印染廠節(jié)能減排實(shí)用工藝裝備技術(shù)五染整設(shè)備風(fēng)機(jī)泵類調(diào)速的節(jié)電

1、印染廠節(jié)能減排實(shí)用工藝裝備技術(shù)五染整設(shè)備風(fēng)機(jī)泵類調(diào)速的節(jié)電    2012-07-24     論文導(dǎo)讀:染整設(shè)備的風(fēng)機(jī)風(fēng)量和泵類流量在運(yùn)行中變化大,其軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比,采用交流變頻調(diào)速控制,可接近理想控制曲線。文中論述了交流變頻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn),列舉了染整企業(yè)典型設(shè)備的技改效果。 我國富煤、少氣、缺油的資源條件,決定了能源結(jié)構(gòu)以煤為主。電力生產(chǎn).    染整設(shè)備的風(fēng)機(jī)風(fēng)量和泵類流量在運(yùn)行中變化大,其軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比,采用交流變頻調(diào)速控制,可接近理想控制曲線。文中論

2、述了交流變頻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn),列舉了染整企業(yè)典型設(shè)備的技改效果。我國"富煤、少氣、缺油"的資源條件,決定了能源結(jié)構(gòu)以煤為主。電力生產(chǎn)中,火電比例達(dá)70%以上,而每發(fā)一度電需消耗0. 4 kg標(biāo)煤, 4 L水,排放粉塵0. 272 kg,二氧化碳0. 997 kg,二氧化硫0. 03 kg,氮氧化合物0. 015 kg。染整生產(chǎn)因季節(jié)和工藝的變化,風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和水泵的流量是不同的。以節(jié)電、高效運(yùn)轉(zhuǎn)為出發(fā)點(diǎn),對(duì)風(fēng)機(jī)、泵類進(jìn)行調(diào)速控制,既滿足生產(chǎn)條件,又可明顯節(jié)能。風(fēng)機(jī)、泵類變頻調(diào)速染整聯(lián)合機(jī)或單機(jī)主傳動(dòng)工藝已普遍采用交流變頻調(diào)速?？椢锛庸ぽo助傳動(dòng)中大量的循環(huán)風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)、給液泵,污水處

3、理的曝氣風(fēng)機(jī)、污水泵及鍋爐的引風(fēng)機(jī)等,仍采用交流異步電動(dòng)機(jī)配合閥門、擋板的調(diào)節(jié),節(jié)電潛力甚大。染整設(shè)備中風(fēng)機(jī)、水泵變頻調(diào)速染整工藝設(shè)備中應(yīng)用機(jī)泵頗多,如各種烘燥機(jī)、汽蒸設(shè)備、拉幅定形機(jī)、流體染色機(jī)、柔軟整理設(shè)備,以及污水處理裝備等。風(fēng)機(jī)是傳送氣體的裝置,泵是傳送液體的裝置,一般由籠型異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng),恒速運(yùn)轉(zhuǎn)。前者通過調(diào)節(jié)風(fēng)門來調(diào)節(jié)風(fēng)量,后者則通過調(diào)節(jié)閥門來調(diào)節(jié)流量。從風(fēng)機(jī)和泵類用電設(shè)備實(shí)際管網(wǎng)運(yùn)行情況來看,風(fēng)機(jī)、泵類(以下簡(jiǎn)稱機(jī)泵)耗電有效功率僅占30% 40%,其它60% 70%的電能都消耗在調(diào)節(jié)風(fēng)門、閥門及管網(wǎng)的壓力降上,再加上實(shí)際負(fù)載常有變化及工程設(shè)計(jì)容量大,造成"大馬拉小車&

4、quot;。因此,機(jī)泵實(shí)際應(yīng)用的總效率很低。若按工藝要求實(shí)施變頻調(diào)速運(yùn)行,節(jié)能潛力很大。風(fēng)(閥)門調(diào)節(jié)流量的情況(1)風(fēng)壓(揚(yáng)程)H隨流量Q的增加而下降,隨轉(zhuǎn)速變慢而下降。管網(wǎng)特性見圖1,管阻R越大,曲線越陡。R隨風(fēng)門(閥門)關(guān)小而變大,損耗增大。機(jī)泵的H-Q曲線與管網(wǎng)阻力X曲線的相關(guān)點(diǎn)就是機(jī)泵的工作點(diǎn),見圖2。假設(shè)機(jī)泵額定轉(zhuǎn)速為2 950 r/min,對(duì)應(yīng)圖2曲線n,閥門的開度為3/4,其阻力曲線如R1所示,此時(shí)工作點(diǎn)為M。若人工調(diào)節(jié)閥門使流量減少40%,閥門開度為1/2,對(duì)應(yīng)的阻力曲線為R2,減少流量后的工作點(diǎn)為M1,揚(yáng)程為1.15Hn。此時(shí)管網(wǎng)損失增大,能源浪費(fèi),泵的效率下降到額定的75

5、 %,由式(1)可推算出此時(shí)功率(P1)為:=Q·Hn/P(1)0. 75=0.6Q×1.15Hn/P1P1=0.6×1.15/0.75=0.92P圖1管網(wǎng)特性機(jī)泵通過管道輸送物質(zhì),管道對(duì)物質(zhì)輸送有一定阻力,產(chǎn)生一定的損耗,其管網(wǎng)特性可由式(2)阻力定律確定:管網(wǎng)阻力/PaR-管阻/(kg·m-3)Q-流量/(m3·s-3)圖2機(jī)泵工作曲線用閥門將流量調(diào)節(jié)到0. 6Q(減小40% ),功率僅減小為額定值的8%。機(jī)泵流量與轉(zhuǎn)速成正比,壓頭(轉(zhuǎn)矩)與轉(zhuǎn)速平方成正比,軸功率與轉(zhuǎn)速立方成正比。若采用變頻調(diào)速,流量減少40%,則轉(zhuǎn)速降低到額定的60%,功

6、率將下降到額定的21.6%,節(jié)電比手工調(diào)節(jié)閥門高70.4%。節(jié)電調(diào)速的情況圖3是風(fēng)機(jī)和水泵各種調(diào)速節(jié)電的比較曲線。擋板控制節(jié)電效果不大。擋板在風(fēng)道安裝的位置分為出口擋板和入口擋板。出口擋板關(guān)小則增加風(fēng)阻,從而調(diào)節(jié)風(fēng)量,但調(diào)節(jié)范圍不寬,特別是在低風(fēng)量范圍,軸功率減小不多,從節(jié)能的觀點(diǎn)看,不適合于風(fēng)量調(diào)節(jié)。入口擋板控制風(fēng)量范圍比出口擋板控制寬,關(guān)小入口擋板的軸功率與風(fēng)量基本成比例下降,但此種控制與理想的轉(zhuǎn)速控制節(jié)電效果相差很大。變頻器調(diào)速控制接近理想控制曲線,與理想控制曲線有差距的原因是電動(dòng)機(jī)效率降低,與變頻器無關(guān)。泵的閥控制僅在排出側(cè)使用,如同風(fēng)機(jī)出口擋板一樣,是最不好的控制方法。泵在節(jié)電方面有

7、3個(gè)要素:減少需要的流量;減少管圖3風(fēng)機(jī)和水泵各種調(diào)速節(jié)電的比較路阻力;高效率的流量控制。首先應(yīng)減少需要的流量,這是最好的方法,甚至可做到高效率的流量控制。管路阻力在設(shè)備安裝時(shí)已固定下來,對(duì)已有設(shè)備進(jìn)行管路阻力改造相當(dāng)困難。管路阻力有以下幾種:直管的摩擦損失;管路要素的損失,彎曲部分、突然擴(kuò)大和急劇縮小部分、節(jié)流孔部分、分流部分、合流部分和放流部分等;閥類的損失?？偠灾?管路應(yīng)盡量采用直管,加大管徑,縮短管路長(zhǎng)度,盡量不帶多余的東西,這樣就能減少阻力。調(diào)速變頻器的選用染整設(shè)備中,大量的循環(huán)風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)、給液泵、恒壓供水泵、污水處理閥曝氣風(fēng)機(jī)、污水泵及鍋爐的引風(fēng)機(jī)等機(jī)泵皆需按工藝要求控制風(fēng)量、

8、風(fēng)速或流量、水壓,采用變頻調(diào)速節(jié)能的潛47印染廠節(jié)能減排實(shí)用工藝裝備技術(shù)(五)印染(2011 No. 16)力極大。變頻器是將工頻通用電源轉(zhuǎn)換成電壓可變、頻率可變的適合交流異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速的變換裝置。中外變頻器的品牌很多,變頻器的功能應(yīng)用范圍很廣,按具體要求選擇性價(jià)比最高的變頻器,是節(jié)電投資效益的要求。選型選型的依據(jù)應(yīng)是傳動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性及工況要求。變頻器在其型號(hào)命名時(shí)皆說明了該變頻器的適用范圍,例如,國產(chǎn)華為變頻器型號(hào)TD2000-4T0055G中,末尾的"G"表示適用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,"P"表示適用于平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載(風(fēng)機(jī)、水泵類),"A"是

9、空調(diào)專用變頻器,"W"是洗衣機(jī)專用變頻器,"E"是電梯專用變頻器。國外各商家命名不統(tǒng)一,例如,日本安川變頻器VS-616P5是節(jié)能控制型通用變頻器,而電流矢量控制通用變頻器則表示為VS-616G5,這里的"P"與"G"在型號(hào)中表示的位置與華為變頻器不同,但含義相同。再如富士變頻器G11S/P11S中的"G"采用變頻器調(diào)速負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),如果不根據(jù)負(fù)載的機(jī)械特性選配變頻器及電動(dòng)機(jī),就不可能充分發(fā)揮出各自的特點(diǎn),產(chǎn)生顯著的效果。休眠泵控制功能特別適合于夜間供水量急劇減少的情況,可方便指定每日休眠工作的開始/停止時(shí)刻,并可設(shè)定休眠時(shí)的壓力給定值。休眠期間,休眠小泵工作,變頻器只監(jiān)測(cè)管網(wǎng)壓力,當(dāng)管網(wǎng)壓力低于設(shè)定的休眠壓力時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)喚醒,變頻泵投入工作;而當(dāng)管網(wǎng)壓力高于設(shè)定時(shí),系統(tǒng)再次進(jìn)入休眠狀態(tài),即只有休眠小泵運(yùn)行。這樣,實(shí)現(xiàn)了休眠泵的控制,最大限度地實(shí)現(xiàn)。交流變頻調(diào)速時(shí),當(dāng)工藝要求風(fēng)機(jī)與泵類運(yùn)行在100%流量時(shí),應(yīng)切換到工頻