的相似律可知，当改变电机转速以改变风机转速时，如果保持效率bubiaze流量Q，扬程流量变化时的功率变化及节电率建表1所示。-8-从表1可以看出，随着流量变化，采用变频调速，功率下降显著；同时，扬程（压头）下降，噪音将大大降低。变频技术在电厂鼓风机系统中的应用一浙江镇海电

6、厂风机系统为例，目前该电厂的鼓风机为定流量系统，仅采用节流调节方式调节，存在耗电大、噪音大，且供风调节性能不良等问题，因此电厂决定对此鼓风系统进行变频改造。有原来的节流调节改造为采用PLC控制技术的变频恒压运行调节方式。设计参数如表2所示。1控制原理变频运行时，利用PLC实现数据采集、过程控制和变频调节油泵的转速。过程参数送至PLC，在PLC内进行A/D转换。当实际压力低于设定压力时，根据偏差进行PID数据处理，通过D/A转换后发出指令，使变频器输出频率升高，增加鼓风机转速，两台鼓风机最大流量无法满足要求时，备用风机变频启动，并联运行，使实

7、行压力达到设定压力要求；反之则逆运行，使压力在波动时保持稳定。其控制流程框图如图4所示。-9-2运行方式低负荷时，单台风机和双台风机运行，风机转速低，保持恒定出口压力、恒定小流量运行；负荷升高时，由于空气量的消耗，风机出口压力下降，此时PLC检测倒压力下降信号，通过变频器提高风机转速，恒压向锅炉送风。3改造方案的实施（1）安装3台控制设备，控制箱内各安装变频器一只及其他控制设备，总费用为19.4万元；-10-（2）将风机电力电缆先接至变频器，而后通过变频器接至电动机，同时，变频控制箱内设置电动机的旁路控制，即当变频器发生故障时，可以通过旁路

8、切换，在变频器隔离退出进行检修时，电动机能继续工频方式运行；（3）接收风机管道出口压力、流量信号，并将压力信号和流量信号送至变频器控制柜。4设备配置及其功能变频系统的主要设备包括