1 引言
風(fēng)機水泵是現(xiàn)在最大的節(jié)能對象,現(xiàn)在國內(nèi)對此進行的改造很多,控制系統(tǒng)也越來越復(fù)雜,但是復(fù)雜的同時,也加大了投入及維護成本,如果能簡單控制,減少控制環(huán)節(jié),增強系統(tǒng)穩(wěn)定性,改造的效果才越顯得明確而實用。
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)機變頻改造就是一次比較好的例子。
2 空調(diào)風(fēng)機系統(tǒng)介紹
2.1 原設(shè)備參數(shù)
風(fēng)機電動機 送風(fēng):30kW ;排風(fēng):15kW
電動機額定轉(zhuǎn)速 兩臺均為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)機系統(tǒng)由采氣室、初效、加熱、表冷、送風(fēng)機、中效、風(fēng)道閥門、風(fēng)道、高效、排風(fēng)機等設(shè)備組成,空調(diào)新風(fēng)由采氣室進入,經(jīng)初效、加熱、表冷、風(fēng)機、表冷、加熱、加濕、中效過濾再由風(fēng)道閥門控制總進風(fēng)量、風(fēng)壓,到高效過濾器進入潔凈區(qū);由回風(fēng)風(fēng)道進入排風(fēng)機排出。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,風(fēng)門及其它工藝控制點的控制很穩(wěn)定,一般一到兩個月根據(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)以上運行情況,風(fēng)機運行穩(wěn)定,對電動機頻率進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變頻器,通過變頻器控制面板調(diào)節(jié)電動機頻率就可以解決控制問題。
風(fēng)道閥門開度正常時只有50%左右,因此節(jié)能的空間較大,進行變頻器改造應(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)改造的實際情況,空調(diào)控制現(xiàn)場新增配電柜一臺,內(nèi)裝變頻器兩臺,即30kW、15kW風(fēng)機用變頻器各1臺,并按照控制原理圖設(shè)計安裝柜內(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、停機順序有一定的要求,即開機時先開送風(fēng)后開排風(fēng),而停機時先停排風(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進行連鎖控制,避免引起送風(fēng)機變頻器故障時排風(fēng)機還在運轉(zhuǎn)的情況,將變頻器故障輸出點引到起??刂苹芈?,避免意外事故的發(fā)生。
由于風(fēng)機開時風(fēng)機葉輪慣量較大,保留風(fēng)道閥門對于起動風(fēng)機時減少風(fēng)機起動時的沖擊有很大好處,因此在改造中保留,只是在開起空調(diào)機組時封閉,開起后再完全開啟。
當(dāng)風(fēng)機風(fēng)量由于過濾器等中間部件原因改變時,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)進行設(shè)置,以便于優(yōu)化設(shè)備運行。變頻器的使用使控制功能加強,變頻器的參數(shù)設(shè)定必須根據(jù)實際工藝進行參數(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,降低了實際運行轉(zhuǎn)速,因此將節(jié)約大量的電能,減少相應(yīng)的電費支出。經(jīng)過測算,兩臺風(fēng)機實際運行頻率約為41Hz,實際節(jié)約功率為18kW。兩臺空調(diào)風(fēng)機按年運行7500h計算,每年節(jié)約電量為:
節(jié)約電量=18×7500=13.5萬kW·h
由以上計算可以看出采用了變頻恒壓控制以后,每年僅節(jié)約電費將可達到
節(jié)約電費=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)降低電動機實際轉(zhuǎn)速,減少起動時對設(shè)備的沖擊,降低維修費用及空調(diào)運行的成本。空調(diào)機組對于風(fēng)機等設(shè)備要求有較高的穩(wěn)定性,減少對設(shè)備的沖擊及降速運行帶來的隱性好處是非常大的。
(3) 降低操作人員的操作強度,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)識更加深刻了,為我們以后的改造工作積累了經(jīng)驗。