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变频器和阀门谁更节能

发布日期: 2019-05-12 13:05 点击次数:

  徒弟:上次(本版第一期)你分析了通过关小阀门可以节能的原理,我们在生产中就经常注意阀门的开度了,凡是在风量过剩时,都适当关小离心风机阀门,确实减少了电能消耗,这段时间车间的耗电降低了很多。但近来我看到不少推广使用变频器节能的宣传资料,请你给我分析一下,究竟是变频器更节能还是关小阀门更节能?

  师傅:现在节能公司很多。宣传变频器节能的广告的确不少。变频器究竟能不能节能,不能一概而论,必须根据生产实况进行分析。就拿风机系统来说,我先从理论上分析,再举个例子说明,就很容易理解了。

  上次讲了在送风管路中,关小阀门的节能道理,从离心风机的压力--流量曲线图中,你注意了吗,当关小阀门时,流量从Q额减少到了Q1,此时管路的压力也有所提高(从P额提高到P1),而风机消耗的功率为压力和流量的乘积,即:W=P-Q。因此,尽管关小阀门总的减少了能量消耗。但节能效果还不是最理想的,因为流量Q减少时,压力P却增加了。

  风机的风量、压力与轴功率的关系是:风量与转速的一次方成正比;压力与转速的二次方成正比;轴功率与转速的三次方成正比。其特性关系见附图l。图1中,P额和Q额分别为风机在额定转速n额时的额定压力和额定流量,其对应的轴功率为W_。曲线W轴功率,而曲线则表示不同转速时的风机特性。

  如需减小风量时,用变频器将其减速到n1,此时对应的流量Q1,压力为Pl。曲线时对应的轴功率。Wl=P1·Ql,所以降低转速的节能效果非常理想(因为P1也随之减小)。

  徒弟:这样分析。我认识到使用变频器比关小阀门似乎更节能了。你能否更形象地比较一下呢?

  师傅:我们在风机的特性图上比较,就更直观了。请看图2,当风量过剩需减小风量时(例如减少到Q1),如用关小阀门的办法,过Q1作垂线交于风机额定转速时的特性曲线n额上的A点,此时的轴功率为:W1=Pl*Q1(即四边形APIOPl),比额定转速、风门全开的轴功率W额=P额·Q额(即四边形w额P额Q额的面积)减少一些。

  如果使用变频器降低风机转速。在达到同样风量(Q。)时,过Q。的垂线时的特性曲线于B点,此时对应的风压为Pl′,轴功率为W1′=Pl′*Ql′(即四边形BP1′OQ1的面积)。现在看三个四边形,面积最小的(图2中阴影部分)当然就是最节能的了。

  徒弟:这样一比,真是一目了然了,你能不能举个例子,定量计算一下。我们在生产中可以参照应用呢?

  师傅:可以。前些日子立窑车间(水泥生产)就改造了一台引风机。具体情况如下。

  风机型号为Y4-76-2型,风量为68992m3/h,风压(全压)为290mm水柱,转速:1450转,分。电机为90kW。电机额定电流为164.3A。由于风量有余,平时阀门开度为60%左右,实测电机电流降为83A。电机输出功率为:

  作节能改造时用了变频器。将风门全开,频率设定在38Hz一40Hz左右.风量就满足了生产需要,电机的功率降到36.48kW。

  分析此电机功率,我认为它是由两部分组成,一是其系统固有的机械效率引起的损耗,这是基本不以风量改变而变化的(转速降低时损耗会减小,但风机效率也会减小,粗略计算可将其忽略);另一部分是有用功率。它等于我们前面说的压力和流量的乘积。

  由于风机的轴功率与转速的三次方成正比(即与频率的三次方成正比),有用功率为:

  师傅:不对!我前面说了,一定要根据具体工况分析。我举的这个例子是因为本身风量过剩,如果阀门原来就开到80%或更大,而机器本身的损耗又降不下来,节能空间非常小,而变频器本身也是有损耗的,加上其损耗,搞不好不但不节能,还要多消耗能量了,这不是画蛇添足吗?

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