羅茨鼓風(fēng)機(jī)|三葉羅茨風(fēng)機(jī)|螺桿真空泵|回轉(zhuǎn)式風(fēng)機(jī) - 錦工風(fēng)機(jī)有限公司
1、高效永磁伺服電機(jī)
永磁同步伺服電機(jī)最高轉(zhuǎn)速可達(dá)10萬轉(zhuǎn)，具有95%以上的高效率，與其他一般電機(jī)不同，具有良好的冷卻效果；
2、鋁合金葉輪
采用高強(qiáng)度航空鋁合金材質(zhì)葉輪，五軸加工中心高速銑削成型，設(shè)計(jì)精度可達(dá)到0.001毫米保證運(yùn)行高效，采用先進(jìn)的表面處理工藝在惡劣環(huán)境中保持高效率運(yùn)行，鋁合金材料非常輕適合高速旋轉(zhuǎn)中運(yùn)行。
3、懸浮軸承
100%純無油懸浮軸承，沒有機(jī)械性的摩擦，使用壽命可達(dá)半永久性，無機(jī)械性震動(dòng)，單純輸送空氣，在高溫下能夠穩(wěn)定啟動(dòng)。
4、伺服驅(qū)動(dòng)器
永磁高速電機(jī)采用經(jīng)過驗(yàn)證的最新型變頻系統(tǒng)，
優(yōu)化電機(jī)冷卻控制器布線，專用散熱裝置，通過
伺服控制器產(chǎn)生的熱量不需機(jī)體內(nèi)排出通過電機(jī)
吸入排出。
5、控制系統(tǒng)
采用PLC控制系統(tǒng)，觸摸屏上設(shè)置或顯示流量、
功率、轉(zhuǎn)速、出風(fēng)壓力、溫度等信息，可實(shí)現(xiàn)就地
、遠(yuǎn)程控制，豐富的控制模式（定壓力、定流量、
定轉(zhuǎn)速、比例控制、手動(dòng)控制）滿足現(xiàn)場(chǎng)使用要求
摘要 : 通過對(duì)羅茨鼓風(fēng)機(jī)變轉(zhuǎn)速工作特性的分析,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了變頻調(diào)速改造。運(yùn)行效果表明 , 變頻調(diào)速改造后的節(jié)能效果顯著。
1 引言
羅茨鼓風(fēng)機(jī)是均苯四甲酸二酐生產(chǎn)裝置中的關(guān)鍵設(shè)備 , 也是最大的耗電設(shè)備。我院實(shí)訓(xùn)基地均苯四甲酸二酐裝置中的羅茨鼓風(fēng)機(jī)為
RF240型,其額定工況參數(shù)為流量Q=56m3/min,轉(zhuǎn)速n=800rPmin,功率N=75kW;驅(qū)動(dòng)電機(jī)為Y315S-6型三相異步電動(dòng)機(jī)。均苯四甲酸二酐裝置生產(chǎn)時(shí),需根據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷、季節(jié)、反應(yīng)情況隨時(shí)調(diào)節(jié)進(jìn)入裝置的風(fēng)量,裝置運(yùn)行近兩年來,一直工作在欠載狀態(tài),部分風(fēng)量經(jīng)旁路放空,造成能源嚴(yán)重浪費(fèi)。根據(jù)本裝置的運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),羅茨鼓風(fēng)機(jī)工作時(shí)的流量一般為額定流量的70%～80%,即所消耗的電能有20%～30%通過放空被浪費(fèi)掉了。同時(shí),在放空過程中噪聲很大,達(dá)到110dB
。對(duì)羅茨鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造有著顯著的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效應(yīng)。
2 羅茨鼓風(fēng)機(jī)節(jié)能改造方法的確定
羅茨鼓風(fēng)機(jī)屬容積回轉(zhuǎn)式風(fēng)機(jī) , 其工作特點(diǎn)是當(dāng)轉(zhuǎn)速一定而壓力在允許范圍內(nèi)加以調(diào)節(jié)時(shí) , 流量的變動(dòng)甚微 ;
轉(zhuǎn)速和流量之間保持正比的關(guān)系。采用旁路調(diào)節(jié)法不能改變羅茨鼓風(fēng)機(jī)的吸氣量 , 所以風(fēng)機(jī)始終在滿負(fù)荷下運(yùn)行 , 無法節(jié)能。而改變轉(zhuǎn)速 , 使風(fēng)機(jī)吸氣量發(fā)生變化
, 其功率消耗也隨之改變。所以 , 對(duì)羅茨鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行變速調(diào)節(jié)就可達(dá)到節(jié)能的目的 , 而調(diào)速方法也較多。
經(jīng)過比較可知,在幾種調(diào)節(jié)方法中,變頻調(diào)速技術(shù)最為先進(jìn),它只需通過調(diào)節(jié)供電電源頻率大小,改變電機(jī)轉(zhuǎn)速,即可達(dá)到調(diào)節(jié)羅茨鼓風(fēng)機(jī)流量的目的,而且變頻調(diào)速效率高,調(diào)速性能好,調(diào)速改造方便。因此,決定采用變頻調(diào)速技術(shù)對(duì)羅茨鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造,不但可達(dá)到節(jié)能目的,同時(shí)也可提高裝置的自動(dòng)控制水平。
3、羅茨鼓風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速改造
3.1羅茨鼓風(fēng)機(jī)變轉(zhuǎn)速工作特性
3.1.1流量特性
3.2 變頻調(diào)速的工作原理
變頻調(diào)速的主要工作原理是將三相交流工頻電源經(jīng)大功率整流元件整流 , 變成直流 , 再將直流電用正弦波脈寬調(diào)制技術(shù) ( SPWM)
逆變?yōu)轭l率可調(diào)、幅度亦隨之改變的三相交流電 , 以此為電源供給電機(jī)使用 ( 圖 1) , 可以根據(jù)需要將電源頻率調(diào)節(jié)到一定的值。
式中 n ———電機(jī)轉(zhuǎn)速 ,r/min
f ———電源頻率 ,Hz
P ———電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)
s ———電機(jī)轉(zhuǎn)差率 , 額定負(fù)載時(shí)一般為 1.5% ～6% 之間 , 對(duì)確定的電機(jī)可視為定值由式 (5) 可知 , 轉(zhuǎn)速 n 正比于電源頻率
f , 調(diào)節(jié)f 就可以達(dá)到調(diào)節(jié) n 的目的。
3.3 羅茨鼓風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速的控制方案
根據(jù)電機(jī)容量 , 選用 Schneider Altivar38 90kW變頻器。 Altivar 系列變頻器是一種靜止的變頻器
,適用于高速傳動(dòng)、風(fēng)機(jī)水泵類負(fù)載和各種恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的傳動(dòng) , 在惡劣環(huán)境中使用也能保持良好性能。其最大的特點(diǎn)是安裝簡(jiǎn)便 , 參數(shù)顯示清晰 , 性能優(yōu)越
( 具有自適應(yīng)、自調(diào)整功能 ) , 堅(jiān)固耐用 ( 電機(jī)傳動(dòng)裝置具有自動(dòng)保護(hù) ) , 維護(hù)簡(jiǎn)單、方便 , 節(jié)能效果明顯。
變頻器控制接線如圖2,此變頻調(diào)速系統(tǒng)有兩個(gè)主要特點(diǎn)。
(1) 保留原有的降壓?jiǎn)?dòng)裝置 , 以備變頻器故障時(shí)使用。即羅茨鼓風(fēng)機(jī)可在工頻與變頻兩種狀態(tài)下運(yùn)行。變頻柜面板上“工頻
/變頻”選擇開關(guān)旋至工頻時(shí) , 羅茨鼓風(fēng)機(jī)將工作于原有的降壓?jiǎn)?dòng)運(yùn)行回路 ; 當(dāng)選擇開關(guān)旋至變頻時(shí) ,
羅茨鼓風(fēng)機(jī)處于變頻運(yùn)行狀態(tài),風(fēng)機(jī)的調(diào)速經(jīng)變頻器進(jìn)行控制。但應(yīng)注意,在運(yùn)行過程中,不得進(jìn)行工頻/變頻切換。
(2) 變頻調(diào)速器的控制可以是自動(dòng)的,也可以是手動(dòng)的。將總控室面板上的“手動(dòng)/自動(dòng)”選擇開關(guān) (圖2中SA1) 旋至手動(dòng)時(shí)
,電機(jī)的調(diào)速將由多圈電位器來控制 ,
操作人員根據(jù)工藝或外界條件的變化,通過旋轉(zhuǎn)電位器來調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速；將選擇開關(guān)旋至自動(dòng)時(shí),電機(jī)的調(diào)速將由溫控儀表進(jìn)行 PID控制,或由 DCS
系統(tǒng)進(jìn)行控制。溫控儀表進(jìn)行 PID控制與 DCS 系統(tǒng)控制可通過“儀表控制/DCS ”選擇開關(guān) (圖2中SA2) 進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
4、變頻調(diào)速的運(yùn)行效果
4.1 節(jié)能
現(xiàn)將變頻調(diào)速改造前后的裝置耗能進(jìn)
采用變頻器對(duì)羅茨鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制，屬于減少空氣動(dòng)力的節(jié)電方法，它和一般常用的調(diào)節(jié)風(fēng)門控制風(fēng)量的方法比較，具有明顯的節(jié)電效果。
對(duì)多數(shù)企業(yè)而言，普遍以為電費(fèi)開支是難以被控制的，現(xiàn)在運(yùn)用變頻器對(duì)機(jī)械設(shè)備節(jié)能控制技能減少電能資源的浪費(fèi)，節(jié)約電費(fèi)開支。
羅茨鼓風(fēng)機(jī)供氣不足的原因：煉鋼廠、水泥制造、化纖等行業(yè)中都用到羅茨鼓風(fēng)機(jī)，在沒有調(diào)速控制之前，一般采用降壓起動(dòng)，并且正常運(yùn)行后，電動(dòng)機(jī)全速運(yùn)行，而風(fēng)量的大小則通過風(fēng)門來調(diào)節(jié)。
一般情況下，風(fēng)門的開度為50%～80%，電機(jī)只能是滿負(fù)荷運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)的工作效率很低，造成很大浪費(fèi)，使用變頻器對(duì)羅茨鼓風(fēng)機(jī)實(shí)行節(jié)能改造后的優(yōu)勢(shì)：
1、進(jìn)步功率因素，減少無功功率損耗。
2、具有自動(dòng)節(jié)能控制功能，能根據(jù)負(fù)載情況自動(dòng)調(diào)整電壓，使電機(jī)運(yùn)行在zui高效率狀態(tài)下，
3、變頻器采用低頻輸出額定轉(zhuǎn)矩，能對(duì)羅茨鼓風(fēng)機(jī)實(shí)行強(qiáng)有力的控制。
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一污水處理廠客戶對(duì)羅茨鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造后，跟我們交流節(jié)能改造技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，下面錦工技術(shù)人員簡(jiǎn)要總結(jié)一下，羅茨鼓風(fēng)機(jī)節(jié)能改造的經(jīng)驗(yàn)，全是干貨。
首先，客戶改變了過去以調(diào)節(jié)出口閥門大小方式來調(diào)節(jié)風(fēng)壓或風(fēng)量的生產(chǎn)方式，勞動(dòng)強(qiáng)度減輕，調(diào)節(jié)的及時(shí)性好，單機(jī)能耗明顯下降。
其次，客戶加裝了錦工羅茨風(fēng)機(jī)專用變頻器，變頻器對(duì)風(fēng)機(jī)實(shí)行節(jié)能改造后具有以下幾點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：
1、提高功率因素，減少無功功率損耗 ；
2、采用變頻器控制具有自動(dòng)節(jié)能控制功能，能根據(jù)負(fù)載情況自動(dòng)調(diào)整電壓和頻率，使電機(jī)運(yùn)行在最高效率狀態(tài)下；
3、變頻器具有先進(jìn)的磁通矢量控制，低頻輸出額定轉(zhuǎn)矩，能對(duì)羅茨風(fēng)機(jī)實(shí)行強(qiáng)有力的控制 ；
4、節(jié)約能源，降低運(yùn)行成本；
5、實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)、啟動(dòng)時(shí)無大電流沖擊；
6、延長(zhǎng)螺茨風(fēng)機(jī)的使用壽命。
最后，客戶總結(jié)，在污水處理系統(tǒng)中，各種水泵也需要節(jié)能，我們可以根據(jù)工藝的需要，采用變頻器控制，來達(dá)到節(jié)能的目的，同時(shí)，在水泵安裝的時(shí)候，也要注意以下幾點(diǎn)來達(dá)到節(jié)能的目的。
1、選擇合理的安裝位置，減少彎頭，使出水口正對(duì)水池。
2、縮短管路。
3、擴(kuò)大出水管徑。
4、在進(jìn)水能保持清潔的情況下，可去掉濾網(wǎng)。
5、調(diào)整軸向間隙，防止葉輪口環(huán)和軸向間隙不恰當(dāng)，使用時(shí)應(yīng)根據(jù)水泵的出廠說明調(diào)整。
6、及時(shí)消除管道堵塞物。異物留在進(jìn)水管、葉輪或?qū)Я鳉ち鞯纼?nèi)，都將使出水量減少。
7、防止水泵進(jìn)氣。水泵進(jìn)了空氣，出水量會(huì)明顯減少，應(yīng)對(duì)各密封部位檢查維護(hù)。
8、采用聯(lián)軸器直接傳動(dòng)代替平皮帶，可提高傳動(dòng)效率。
9、有些地方，能不用底閥的盡量不用底閥。
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