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锋速达通风降温系统

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风机选型与安装

彩钢瓦车间高温处理设备_安邦信高压变频器在水泥旋窑风机上的应


安邦信高压变频器在水泥旋窑风机上的应用
     1、 引     言


            在产业生产、发电、居民供热、和水泥制造业中,风机设备应用范围广泛;其电能消耗和诸如阀门、挡板相关设备的节流损失以及维护、维修用度约占到生产本钱的7%~25%,是一笔不小的生产用度开支。随着经济改革的不断深进,以及能源的危机,节能降耗业已成为降低生产本钱、进步产品质量的重要手段之一。


            一般情况下,采用风门调节的风机,在两者偏离10%时,效率下降8%左右;偏离20%时,效率下降20%左右;而偏离30%时,效率则下降30%以上。对于采用调节风门进行调节风量的风机,这是一个固有的不可避免的题目。可见,在水泥制造业中的高温风机,窑尾风机及循环风机的用电量中,很大一部分是因风机的型号与管网系统的参数不匹配及调节方式不当而被调节风门消耗掉的。因此,改进离心风机的调节方式是进步风机效率,降低风机耗电量的最有效途径。


            我们以干法悬窑生产线的窑尾高温风机系统变频改造为例,其窑烧成系统流程简图如图1所示。


        
                                             图1


            旋窑是一个有一定斜度的圆筒状物,预热机来的料从窑尾进进到窑中,借助窑的转动来促进料在旋窑内搅拌,使料互相混合、接触进行反应,物料依靠窑筒体的斜度及窑的转动在窑内向前运动。窑内燃烧产生的余热废气,在窑尾高温风机的作用下,通过预热器对进进窑尾前的生料进行预热均化,降温后的余热废气再通过高温风机抽出进进废气处理(除尘及排出)。  


         2、现场调研报告


        


        


         4、使用过程存在的题目:


            (1) 供风系统设计余量大:各风机的挡板开度为55%以下,没有满负荷运行。


            (2) 现供风系统供风骚量调节方式为通过挡板开度的大小来调节,它是通过改变挡板的开度从而改变管网的风阻来调节供风骚量的。还有的通过液力耦合器来调节转速改变供风量,这种方式虽说简单易行,但它存在很大的弊病。其中(1) 节能效果:液力耦合器节能效果低,在低速时,有近3/4的能量被浪费。大容量的设备还应添加水冷系统。(液力耦合器是一种耗能型的机械调速装置,调速越深(转速越低)损耗越大,对于平方转矩负载,由于负载转矩按转速平方率变化,原传动输进功率则按转速的平方率降低,损耗功率相对小一些,但输出功率是按转速的立方率减小,调速效率仍然很低。)(2) 安全性能:液力耦合器出现题目后,必须停机维修,影响生产的正常进行。(3)运行精度: 力耦合器靠油量和负荷的拉动调速,调速精度低,当负荷变化时,转速随之变化。(4)维护用度: 液力耦合器在运行一定时间后,需对液压油进行更换;


            (3) 现高压电机多为水电阻启动起动,巨大的起动电流(起动电流一般为额定电流的3倍左右)会产生巨大转矩冲击,会使电机的转子绕组及组尼绕组承受很高的热应力和机械应力,致使电机笼条端环断裂,铁芯松弛,尽缘绕组击穿等。这些情况会导致系统动力设备的使用寿命减短,维护时间与维护用度增加。


            (4)工人的劳动强度大,往往根据供风的高低峰进行人为调节。


         5、高压变频器风机改造方案


            经过对原系统进行分析,对原系统的风压控制由原来的液力耦合器调节改为变频器调节,即取消原液力耦合器,将电机与液力耦合器之间用一连接轴取代液力耦合器连通,而由变频器对电机本身进行调速,最后达到调整窑尾预热器(高温风机进口)的压力为工况要求值。


            变频器设备接进用户侧高压开关和拟改造电机之间,如图2所示,变频器控制接进原有的DCS系统,由DCS系统来完成正常操纵。


        
                        图2 变频器连接图


            为了充分保证系统的可靠性,变频器同时加装工频旁路装置,可在故障时将电机切换至工频状态下运行,且切换方式为自动切换。变频器故障时,电机自动切换到工频运行,这时风机转速会升高,风压会发生很大变化,影响窑内物料的煅烧质量,故此时应及时在DCS上对高温风机的风门进行及时调节,降低风机输出风量至工况要求值。


           变频器及其工频旁路开关由变频器整体配套提供,车间降温。电机、高压断路保存了用户原有设备。


         6、改造留意事项


            由于原电机控制为液力耦合器调速,为了安装变频器,必须重新设计变频器专用房。根据现场环境,我们选择在高压配电室旁另建一变频器专用房,此地方距高压室较近,动力电缆敷设方便。


            由于现场灰尘较大,而变频器为强迫风冷,设备内空气流通量较大,为保障变频器尽量少受外界灰尘的影响,在房间透风设计上,设计了两扇大面积专用进风窗,房间不另设其它窗口,基本上是密闭设计。透风窗采用专用过滤棉滤网,这样使进进变频器室内的空气经过透风窗滤灰,进进变频器室内的灰尘大大减小。


            由于本变频器功率较大,为保证足够的透风冷却效果,在变压器柜顶和功率柜顶分别独立安装了一整体风罩,与各自的出风口连成整体,保证变频器整体冷却透风要求。


            为减小安装本钱,动力电缆保存了原高压柜至电机的电缆,将电缆原接线由高压柜牵至变频器,再重新由高压柜到变频器敷设一根动力电缆,由于变频器房紧邻高压室,此电缆长度较短。


            变频改造后,由于需要取消原液力耦合器,我们按照液力耦合器的联接尺寸设计制作了一套直接连接轴来代替液耦。连接轴的基座安装尺寸、轴连接中心尺寸、轴径尺寸、轴与电机及风机侧的连接靠背轮均与原液耦一致,安装时,仅需将原液耦拆除,将连接轴代替液力耦合器,现场仅作少量调整即可达到安装要求,而不用对风机及电机作任何调整,安装方便快捷。



风机、水泵变频调速节能分析
    
    能源是国家重要的物质基础,能源的供需矛盾已成为制约我国社会主义经济建设的主要因素之一。在能源题目上国务院提出“节约与开发并重”的方针,就是依靠技术进步,把节约能源以解决能源题目作为我国重要的技术经济政策。


             据不完全统计,全国风机、水泵、压缩机就有1500万台电动机,用电量占全国总发电量的40~50%,这些电动机大多在低的电能利用率下运行,只要将这些电动机电能利用率进步10~15%,全年可节电300亿kW以上。


             根据火电设计规程SDJ-79规定,燃煤锅炉的送、引风机的风量裕度分别为5%和5%~10%,风压裕度分别为10%和10%~15%。设计过程中很难计算管网的阻力、并考虑到长期运行过程中发生的各种题目,通常总是把系统的最大风量和风压裕度作为选型的依据,但风机的型号和系列是有限的,往往选取不到合适的风机型号时就往上靠,裕度大于20~30%比较常见。因此这些风机运行时,只有靠调节风门或风道挡板的开度来满足生产工艺对风量的要求。风机和水泵的机械特性均为平方转矩特性,水泵运行时,靠阀门的开度调节流量来满足供水要求,工况与风机相似,靠调节风门、风道档板或阀门的开度来调节风机风量,水泵流量的方法、称为节流调节,在节流调节过程中,风机或水泵固有特性不变、仅仅靠关小风门、挡板或阀门的开度,人为地增加管路的阻力,由此增大管路系统的损失,不利于风机,水泵的节能运行。


             采用调速控制装置,通过改变风机水泵转速,从而改变风机风量,水泵流量以适应生产工艺的需要,这种调节方式称为风机水泵的调速控制。风机、水泵以调速控制方式运行能耗最省,综合效益最高。交流电机的调速方式有多种、变频调速是高效的最佳调速方案,它可以实现,风机水泵的无级调速,并可方便地组成闭环控制系统、实现恒压或恒流量控制。


         一、风机水泵变频调速的节电原理:


             如图示为离心风机水泵的风压、(水压)H-风量(流量)Q曲线特性图:


        


         n1-代表风机水泵 在额定转速运行时的特性;
n2-代表风机水泵降速运行在n2转速时的特性;
R1-代表风机水泵管路阻力最小时的阻力特性;
R2-代表风机水泵管路阻力增大到某一数组时的阻力特性。


             风机水泵在管路特性曲R1工作时,工况点为A,其流量压力分别为Q1、H1,此时风机水泵所需的功率正比于H1与Q1的乘积,即正比于AH1OQ1的面积。由于工艺要求需减小风量(流量)到Q2,实际上通过增加管网管阻,使风机水泵的工作点移到R2上的B点,风压(水压)增大到H2,这时风机水泵所需的功率正比H2Q2的面积,即近比广BH2OQ2的面积。显然风机水泵所需的功率增大了。这种调节方式控制固然简单、但功率消耗大,不利于节能,是以高运行本钱换取简单控制方式。


             若采用变频调速,风机水泵转速由n1下降到n2,这时工作点由A点移到C点,流量还是Q2,压力由H1降到H3,这时变频调速后风机(水泵)所需的功率正比于H3与Q2的乘积,即正比于CH3OQ2的面积,由图可见功率的减少是明显的。


         二、风机水源节能的计算


             风机水泵流量变化量,如前所述,采用变频调速是节电之有效的措施。根据GB12497对电机经济济运行治理的规定有如下的计算公式。


             采用档板调节流量对应电动机输进功率P1V与流量Q的关系为:

P1V≈[0.45+0.55(Q/QN)2]P1e                         (1)


         式中:P1e??额定流量时电动机输进功率(kW)。
QN??额定流量


         三、应用实例:


             某水泥厂机立窑离心风机245KW,电机4极、实际用风量为0.6~0.7,预备改造为变频器驱动,估算节电率和投资回收期。


             取Q/QN=0.65,由(2)式


             由(1)式P1V=〔0.45+0.55(0.65)2〕245
                   =0.6428×245=157(KW)


             采取风门调节风量时风机所需的轴功率为157kW,变频器调速器调风量时相对调节风门调风量的节电率为0.6。


             年节电量,每年按300天计算。


        

24×306×157×60%=678240KWh≈67.8(万kWh)


             年节电费(电价0.40元/kWh)


    ,屋顶风机排风设备;    

0.4×678240=27万元


             投资回收期:


             投资回收期=设备投资总额(元)÷年节电费(元)
             =18÷27=0.67(年)=8(个月)


             由此可判定,该水泥厂机立窑离心风机采用变频器驱动后,年节电量67.8万kWh,年节电费27万元,投资回收期8个月,技术经济效益可观。


       ,通风降温设备生产厂;      该水泥厂订购了一台变频调速柜、内装森兰BT40S250kW变频器一台,另有空开、熔断器、电表、指示灯等,价值18万元。投进运行后,变频器频率调到35Hz左右满足机窑立风量要求,这时电动机电流210A左右,变频器输电压、298V,实际输出功率为


        

P=√3 IVCOφ4=3×210×298×0.9≈97.5kW


             与理论计算值157×0.6=94.2kW基本吻合。


             通过以上分析可以看出,风机水泵采用变频器调速后,节电效果是明显的,此外,机械的转速降低后,机械的磨损减少,使用寿命延长了,间接经济效益也很可观。


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收录时间:2011年03月03日 11:51:47 来源:未知 作者:



碳纤维复合材料在风机叶片上的应用动向
    
碳纤维复合材料在风机叶片上的应用动向
作者:罗益锋    来源:高科技纤维与应用
随着风力发电设备的大型化,要求减轻设备负荷,为此要求采用适应于大型叶片轻量化和高刚性化的CF,为此除已大量采用的大丝束PANCF外,日铁复合材料公司已正式生产销售高性能沥青CF制的风电大型圆柱翼根,代替以往的螺旋桨,通过在螺旋圆柱翼上所安装的螺旋状叶片,可使风车高效捕风并旋转,即使弱风也能发挥较高的发电稳定性,而且噪音等级极低。

德国拜耳材料科学公司现正着手建设世界最大的多层碳纳米管(MWCNT)的生产装置,规模为200 t/a,商品名为“BAYTUBES”,其纯度超过95 %,而且可以稳定再现。用它增强的塑料或金属铝,力学强度高,与以往的材料相比,密度是钢铁的1/3而强度相当,质量却只有钢的50%,因此可改善能效和CO2排放量的平衡,在某些领域取代钢、钛等特种金属及CFRP。在风力发电领域,若在大型CF与玻璃纤维增强的环氧树脂叶片中加进上述MWCNT,则与未加进CNT的材料相比,达到同样的强度时,质量减轻30 %,抗冲击强度进步10 %~30 %,耐疲惫性也进步50 %~200 %,耐久性好,可延长叶片的寿命。为此,该公司正与加拿大阿尔基安公司、德国PEAK及ZOZ公司协作来开拓各方面的市场,包括CNT增强铝的高性能材料、体育用品等,预期10年内的销售额目标为20 亿美元。

据报道,2005~2008年全球CF风电叶片的均匀增长率为11 808.6 MW/a,相当于每年增设5,904座2 MW风机。若2 kW风电机组每片叶片以12 t计,需玻纤6 t,CF占10 %,则每片叶片的CF用量为0.6 t,每座风机需1.8 t CF,则年均需求量估计为10,627 t。目前风电用大丝束CF的提供者为美国ZOLTEK公司,由于瑞典复合材料研究所及OxconAB公司开发了能将12 k~48 k CF展开成超薄(48~80 g/m2)的扁带,再经纬纱方式编织成织物,它极适用于单向交叉展层,经测试其CFRP性能与采用1 k~6 k CF相同。为此,这种技术的开发无疑有助于大丝束CF的扩大应用。正是由于其市场的不断扩大,ZOLTEK的产能计划由2008年的13 000 t/a扩大至2010年的15,500 t/a。德国SGL团体的大丝束PAN-CF也将从2008年的7,400 t/a,扩大到2010年的14,000 t/a。由于我国风电的需求量很大,很多国际着名企业如Vestas、Repower、Gamesa、EHN、Suzulon、Nordex、GE及LM等,都相继登陆中国,这将大大提升我国风电的技术水平,但同时又将加剧企业间的竞争。(end)

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收录时间:2011年01月27日 23:08:12 来源:罗益锋来源:高科技纤维与应用 作者:

???? ? 简介: 我国的电动机用电量占全国发电量的60%~70%,风机、 水泵 设备 年耗电量占全国电力消耗的1/3。造成这种状况的主要原因是:风机、 水泵 等设备传统的调速方法是通过调节进口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量,其输出功率大量的能源消耗在挡板、阀门地截流过程中。由于风机、 水泵 类大多为平方转矩负载,轴功率与转速成立方关系,所以当风机、 水泵 转速下降时,消耗的功率也大大下降,因此节能潜力非常大,最有效的节能措施就是采用变频调速器来调节流量、风量,应用 变频器 节电率为20%~50%,而且通常在设计中,用户 水泵 电机设计的容量比实际需要高出很多,存在“大马拉小车”的现象,效率低下,造成电能的大量浪费。因此推广交流变频调速装置效益明显。 我国的电动机用电量占全国发电量的60%~70%,风机、 水泵 设备年耗电量占全国电力消耗的1/3。造成这种状况的主要原因是:风机、 水泵 等设备传统的调速方法是通过调节进口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量,其输出功率大量的能源消耗在挡板、阀门地截流过程中。由于风机、 水泵 类大多为平方转矩负载,轴功率与转速成立方关系,所以当风机、 水泵 转速下降时,消耗的功率也大大下降,因此节能潜力非常大,最有效的节能措施就是采用变频调速器来调节流量、风量,应用变频器节电率为20%~50%,而且通常在设计中,用户 水泵 电机设计的容量比实际需要高出很多,存在“大马拉小车”的现象,效率低下,造成电能的大量浪费。因此推广交流变频调速装置效益明显。   采用变频器驱动具有很高的节能空间。目前很多国家均已指定流量压力控制必须采用变频调速装置取代传统方式,中国国家能源法第29条第二款也明确规定风机泵类负载应该采用电力电子调速。 变频调速节能装置的节能原理    1、变频节能   由流体力学可知,P(功率)=Q(流量)? H(压力),流量Q与转速N的一次方成正比,压力H与转速N的平方成正比,功率P与转速N的立方成正比,假如 水泵 的效率一定,当要求调节流量下降时,转速N可成比例的下降,而此时轴输出功率P成立方关系下降。即 水泵 电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。例如:一台 水泵 电机功率为55KW,当转速下降到原转速的4/5时,其耗电量为28.16KW,省电48.8%,当转速下降到原转速的1/2时,其耗电量为6.875KW,省电87.5%.   2、功率因数补偿节能   无功功率不但增加线损和设备的发热,更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低,大量的无功电能消耗在线路当中,设备使用效率低下,浪费严重,由公式P=S?COSФ,Q=S?SINФ,其中S-视在功率,P-有功功率,Q-无功功率,COSФ-功率因数,可知COSФ越大,有功功率P越大,普通 水泵 电机的功率因数在0.6-0.7之间,使用变频调速装置后,由于变频器内部滤波电容的作用,COSФ≈1,从而减少了无功损耗,增加了电网的有功功率。    3、软启动节能   由于电机为直接启动或Y/D启动,启动电流即是(4-7)倍额定电流,这样会对机电设备和供电电网造成严重的冲击,而且还会对电网容量要求过高,启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门的损害极大,对设备、管路的使用寿命极为不利。而使用变频节能装置后,利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始,最大值也不超过额定电流,减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求,延长了设备和阀门的使用寿命。节省了设备的维护用度。 相关阅读:

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