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 回复:变频器节能效应有多神?

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作者 主题
一介书生
侠圣

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楼主    2015-01-19 07:47:12
主题:变频器节能效应有多神? 精华帖 
单位炼钢有6台炉子,每台对应一个45KW水泵电机,电机型号不清楚,前几天炼钢的同仁把6台水泵全改成变频驱动的,把工作频率固定在47HZ,每天工作还不是24小时,说能节能1000多度电,跑到老板面前邀功,老板说这么节能,问我要不把轧机车间的水泵也改成变频的吧……
变频器节能早有耳闻,但是具体能节能多少心里真不清楚,望大侠分析一下,同样一台电机,频率降3HZ是不是真能这么节能
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甫哥
至圣

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6楼    2015-01-20 12:33:30
精华帖  主题:回复:变频器节能效应有多神?
理论上:离心水泵(离心风机)的轴功率与转速的三次方成正比。变频驱动时理论上转速(频率下降3Hz)与功率的关系应该是 (50Hz^3):45KW=(47Hz^3):(47Hz时的功率)KW
即:(47Hz时的功率)=45KW×(47Hz^3)÷(50Hz^3)≈37.376KW
节电率=(45KW-37.376KW)÷45KW×100%≈16.94%
在实际应用中,45KW水泵改为变频驱动时,一般是不会选配输入电抗器与输出电抗器的(为了降低投资),只有驱动潜水泵或电机与变频器之间的电缆较长时,才考虑配输出电抗器。另外,按变频改造前及改造后,管路系统的阀门均为全开,影响节电率的主要是变频器的损耗。并且,系统在设计时按最大工况时的需求,并且考虑10%或以上的富余量。所以,有10%或以上的节电率是有可能做到的,且一般不会影响配套系统的“工艺”要求。

我估计楼主的可能是冷却循环水泵吧,在这里我举一个近似的案例:
约十年前,我在黄河北岸(河南境内)某集团的一个主要产品为尿素的化工厂,调试变频柜(变频改造),有一氧化碳增压的罗茨风机、燃烧回收的一氧化碳废气的锅炉风机等,有数台变频柜。调试结束、稳定运行一段时间后,准备回单位时,当时的“电气设备”类负责人冯主任问我:循环水泵采用变频器控制是否节电?节省多少?
我说要根据具体情况判断。
工况:冷却循环水泵6台(含备用)、功率:90KW、采用直接起动(他说:电力变压器大,没问题)、每台泵均独立安装有功电度表,用于单位内部能耗核算、阀门全开时泵出口压力约0.3MPa,电流大、超负荷,采用调节水泵进水口阀门的方法,使电机电流下降至额定值,此时水泵的出口压力是约0.2MPa。
我最终回答的是:可以变频控制,节电率大概是20%至30%,估计至少20%吧。
最终采用:变频一拖一、变频器裸机固定在配电室的墙壁上,阀门全开,采用简单的键盘调速,使水泵的出口保持原来的压力,即:流量与原来的相同,电机电流保持在额定以内。后来回访时得知 节电率25%,结果令人满意。
书山有路勤为径,学海无涯苦作舟;三人行,必有我师;森林之外的树木也能成才
甫哥
至圣

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11楼    2015-01-20 18:26:41
精华帖  主题:回复:变频器节能效应有多神?
谢谢鼓励。
另外:
1)我也认为楼主的数据应该是不准确。频率下降3Hz,6台45KW离心泵24小时运行,一天节电1000多度。可能已经超过不考虑变频器损耗的理论值了。
2)案例中改造前:阀门全开时压力约0.3MPa、电机超负荷。但是,实际运行时是将水泵进水口阀门适当关闭,增加进水的阻力、减小流量,使电机电流不超额定,此时压力约0.2MPa(冯主任说:调节进口阀门比调节出口阀门更省电。这个我没有验证过)。由于调小了进水口的阀门,而泵的进水口与出水口之间的压差大于0.2MPa。我的理解是:改造前后泵的出口压力基本不变、热交换部分、冷却塔高度、全部管路等等参数相同,所以泵出口至冷却后蓄水池的总水阻不变、流量基本相等,表面分析:变化的主要是进水口的阻力并影响泵的实际扬程(进出口的压差)、变频驱动时的转速等(应该不会这么简单)。转速与轴功率之间的关系没有异议。

3)曾经观察过:设备启动时,水泵电机由静到动的短时间内,电机电流较大,电流一般不超过额定电流的50%(多级潜水泵在此状态就不好说了,此时的电机电流相对要大,如果是新潜水泵或维修过的泵,电流可能达到或超过额定电流,甚至堵转、无法启动),然后电流再降下来。在约20Hz以下的低速运转时电流很小,电流变化幅度也不大(当然,肯定有变化),这可能是:采用V/F控制、流量基本为0、设置有适当的转矩提升电压及功率与转速之间的关系等原因造成的。
随着频率的上升,电机电流逐渐明显增大。在约40Hz以后,特别是45H以后,随着频率的上升 电流急剧增大。达到50Hz时甚至超过额定电流,随着压力的上升电流逐渐有所下降,达到设定压力后频率下降,电流急剧下降。经一两次“波动”后进入动态平衡。
如果所选泵的扬程比较合理,富余量不是太多,在恒压状态 接近或达到50Hz时,一般不会超负荷太多,甚至在额定电流以内。
但是,多级潜水泵则不一定,超负荷的可能性较大,特别是新泵或维修过的泵。可能的原因:由于机械结构等原因,负载特性接近恒转矩类(其实应该说是变转矩与恒转矩的组合体),低速时近似恒转矩,高速时为二者的组合、选型时所参考动水位的准确性、预留的富余量等。所以满速运行时比较容易超负荷。由于深井供水多为单泵(一口井),即使是多口井(潜水泵)并网供水,采用适当降低设置“上限频率”的方法防止超负荷,也不会对系统产生不良影响。一般设置“上限频率”为约48Hz就可解决超负荷问题。
书山有路勤为径,学海无涯苦作舟;三人行,必有我师;森林之外的树木也能成才
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28楼    2015-03-03 16:11:30
精华帖  主题:回复:变频器节能效应有多神?
不是传输距离,出口不要去加电抗器。风机,泵类,转速和能耗的比例不是直线型的,就好像速度到一定程度,你再上升一丁点,相应的阻力可能是巨量的,所以别小看那3Hz,还有,楼主的案例,工频的时候,没法调整泵的转速,只能借助阀门去调节流量 ,很多能量浪费在液体和管道以及阀门的摩擦上去了。最好还是实际测量去比较能耗差异。只是理论算,算不出什么的。
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