高壓變頻技術(shù)的推廣應(yīng)用論文
摘要：對(duì)風(fēng)機(jī)實(shí)施變頻技術(shù)改造，實(shí)際上是在拖動(dòng)風(fēng)機(jī)的電力傳動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用了變頻調(diào)速技術(shù)。使用變頻調(diào)速技術(shù)不但可以有效提高電力傳動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能水平，還能加強(qiáng)電力傳動(dòng)系統(tǒng)的控制性。文章通過實(shí)例對(duì)高壓變頻技術(shù)的推廣應(yīng)用進(jìn)行了探討，對(duì)煤礦通風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速改造，能創(chuàng)造很大的經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)鍵詞：變壓變頻技術(shù)；拖動(dòng)風(fēng)機(jī)；電力傳動(dòng)系統(tǒng)；節(jié)能水平；變頻調(diào)速改造
1概述
1.1項(xiàng)目背景
據(jù)調(diào)查研究顯示，風(fēng)機(jī)配套電機(jī)就目前而言占據(jù)全國(guó)電機(jī)裝機(jī)量高達(dá)60%，其耗電量相當(dāng)于我國(guó)發(fā)電總量的1/3。尤其需要注意的是，很多水泵以及風(fēng)機(jī)等機(jī)械設(shè)備在使用中往往出現(xiàn)大材小用的現(xiàn)象，另因生產(chǎn)制造工藝發(fā)生變化，需時(shí)常對(duì)機(jī)械的溫度、流量和壓力等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以保證正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但當(dāng)前一些企業(yè)仍使用閥門、調(diào)節(jié)擋風(fēng)板等落后的方式對(duì)機(jī)械參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。簡(jiǎn)單說就是通過人力加大阻力，同時(shí)耗費(fèi)更多的電能或金錢達(dá)到生產(chǎn)要求。這種方式增加了資源的浪費(fèi)，同時(shí)調(diào)節(jié)準(zhǔn)確度低，生產(chǎn)需求不能得到很好地滿足，嚴(yán)重阻礙生產(chǎn)的穩(wěn)定開展。代池壩煤礦大功率設(shè)備：264kW主扇風(fēng)機(jī)、地面130kW壓風(fēng)機(jī)等設(shè)備，啟動(dòng)電流大，電機(jī)和傳動(dòng)機(jī)械的沖擊應(yīng)力大，消耗了電能，對(duì)電網(wǎng)沖擊大；從理論和實(shí)踐上論述了煤礦大型設(shè)備節(jié)能利用的方法，成功應(yīng)用“SP500系列爍普變頻器”的經(jīng)驗(yàn)做一介紹，為今后提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論借鑒，本報(bào)告主要針對(duì)代池壩煤礦張家灣抽風(fēng)機(jī)成功應(yīng)用“SP500系列爍普變頻器”為例。
1.2項(xiàng)目研究的主要內(nèi)容
主扇風(fēng)機(jī)使用變頻節(jié)能技術(shù)，選擇安全、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的設(shè)備。
1.3項(xiàng)目研究的技術(shù)路線
本成果首先通過調(diào)查，確定各種設(shè)備節(jié)電能力，查閱大量相關(guān)節(jié)能技術(shù)資料，分析研究設(shè)備相關(guān)運(yùn)行參數(shù)，提出主扇風(fēng)機(jī)采用變頻節(jié)能技術(shù)。總結(jié)在使用中遇到的技術(shù)難題，并提出解決方法，最后對(duì)本項(xiàng)目進(jìn)行技術(shù)總結(jié)。
1.4項(xiàng)目研究的主要技術(shù)難點(diǎn)
主扇風(fēng)機(jī)使用SP500-P型礦用變頻調(diào)速節(jié)能設(shè)備的可靠性。
1.5項(xiàng)目研究的創(chuàng)新點(diǎn)
大型設(shè)備啟動(dòng)平穩(wěn)，減小設(shè)備高電壓、大電流、傳動(dòng)機(jī)械沖擊，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，達(dá)到節(jié)能效果。
1.6項(xiàng)目完成情況
本成果以代池壩煤礦張家灣抽風(fēng)機(jī)房2臺(tái)主扇風(fēng)機(jī)、熱水池2臺(tái)加壓水泵、地面壓風(fēng)機(jī)房2臺(tái)壓風(fēng)機(jī)、礦井主提升絞車為研究對(duì)象，現(xiàn)已成功投入7臺(tái)變頻控制器使用，達(dá)到了節(jié)能和保護(hù)設(shè)備的目的，為今后廣泛使用節(jié)能設(shè)備提供了理論依據(jù)和技術(shù)支撐，并以代池壩煤礦張家灣抽風(fēng)機(jī)成功應(yīng)用“SP500系列爍普變頻器”為例。
2代池壩煤礦實(shí)例
2.1代池壩煤礦主扇風(fēng)機(jī)原啟動(dòng)方式
代池壩煤礦主扇風(fēng)機(jī)原啟動(dòng)方式采用直接啟動(dòng)，直接采用工頻供電，定速驅(qū)動(dòng)，通過調(diào)節(jié)風(fēng)門開關(guān)大小來控制風(fēng)量。礦井主扇風(fēng)機(jī)的額定通風(fēng)能力（風(fēng)量、風(fēng)壓）是根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算的礦井末期的通風(fēng)阻力和達(dá)產(chǎn)時(shí)的風(fēng)量確定。礦井剛開始投入生產(chǎn)時(shí)，風(fēng)機(jī)通常都有較大的富余力；為使礦井能夠正常生產(chǎn)，過去一般采用人為關(guān)閉小風(fēng)門擋板的做法來增加通風(fēng)阻力，從而改變主扇風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況達(dá)到調(diào)節(jié)風(fēng)量的目的'。在生產(chǎn)過程中，風(fēng)機(jī)的風(fēng)量與風(fēng)壓裕度以及在生產(chǎn)過程中絕大部分時(shí)間都不是滿負(fù)荷，同時(shí)由于生產(chǎn)系統(tǒng)所需求的風(fēng)量隨之變化，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況點(diǎn)與設(shè)計(jì)高效點(diǎn)相偏離，從而使風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率大幅度下降。目前，風(fēng)機(jī)的變頻調(diào)速節(jié)能在高、低壓領(lǐng)域均有涉及，380V、3kV、6kV、10kV都有應(yīng)用，行業(yè)涵蓋水泥、石化、工礦、電力、化工、造紙、石油、食品、醫(yī)藥、市政、建筑、水利等諸多關(guān)系國(guó)計(jì)民生的領(lǐng)域。變頻節(jié)能設(shè)備是利用變頻器所具有的軟啟動(dòng)功能通過把啟動(dòng)電流歸置成零。通過了解變頻器在啟動(dòng)時(shí)所承載的負(fù)荷曲線可知，機(jī)械啟動(dòng)時(shí)幾乎不發(fā)生任何沖擊，電流變動(dòng)都是從零開始，電流的增加同轉(zhuǎn)速相關(guān)，隨轉(zhuǎn)速的增加而增加，因此不會(huì)超越額定電流的最大值。所以說，使用變頻風(fēng)機(jī)能夠增加電動(dòng)機(jī)以及開關(guān)的使用年限，減少了啟動(dòng)電流等對(duì)電機(jī)造成的過大壓力，減少了很多維修保養(yǎng)費(fèi)用。
2.2功率因數(shù)補(bǔ)償節(jié)能
我們知道無功功率能導(dǎo)致線材以及設(shè)備等的發(fā)熱，增加損耗，甚至因功率因數(shù)的下降造成電網(wǎng)中無功功率下降，加大了線路中無功功率的損耗，致使設(shè)備使用率大幅下降，資源浪費(fèi)嚴(yán)重，由公式P＝S×COSФ，Q＝S×SINФ，式中：S為視在功率；P為有功功率；Q為無功功率；COSФ為功率因數(shù)，可知COSФ越大，有功功率P越大，普通風(fēng)機(jī)的功率因數(shù)在0.7～0.85之間，使用變頻調(diào)速裝置后，由于變頻器內(nèi)部濾波電容的作用，COSФ≈1，從而減少了無功損耗，增加了電網(wǎng)的有功功率。代池壩煤礦主扇風(fēng)機(jī)總功率為2*132kW，全年12個(gè)月連續(xù)運(yùn)行，每天工作24小時(shí)，我們保守估計(jì)按轉(zhuǎn)速降低10%計(jì)算，由前面計(jì)算可知節(jié)電率為27.1%，對(duì)電費(fèi)按每度0.736元計(jì)算，負(fù)載系數(shù)為0.75，那么每年的可節(jié)約電費(fèi)支出：每年節(jié)約電費(fèi)計(jì)算：264kW×24h×360天×0.736×0.75×27.1%＝341213.3元代池壩煤礦張家灣抽風(fēng)機(jī)房2臺(tái)主扇風(fēng)機(jī)、熱水池2臺(tái)加壓水泵、地面壓風(fēng)機(jī)房2臺(tái)壓風(fēng)機(jī)，現(xiàn)已成功投入7臺(tái)變頻控制器使用，每年可為礦節(jié)約電費(fèi)約50萬元。
3效益分析
3.1經(jīng)濟(jì)效益
代池壩煤礦大型設(shè)備節(jié)能技術(shù)的成功應(yīng)用，不僅給煤礦本身帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)對(duì)社會(huì)也提供了技術(shù)范例：（1）設(shè)備低電壓?jiǎn)?dòng)，速度緩慢、平穩(wěn)上升、沖擊力小，保護(hù)了設(shè)備；（2）降速以及軟啟動(dòng)運(yùn)行大大降低了設(shè)備的振動(dòng)和磨損，使設(shè)備使用壽命延長(zhǎng)，提高了設(shè)備的MTBF（平均故障維修時(shí)間）值，并減少了對(duì)電網(wǎng)沖擊，提高了系統(tǒng)的可靠性；（3）節(jié)能系統(tǒng)的使用能夠提供多種保護(hù)措施，不但增加了系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率，而且提高了系統(tǒng)的安全性能；（4）采用變頻技術(shù)設(shè)備同期節(jié)電25%；（5）使用軟啟動(dòng)設(shè)備同期節(jié)電10%～20%；（6）限制防爆高壓電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流、電壓，有力地降低了電網(wǎng)的波動(dòng)，減少變壓器負(fù)荷輸出，保護(hù)高壓電機(jī)的使用壽命，對(duì)用電設(shè)備的機(jī)械部件減少磨損，減少故障的發(fā)生，降低維修量，節(jié)約費(fèi)用成本。據(jù)調(diào)查在煤礦礦山企業(yè)中使用老式啟動(dòng)器每年都產(chǎn)生巨大的維修費(fèi)用，其中防爆電動(dòng)機(jī)每年的維護(hù)費(fèi)用為2～3萬元。提高功率因數(shù)、降低供電線路損耗和變壓器損耗，每年可以節(jié)省很多的用電費(fèi)用支出，給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到安全生產(chǎn)；（7）風(fēng)機(jī)采用變頻技術(shù)后可以根據(jù)井下用風(fēng)量變化隨時(shí)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)節(jié)風(fēng)量的目的，不再需要調(diào)節(jié)風(fēng)門開啟大小來調(diào)節(jié)風(fēng)量，操作簡(jiǎn)單，降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
3.2社會(huì)效益
使用變頻技術(shù)設(shè)備，延長(zhǎng)控制設(shè)備使用周期。降低能源消耗，控制溫室效應(yīng)，可持續(xù)發(fā)展。
4結(jié)語
通過此例應(yīng)用及其他的風(fēng)機(jī)變頻改造應(yīng)用實(shí)例，可以認(rèn)為：如果可以對(duì)煤礦通風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速改造，能創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)風(fēng)機(jī)實(shí)施變頻技術(shù)改造，實(shí)際上是在拖動(dòng)風(fēng)機(jī)的電傳動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用了變頻調(diào)速技術(shù)。使用變頻調(diào)速技術(shù)不但可以有效提高電力傳動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能水平，還能加強(qiáng)電力傳動(dòng)系統(tǒng)的控制性。變頻調(diào)速技術(shù)如能進(jìn)一步在風(fēng)機(jī)拖動(dòng)、泵類機(jī)械拖動(dòng)及整個(gè)電力傳動(dòng)系統(tǒng)中推廣應(yīng)用，將對(duì)推動(dòng)企業(yè)科技進(jìn)步起到重要作用。
【高壓變頻技術(shù)的推廣應(yīng)用論文】相關(guān)文章：
高壓變頻技術(shù)在電弧爐除塵系統(tǒng)中的應(yīng)用07-26
高壓變頻調(diào)速裝置在電廠的應(yīng)用01-20
變頻與傳動(dòng)：高壓變頻器原理及應(yīng)用 -管理資料01-01
高壓變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) -管理資料01-01
物理農(nóng)業(yè)技術(shù)的推廣應(yīng)用論文09-06
談機(jī)場(chǎng)油庫變頻技術(shù)的應(yīng)用論文11-24
高壓變頻技術(shù)在發(fā)電生產(chǎn)過程中的應(yīng)用 -管理資料01-01