大型交流变频装置的节能效益分析<BR> <BR> <BR> 在矿山,冶金,石和轻纺工业中,使用着大量的风机,水泵,搅拌机和压缩机.这些机械一般都有用交流电机驱动,功率都在几百以上,有的高达数甚至上,其消耗的电能是非常可观的. </P><P> 仔细观察这些机械的运行状况,可以以现他们大部分都不是常年工作在额定功率之上.而是经常只有50%-70%甚至更低的输出量.但目前这类机械大多使用恒速交流传动,面以挡板,阀门或空放回流的办法进行调节,白白损失掉大量的电能.越是大功率 的风机水泵,情况越是严重. </P><P> 使用的大型变频装置,可以在效率基本不变的情况下,通过改变驱动电源的电压和频率,平滑地调节电机转速,根据输出量的要求改变输出功率,从而节省大量的电能. </P><P> 一,变频调速的节能原理 </P><P> 众所周知,风机和泵类的功率与转速的关系为: </P><P> P=KN </P><P> 式中A值,风机约为3,泵类约为2. </P><P> 以风机为例,设其额定速度为N1,而根据实际需要确定的转速为N2则: </P><P> P1=KN1,P2=KN2 </P><P> 所节约的功率为: </P><P> PH=K1N1(1-) </P><P> 式中调速范围D=N1/N2 </P><P> 由于转速与输出流量成正比,所以,调速范围越大,节约电能越多,若不使用调速装置时,则D=1,PH=O,无节能可言. </P><P> 考虑到调速装置的效率,上式可修正为: </P><P> 由于变频调整装置的效率,在速度变化时可保持在高水平(0.85左右)所以其节约效果是显著的. </P><P> 二,大功率变频驱动的节能效益分析. </P><P> 变频驱动系统实际使用时,可通过实测或根据其静态特性,作出其转速对功率的特性曲线.由于转速与流量成正比,该曲线就是流量对功率的特性,如图一所示.与档板调节相比较,可见其节能是显著的. </P><P> 在不同功率下消耗的电能费用为:</P><P> E=输出功率时间电费/度效率</P><P> 根据驱动系统实际使用情况,列出表格,就可计算出其每年消耗电力的费用,从而计算出节能的经济效益.</P><P> 例3500,850的鼓风机,用变频驱动和阀门控制相比较,其节能效果分析如下.</P><P> 表一:功率分析 </P><P> 负载特性<BR> 阀门控制<BR> 变频器控制<BR> <BR> 工况<BR> 流量</P><P> ACFM<BR> 功率</P><P> HP<BR> 装置</P><P> 效率<BR> 电机</P><P> 效率<BR> 功率</P><P> KW<BR> 转速</P><P> RPM<BR> 装置</P><P> 效率<BR> 电机</P><P> 效率<BR> 变频器效率<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> 负载特性<BR> 阀门控制<BR> ROSS变频控制<BR> <BR> 工况<BR> 流量</P><P> ACFM<BR> 功率</P><P> HP<BR> 时间小时/年<BR> 占空比%<BR> 耗能<BR> 耗能<BR> 节能<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> 合计<BR> <BR> <BR> 7884<BR> 90.0<BR> 15548<BR> 7970<BR> 7578<BR> </P><P> 表三,经济分析</P><P> 负载特性<BR> 阀门控制<BR> ROSSHI11变频控制<BR> <BR> 工况<BR> 流量</P><P> ACFM<BR> 功率</P><P> HP<BR> 时间小时/年<BR> 占空比%<BR> 费用</P><P> 元\年<BR> 费用</P><P> 元\年<BR> 节约开支</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> 合计<BR> <BR> <BR> 7884<BR> 90.0<BR> 4664400<BR> 2391000<BR> 2273400<BR> <BR> 电费按每度(小时)0.30元计<BR> </P><P> 设购置3500HP, 3.3KV的ROSSHI11变频系统的费用为380000美金,人民币对美元汇率为8.6,则设备回收期为:</P><P> 即一年半左右的时间可收回收投资,实际上,使用大型变频器还带来更多的好处,在上述分析中未考虑进去.如:</P><P> 1,由于”软启动”可减少启动时的峰值功率损耗并减少马达启停对机构的冲击,延长使用寿命.</P><P> 2.使用变频调速可使用权马达与负载直接连接,减少中间传动环节的费用.</P><P> 3.完善的监控和可靠性措施提高了系统工程和工作效率. <BR> <BR> <BR>
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