变频器在变流量风机_水泵上的应用

1、煤炭加工与综合利用COAL PROCESSI N G &COM PREHE NSI V E UTI L I Z ATI O N No 11, 200855 变频器在变流量风机、水泵上的应用刘永亮, 杜增耀(神华集团乌达矿业公司机电管理中心, 摘要:分析了风机、, 对, 采用变频调速节能效果显著, 关键词:; 流量; 节能文献标识码:A 文章编号:100528397(2008 0120055202近年来, 交流电机变频调速技术发展较快, 变频器的功能和可靠性越来越高, 作为一种高效的交流电机调速装置, 它不仅实现了电机软启动、无极调速, 而且其最大优点是节能效果显著。因此, 变频器在煤矿

2、的风机、水泵上应用越来越广泛。1风机、水泵的恒速流量调节矿井风机和水泵的选型是按最不利因素考虑的, 其最大阻力和流量往往高于实际运行工况。由于矿井产量增减、采掘工作面推移、瓦斯涌出量多少以及节假日停产、检修等原因, 需要调节风机的风量; 又由于矿井生产班次的变化、生产工艺的要求以及职工生活用水量的周期变化, 也需要经常改变水泵供水量。一般采用调节管网闸阀开度的方法来调节风机和水泵的流量, 即在恒定转速下调节。恒速流量调节是在风机风道或水泵管路上调节闸门的开度, 人为减少流通断面, 增加风道或管网阻力, 改变风道或管网的特性曲线, 从而改变风机或水泵的运行工况点, 实现风量或水量的调节。风机、水

3、泵恒定转速下流量调节特性曲线及工况点如图1所示。图1中, 曲线I 为风机、水泵的H -Q 特性曲线, 曲线III 为风道或管网上闸门全开的特性曲收稿日期:2007210219作者简介:刘永亮(1964 , 男, 内蒙古土左旗人, 1990年毕业于西安矿院采矿工程专业, 工学学士, 神华集团乌达矿业公司机电管理中心主任, 工程师, 电话图1恒速流量调节特性曲线及工况点线。两线交点A 为工况点, 其流量为Q 1, 风压或扬程为H 1, 则功率P 1=Q 1H 1, 即AH 10Q 1的矩形面积。当人为改变闸门开度, 增加管网阻力后, 管网特性曲线变陡, 如图中曲线所示,

4、 此时曲线III 与曲线交于B 点, 所要求的流量为Q 2, 同时对应的风压或扬程为H 2, 则功率P 2=Q 2H 2, 即BH 20Q 2矩形的面积。从两矩形面积可以看出, 功率P 2略小于P 1, 但两数值相差并不大, 因此, 这种调节闸门开度的方式是不经济的。2风机、水泵的变速流量调节另一种调节流量的方法是改变风机、水泵的转速, 即变频调节。风机、水泵变速特性曲线与工况点如图2所示。图2中曲线II 为改变转速后风机、水泵的H -Q 特性曲线(全速时风机、水泵特性曲线I 平行下移 , 该线与闸门全开时管网特性曲线交于C 点, 即为变速后的工况点, 同样取得所要求 56煤炭加工与综合利用2

5、008年第1期轴功率与流量的三次方成正比, 流量变化越大,节能效果越明显。例如:当风机风量要求为100%时, 闸门全开, 此时闸门调节与变频调节的耗电量相同, 当风机的风量要求降至80%, 若用闸门调节, 风机耗电乎, 频调节, 风机耗电:2=P 1图2风机、Q 3=01512P 1由此也可以证明, 变频调节节能效果显著。3变频器在煤矿生产中的应用范围的流量Q 2, H 3, 功率P 3=Q 2H 3, 即矩形CH 30Q 2的面积。从图中可以看出, P 3远小于P 1。因此, 通过改变风机或水泵转速调节流量的运行方式, 其能耗远小于通过改变闸门开度来调节流量的运行方式。根据流体力学水泵、风机

6、相似定理:n 1n 1n 32变频器是交流电动机无极调速装置, 它不仅实现了电动机软启动, 而且功率因数高, 启动力矩大, 并具有过流、过压、缺相、短路等保护功能和明显的节能特性。值得注意的是, 变频器的节能特性只有在流量变化的情况下才能体现出来, 当不需要调节流量时, 变频器只起到软启动的作用, 失去了节能的意义。因此在煤矿生产中, 需要经常调节流量的通风机、空压机、锅炉鼓(引 风机、乳化液泵、锅炉给水泵等, 使用变频调速节能效果明显, 另外, 变频器还可应用于提升机、牵引电机车以及负荷经常变化的胶带运输机、刮板运输机上, 从而充分发挥变频调速的节能特性。=Q 1Q 2H H 2P 1P 2

7、(1 (2 (3=由式(1 , 式(2 , 式(3 可以看出, 流量与转数成正比, 轴功率与转数的三次方成正比, 则欢迎订阅煤炭加工与综合利用杂志煤炭加工与综合利用杂志是中国煤炭加工利用协会主办的国内外公开发行刊物。主要报道内容:煤炭洗(筛 选加工, 洁净有效利用, 煤炭成型, 煤炭焦化、气化、液化等煤化工, 煤质分析化验及管理, 煤炭燃烧及炉具, 煤矸石等低热值燃料发电及灰渣综合利用, 煤系有用矿物资源的合理开发利用, 水煤浆等新型煤基燃料, 煤炭利用中的环境保护, 煤矿节能技术, 生产经营管理经验等。煤炭加工与综合利用杂志统一刊号:CN 11-2627/TD, I SS N 1005-8397; 双月刊, 正文56页, 标准大16开, 每期定价(含邮费 10元, 全年6期60元(在校学生30元 。本刊自办发行, 请订户直接向本刊发行部办理订阅手续。订阅方法如下:利用发行部, 邮编:100713。征订发行电话/传真E -mail: m