1 引言
風(fēng)機(jī)水泵是現(xiàn)在最大的節(jié)能對象,現(xiàn)在國內(nèi)對此進(jìn)行的改造很多,控制系統(tǒng)也越來越復(fù)雜,但是復(fù)雜的同時(shí),也加大了投入及維護(hù)成本,如果能簡單控制,減少控制環(huán)節(jié),增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性,改造的效果才越顯得明確而實(shí)用。
我公司近期的電氣節(jié)能改造工作一直在滿足工藝控制條件的情況下,盡量減少控制環(huán)節(jié),盡量做到精簡,此次空調(diào)風(fēng)機(jī)變頻改造就是一次比較好的例子。
2 空調(diào)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)介紹
2.1 原設(shè)備參數(shù)
風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī) 送風(fēng):30kW ;排風(fēng):15kW
電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速 兩臺(tái)均為1450r/min
風(fēng)量 30000m3/h
選用變頻器 EV2000-4T0300P1、EV2000-4T0150P
2.2 系統(tǒng)原理
空調(diào)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)由采氣室、初效、加熱、表冷、送風(fēng)機(jī)、中效、風(fēng)道閥門、風(fēng)道、高效、排風(fēng)機(jī)等設(shè)備組成,空調(diào)新風(fēng)由采氣室進(jìn)入,經(jīng)初效、加熱、表冷、風(fēng)機(jī)、表冷、加熱、加濕、中效過濾再由風(fēng)道閥門控制總進(jìn)風(fēng)量、風(fēng)壓,到高效過濾器進(jìn)入潔凈區(qū);由回風(fēng)風(fēng)道進(jìn)入排風(fēng)機(jī)排出。系統(tǒng)的風(fēng)量、風(fēng)壓由送風(fēng)風(fēng)門控制,一般開度為45%~70%,由于潔凈區(qū)內(nèi)生產(chǎn)的連續(xù)性很強(qiáng),風(fēng)門及其它工藝控制點(diǎn)的控制很穩(wěn)定,一般一到兩個(gè)月根據(jù)風(fēng)量與風(fēng)壓情況調(diào)節(jié)一次即可。
具體工藝圖如圖1所示。
圖1 工藝流程圖
根據(jù)以上運(yùn)行情況,風(fēng)機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定,對電動(dòng)機(jī)頻率進(jìn)行簡單的控制即可滿足工藝的需要,因此變頻改造不需要增加復(fù)雜的控制系統(tǒng),只是在主回路增加兩臺(tái)變頻器,通過變頻器控制面板調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)頻率就可以解決控制問題。
風(fēng)道閥門開度正常時(shí)只有50%左右,因此節(jié)能的空間較大,進(jìn)行變頻器改造應(yīng)該有較大的節(jié)能空間。
2.3 改造過程
由上述原理可以看出,電氣回路改造是這次改造的主要內(nèi)容,根據(jù)改造的實(shí)際情況,空調(diào)控制現(xiàn)場新增配電柜一臺(tái),內(nèi)裝變頻器兩臺(tái),即30kW、15kW風(fēng)機(jī)用變頻器各1臺(tái),并按照控制原理圖設(shè)計(jì)安裝柜內(nèi)電路及按鈕、指示燈等元器件。
由于風(fēng)道不能承受負(fù)壓,因此送風(fēng)與排風(fēng)的開、停機(jī)順序有一定的要求,即開機(jī)時(shí)先開送風(fēng)后開排風(fēng),而停機(jī)時(shí)先停排風(fēng)后停送風(fēng);這些控制要求只能在配電控制回路中進(jìn)行體現(xiàn),所以,電氣控制回路中增加了一定的電氣連鎖,而且對于變頻器故障引起的不必要的麻煩,只好在控制回路中增加變頻器的輸出點(diǎn)進(jìn)行連鎖控制,避免引起送風(fēng)機(jī)變頻器故障時(shí)排風(fēng)機(jī)還在運(yùn)轉(zhuǎn)的情況,將變頻器故障輸出點(diǎn)引到起??刂苹芈?,避免意外事故的發(fā)生。
由于風(fēng)機(jī)開時(shí)風(fēng)機(jī)葉輪慣量較大,保留風(fēng)道閥門對于起動(dòng)風(fēng)機(jī)時(shí)減少風(fēng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的沖擊有很大好處,因此在改造中保留,只是在開起空調(diào)機(jī)組時(shí)封閉,開起后再完全開啟。
當(dāng)風(fēng)機(jī)風(fēng)量由于過濾器等中間部件原因改變時(shí),就需要調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率來適應(yīng)工況的改變,而改變變頻器的輸出頻率,只需按變頻器控制面板的上下箭頭鍵即可改變輸出運(yùn)行頻率,操作簡單易行。
其電氣接線原理圖如圖2所示。
圖2 變頻器控制原理圖
除了電氣控制回路改造之外,還要對變頻器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,以便于優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行。變頻器的使用使控制功能加強(qiáng),變頻器的參數(shù)設(shè)定必須根據(jù)實(shí)際工藝進(jìn)行參數(shù)整定。變頻器參數(shù)的具體設(shè)置如附表所示,其它參數(shù)采用默認(rèn)值并經(jīng)過自整定即可。
附表 變頻器參數(shù)的具體設(shè)置
2.4 效益分析
(1)節(jié)能效果明顯。由于完全開啟了風(fēng)門,降低了實(shí)際運(yùn)行轉(zhuǎn)速,因此將節(jié)約大量的電能,減少相應(yīng)的電費(fèi)支出。經(jīng)過測算,兩臺(tái)風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行頻率約為41Hz,實(shí)際節(jié)約功率為18kW。兩臺(tái)空調(diào)風(fēng)機(jī)按年運(yùn)行7500h計(jì)算,每年節(jié)約電量為:
節(jié)約電量=18×7500=13.5萬kW·h
由以上計(jì)算可以看出采用了變頻恒壓控制以后,每年僅節(jié)約電費(fèi)將可達(dá)到
節(jié)約電費(fèi)=13.5萬kW·h×0.53元/kW·h=7.15萬元
而變頻改造需要增加投入3.5萬元,短期內(nèi)就可以收回投資。
(2)降低電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速,減少起動(dòng)時(shí)對設(shè)備的沖擊,降低維修費(fèi)用及空調(diào)運(yùn)行的成本??照{(diào)機(jī)組對于風(fēng)機(jī)等設(shè)備要求有較高的穩(wěn)定性,減少對設(shè)備的沖擊及降速運(yùn)行帶來的隱性好處是非常大的。
(3) 降低操作人員的操作強(qiáng)度,提高空調(diào)供用質(zhì)量。操作人員只要操作變頻器操作面板即可達(dá)到控制風(fēng)量的目的,不用再控制風(fēng)道閥門。
3 結(jié)束語
這次空調(diào)變頻改造是一次非常有意義的嘗試,為了簡化控制,減少環(huán)節(jié),我們盡量簡化了工藝控制要求,經(jīng)多方調(diào)查、了解,才做出了以上的實(shí)施工作;正是以上的工作,使我們對于變頻控制的意義及方式的認(rèn)識(shí)更加深刻了,為我們以后的改造工作積累了經(jīng)驗(yàn)。