隧道風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能技術(shù)方案[權(quán)威資料]

隧道風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能技術(shù)方案 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 摘要：國(guó)家頒布了一系列的節(jié)能減排政策，這對(duì)暖通專業(yè)提出了更高的要求。本文僅對(duì)隧道通風(fēng)中的變頻節(jié)能技術(shù)作出初步探討，以供參考。 關(guān)鍵詞：風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能 TE08 A 近幾年來(lái)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展，但能源不足成了影響發(fā)展的瓶頸。在新聞媒體上不止一次看到這樣的信息“ 我國(guó)單位產(chǎn)出能源大大高于發(fā)達(dá)國(guó)家和世界平均水平。據(jù)計(jì)算， 2003 年我國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的能 源消耗比世界平均水平高 2.2 倍，比美國(guó)高 2.3 倍，比歐盟高 4.5 倍，比日本高 8 倍，比印度還高 0.3。 ” 從這組數(shù)據(jù)不難看出一個(gè)問(wèn)題，我國(guó)能源利用率太低，低到了嚴(yán)重制約國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的嚴(yán)重地步。本文將以實(shí)例來(lái)講述用變頻器多段速功能結(jié)合 PLC 實(shí)現(xiàn)隧道風(fēng)機(jī)節(jié)能調(diào)速。 1、當(dāng)前控制隧道風(fēng)機(jī)所面臨的問(wèn)題 1.1 電能的嚴(yán)重浪費(fèi) 隧道不同的工況需要的風(fēng)量不同。而一般情況下風(fēng)機(jī)都以最大功率運(yùn)行，因此造成能源浪費(fèi)，增加了生產(chǎn)成本。 1.2 啟動(dòng)困難，機(jī)械損傷嚴(yán)重 風(fēng)機(jī)采用直接啟 動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，啟動(dòng)電流大，對(duì)電機(jī)的絕緣有著較大的威脅，嚴(yán)重時(shí)甚至燒毀電動(dòng)機(jī)。而高壓電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)過(guò)程中所產(chǎn)生的單軸轉(zhuǎn)矩現(xiàn)象使風(fēng)機(jī)產(chǎn)生較大的機(jī)械振動(dòng)應(yīng)力，嚴(yán)重影響到電動(dòng)機(jī)、風(fēng)機(jī)及其它機(jī)械的使用壽命。 1.3 自動(dòng)化程度低 風(fēng)機(jī)依靠人工調(diào)節(jié)擋板，更不具備風(fēng)量的自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)功能，自動(dòng)化程度低。在故障狀態(tài)下，如風(fēng)流短路，將對(duì)正常生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響。為了設(shè)備的安全生產(chǎn)和降低生產(chǎn)成本，提升整體的自動(dòng)化水平，對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速改造具有非常重要的意義。 2、變頻器控制風(fēng)機(jī)的意義。 變頻器 可以從四個(gè)方面節(jié)電。第一，軟啟動(dòng)。一般交流電機(jī)的啟動(dòng)電流為電機(jī)額定電流的 6-7 倍。變頻調(diào)速后啟動(dòng)電流不超過(guò)電機(jī)的額定電流。第二，節(jié)省設(shè)計(jì)冗余。一般設(shè)計(jì)都按照使用時(shí)的極端條件，因而都留有設(shè)計(jì)冗余，有的冗余量很大，形成大馬拉小車，變頻調(diào)速可以把冗余節(jié)省下來(lái)。第三，是調(diào)速節(jié)電。按流體力學(xué)原理，軸功率正比速度的立方，轉(zhuǎn)速下降，軸功率變小。這是變頻調(diào)速的主要節(jié)電原理。第四，系統(tǒng)功率因數(shù)高。一般在 0.95 以上，節(jié)省無(wú)功，減輕了變壓器的負(fù)擔(dān)。 3、變頻器工作原理 我們使用的電源分為交流電源和直流電源， 一般的直流電源大多是由交流電源通過(guò)變壓器變壓，整流濾波后得到的。交流電源在人們使用電源中占總使用電源的 95左右。 無(wú)論是用于家庭還是用于工廠，單相交流電源和三相交流電源，其電壓和頻率均按各國(guó)的規(guī)定有一定的標(biāo)準(zhǔn)，如我國(guó)大陸規(guī)定，直接用戶單相交流電為 220V，三相交流電線電壓為380V，頻率為 50Hz，其它國(guó)家的電源電壓和頻率可能于我國(guó)的電壓和頻率不同，如有單相 100V/60Hz，三相 200V/60Hz 等等，標(biāo)準(zhǔn)的電壓和頻率的交流供電電源叫工頻交流電。 通常，把電壓和頻率固定不變的工頻交流電變換為電壓或頻率可 變的交流電的裝置稱作 “ 變頻器 ” 。 為了產(chǎn)生可變的電壓和頻率，該設(shè)備首先要把電源的交流電變換為直流電（ DC），這個(gè)過(guò)程叫整流。 把直流電（ DC）變換為交流電（ AC）的裝置，其科學(xué)術(shù)語(yǔ)為 “inverter”( 逆變器 )。 一般逆變器是把直流電源逆變?yōu)橐欢ǖ墓潭l率和一定電壓的逆變電源。對(duì)于逆變?yōu)轭l率可調(diào)、電壓可調(diào)的逆變器我們稱為變頻器。 變頻器輸出的波形是模擬正弦波，主要是用在三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速用，又叫變頻調(diào)速器。 對(duì)于主要用在儀器儀表的檢測(cè)設(shè)備中的波形要求較高的可變頻率逆變器，要對(duì)波形進(jìn)行整理，可以輸出標(biāo)準(zhǔn)的正 弦波，叫變頻電源。一般變頻電源是變頻器價(jià)格的 15 20倍。 由于變頻器設(shè)備中產(chǎn)生變化的電壓或頻率的主要裝置叫 “inverter” ，故該產(chǎn)品本身就被命名為 “inverter” ，即：變頻器。變頻器的工作原理被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。 4、變頻器調(diào)速原理 我們知道，交流電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速表達(dá)式位： n 60 f(1 s)/p (1) n 異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速； f 異步電動(dòng)機(jī)的頻率； s 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率； p 電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)。 由式 (1)可知，轉(zhuǎn)速 n 與頻率 f 成正比，只要改變頻率f 即可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)頻率 f 在 0 50Hz 的范圍內(nèi)變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬。變頻器就是通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)電源頻率實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的，是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速手段。 5、變頻調(diào)速節(jié)能原理： 從流體力學(xué)的理論也可知：風(fēng)機(jī)軸功率與轉(zhuǎn)速的 3 次方成正比。因此采用變頻器控制其轉(zhuǎn)速可實(shí)現(xiàn)節(jié)電目的。實(shí)際應(yīng)用中是通過(guò)調(diào)節(jié)供電頻率改變送風(fēng)風(fēng)機(jī)和回風(fēng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而調(diào)整送風(fēng)量，改變風(fēng)機(jī)功率。變頻后的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速可在很大范圍內(nèi)變化，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速，風(fēng)機(jī)運(yùn)行根據(jù)不同時(shí)刻所需不同風(fēng)量而適時(shí)改變其轉(zhuǎn)速，最大限度工作在所需功率上；同時(shí)可降低空調(diào)機(jī)組噪聲，變頻器的軟啟動(dòng)和平穩(wěn)調(diào)速減少了對(duì)電網(wǎng)的沖擊。變頻技術(shù)和控制技術(shù)的結(jié)合是空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定的關(guān)鍵，變頻技術(shù)的不斷發(fā)展成熟以及控制技術(shù)的進(jìn)步解決了控制領(lǐng)域的大部分問(wèn)題。 6、變頻風(fēng)機(jī)的特點(diǎn) （ 1）應(yīng)用變頻器后，電機(jī)的電壓、電流明顯下降，電機(jī)的輸入功率明顯減少。 （ 2）風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)速范圍不宜太大，通常應(yīng)不低于額定轉(zhuǎn)速的 50%，最好在 70%-100%之間。 （ 3）當(dāng)轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速的 40%-50%時(shí)， 風(fēng)機(jī)本身的效率明顯下降，不經(jīng)濟(jì)。同時(shí)，應(yīng)避免開(kāi)機(jī)時(shí)機(jī)組的機(jī)械臨界點(diǎn)，否則會(huì)損壞機(jī)組。 （ 4）運(yùn)行工況點(diǎn)明顯改善，風(fēng)門可以全部打開(kāi)，完全由轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)流量，對(duì)生產(chǎn)操作極為方便，而且有利于風(fēng)機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)，延長(zhǎng)使用壽命。 （ 5）變頻器直接控制電機(jī)，通過(guò)調(diào)速來(lái)驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)工作，從而提高了風(fēng)機(jī)的傳動(dòng)效率。 （ 6）由于變頻器加減速時(shí)間可以任意設(shè)定，避免了風(fēng)機(jī)全負(fù)荷啟動(dòng)時(shí)的大電流沖擊，有利于延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。 （ 7）操作方便，控制精度高，響應(yīng)速度快，使整個(gè)系統(tǒng)工作平穩(wěn)。 （ 8）節(jié) 電率在 20%-70%之間，具有巨大的節(jié)能效益，設(shè)備投資回收期短。 7、隧道風(fēng)機(jī)節(jié)能計(jì)算 對(duì)于風(fēng)機(jī)設(shè)備采用變頻調(diào)速后的節(jié)能效果 ,可根據(jù)已知風(fēng)機(jī)在不同控制方式下的流量與負(fù)載關(guān)系曲線及現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的負(fù)荷變化情況進(jìn)行計(jì)算。以 30kW 通風(fēng)機(jī)為例。運(yùn)行工況以24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行 ,其中每天 10小時(shí)運(yùn)行在 90%負(fù)荷（頻率按46Hz 計(jì)算 ,擋板調(diào)節(jié)時(shí)電機(jī)功耗按 98%計(jì)算）， 14 小時(shí)運(yùn)行在50%負(fù)荷（頻率按 20Hz 計(jì)算 ,擋板調(diào)節(jié)時(shí)電機(jī)功耗按 70%計(jì)算），全年運(yùn)行時(shí)間在 300 天為計(jì)算依據(jù) ,則變頻調(diào)速時(shí)每年的節(jié)電量為 W1=3010 1-（ 46/50） 3 300=19918kW h W2=3014 1-（ 20/50） 3 300=117936kW h Wb=W1+W2=19918+117936=137854kW h 擋板開(kāi)度時(shí)的節(jié)電量為： W1=30 （ 1-98%） 10300=1800kW h W2=30 （ 1-70%） 14300=37800kW h Wd=W1+W2=1800+37800=39600kW h W=Wb-Wd=137854-39600=98254kW h 每度電按 0.6 元計(jì)算 ,則采用變頻調(diào)速每年可節(jié)約電費(fèi)58952 元。一般來(lái)說(shuō) ,變頻調(diào)速技術(shù)用于風(fēng)機(jī)設(shè)備改造的投資 ,可以在一年左右的生產(chǎn)中全部節(jié)省回來(lái)。 8、結(jié)論：風(fēng)機(jī)設(shè)備采用變頻調(diào)速技術(shù)是一種理想的調(diào)速控制方式 ,不僅具有顯著的節(jié)電效果 ,而且方便了操作 ,提高了設(shè)備效率 ,減少了設(shè)備維護(hù)、維修費(fèi)用 ,較好地滿足了生產(chǎn)工藝要求 ,經(jīng)濟(jì)效益十分明顯?？傊?，隧道風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速，不但實(shí)現(xiàn)了軟起停，節(jié)約了電能，而且可根據(jù)隧道風(fēng)量需求方便的進(jìn)行調(diào)速，應(yīng)用效果是十 分理想的。我國(guó)的隧道相當(dāng)多，變頻器在這一方面的應(yīng)用應(yīng)當(dāng)是十分廣泛。將變頻調(diào)速技術(shù)列為通用節(jié)能技術(shù)加以推廣，可以提高生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量。 參考文獻(xiàn)： 1陳長(zhǎng)亮 基于 PLC 與 FPC 變頻調(diào)速系統(tǒng)的研究 武漢理工大學(xué) 2石秋潔變頻器應(yīng)用基礎(chǔ)機(jī)械工業(yè)出版社 2003 文檔資料：隧道風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能技術(shù)方案 完整下載 完整閱讀 全文下載 全文閱讀 免費(fèi)閱讀及下載 閱讀相關(guān)文檔 :市政給排水工程施工技術(shù)要點(diǎn)探析 如何加強(qiáng)建筑電氣安裝工程質(zhì)量控制 人性化設(shè) 計(jì)在園林景觀設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 談建筑工程的造價(jià)預(yù)算 談建筑施工安全管理的現(xiàn)狀與對(duì)策 試論園林工程施工及植物養(yǎng)護(hù)技術(shù) 談?dòng)?jì)算機(jī)和信息技術(shù)在工程項(xiàng)目監(jiān)理工作中的應(yīng)用 水泥土攪拌樁在糧倉(cāng)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用 水下鉆孔灌注樁施工技術(shù)與質(zhì)量控制 市政排水中的塑料管道施工新技術(shù) 試論公路橋梁橋面鋪裝及防撞墻施工技術(shù) 隧道工程施工安全風(fēng)險(xiǎn)管理研究 市政工程道路排水管道施工技術(shù)要點(diǎn)