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¿Qué puede aportar el control de velocidad de frecuencia variable? Análisis de beneficios de la modernización de ahorro de energía del sistema de motor con frecuencia variable

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2018-10-08 03:10

Con la política del gobierno de construir una sociedad respetuosa con el medio ambiente y que conserve los recursos, en los últimos años, los gobiernos estatales y locales han promulgado e implementado una serie de políticas y regulaciones destinadas a promover la tecnología de ahorro de energía, mejorar la eficiencia energética y promover la energía. conservación y contaminación. Reducir emisiones. El ahorro de energía del sistema de motores es uno de los diez proyectos clave de ahorro de energía iniciados por el estado. Los requisitos de planificación del desarrollo nacional deben promover la tecnología de ahorro de energía de regulación de velocidad de frecuencia variable, es decir, los sistemas mecánicos generales como ventiladores, bombas y compresores adoptan medidas de ahorro de energía de conversión de frecuencia y regulación de velocidad. Tecnología de control de velocidad del proceso de conversión de frecuencia del motor de CA. Durante el "décimo primer período quinquenal", China aumentará la eficiencia operativa del sistema de motores en 2 puntos porcentuales y alcanzará la meta de 20 000 millones de kWh de capacidad de ahorro de energía anual.

Fondo de ahorro de energía de regulación de velocidad de conversión de frecuencia del sistema de 1 motor

El uso de tecnología de control de velocidad de frecuencia variable es una forma importante de ahorrar energía y reducir el consumo. Cuando la carga de par constante, como la bomba de agua y el ventilador, no está regulada, cuando se requiere que cambie el caudal, el ángulo de apertura de la válvula solo se puede ajustar mediante un ajuste mecánico. Aunque el caudal cae, la presión de salida de la bomba o del ventilador aumenta y la caída de potencia no es obvia. Se aproxima a una carga de potencia constante, lo que resulta en una utilización de potencia extremadamente baja (para superar la resistencia del regulador). Cuando se utiliza la regulación de velocidad de frecuencia variable, si se reduce la demanda de flujo, la velocidad de la bomba o el ventilador se puede reducir para cumplir con los requisitos. La potencia de la bomba o ventilador es proporcional al cubo de la velocidad. A medida que la velocidad disminuye, la potencia caerá rápidamente.

La mayor parte del diseño de la carga del ventilador y la bomba tiene un gran margen, y se considera la expansión de parte del equipo. Después de seleccionar la capacidad, la válvula no se abre completamente durante todo el año; la otra parte del equipo debe ajustar la válvula para controlar el flujo de acuerdo con la situación de producción; Todavía hay algunas partes del equipo que están cambiando constantemente en el proceso de reducción de velocidad y el motor no está ajustado. El consumo de energía del equipo anterior se mantiene a un nivel alto durante mucho tiempo y el desperdicio es grave.

En el campo de producción real, para garantizar la confiabilidad de la producción, varias máquinas de producción tienen un cierto margen cuando se diseñan con accionamiento eléctrico. El motor no puede funcionar a plena carga. Excepto por el requisito de accionamiento de potencia, el exceso de par aumenta el consumo de potencia activa, lo que provoca el desperdicio de energía eléctrica. Cuando la presión es alta, la velocidad de funcionamiento del motor se puede reducir para hacerlo a presión constante. Ahorra energía.

Principio de control de frecuencia del sistema de 2 motores de ahorro de energía

De acuerdo con las leyes básicas de la mecánica de fluidos, los ventiladores y las bombas son cargas de par variable. La velocidad n es proporcional al caudal q, la presión p y la potencia del eje P. El caudal es proporcional a la velocidad y la frecuencia, y al cuadrado de la presión y la velocidad. En proporción, la potencia del eje es proporcional al cubo de la velocidad.

Q1/Q2 = n1/n2=f1/f2

H1/H2 = (n1/n2)2

P1/P2 = (n1/n2)3

Se puede ver que la reducción de la velocidad del motor puede lograr un efecto de ahorro de energía cúbico. Este es el principio de ahorro de energía para el control del motor inversor para la reserva de capacidad del motor y el ajuste de la fase de carga de producción.

Después de encender el inversor, se puede aumentar el factor de potencia del sistema de motor controlado por él y se puede reducir la pérdida de red del sistema de distribución de energía.

Por lo tanto, el uso de tecnologías y productos confiables de ahorro de energía de frecuencia variable de alto y bajo voltaje para los sistemas de producción existentes en la fábrica para llevar a cabo la transformación técnica del inversor como el principal medio de ahorro de energía, a través de lo anterior. mencionaron varios tipos de ventiladores, bombas, compresores de aire accionados por motor de alto y bajo voltaje. La carga de la máquina se utiliza para llevar a cabo el control y la transformación del inversor, a fin de lograr el ahorro de energía y la reducción de emisiones y garantizar la inversión de la frecuencia del motor. proyecto de renovación de ahorro de energía de conversión, y lograr la economía esperada.

Sistema de 3 motores, conversión de frecuencia, regulación de velocidad, ahorro de energía.

El siguiente es un análisis de datos de varios esquemas de actualización de conversión de frecuencia de motores de alto y bajo voltaje y ejemplos de efectos para comprender visualmente los beneficios económicos después de la transformación.

Ventilador de alta temperatura de 1800kW

Estado de funcionamiento del ventilador de alta temperatura de 10kV1800kW: la corriente de funcionamiento real antes de la transformación del motor es 116A, el consumo de energía actual: 1.732 × 10.5 × 116 × 0.85 = 1793KW, el sistema original utiliza regulación de velocidad de acoplamiento hidráulico, regulación de velocidad 78.5%, potencia convertida por conversión de frecuencia 0.7853×1800/0.96=908KW, ahorro de energía 1793-908=885KW, el acoplamiento hidráulico se usa tradicionalmente para maquinaria de fluidos (como ventiladores y bombas) que requieren regulación de velocidad y tiene un considerable efecto de ahorro de energía. La tasa puede llegar al 25%. Por lo tanto, el ahorro de energía real de la conversión de frecuencia es de aproximadamente 437 KW, por lo que la conversión de frecuencia puede ahorrar un 25 % de la energía. La operación anual es de 7200 horas, la tarifa de electricidad es de 0,50 yuanes, la tarifa anual de ahorro de electricidad es de 437 × 7200 × 0,50 = 1,57 millones de yuanes, de acuerdo con el cálculo del precio del inversor doméstico actual, se pueden reciclar 2 años de inversión del inversor.

Método de modificación: está previsto configurar el convertidor de frecuencia para que sea la función de conversión de frecuencia, y el amortiguador está completamente abierto por la frecuencia dada por DCS.

Soplador de caldera (355KW)

Cálculo de ahorro de energía de conversión de frecuencia: dado que el grado de apertura promedio del amortiguador es del 50%, el caudal real es aproximadamente el 70% del caudal nominal. De la curva de la tabla anterior, se encuentra el 36% del consumo de energía nominal cuando se usa la regulación de velocidad de frecuencia variable, y la potencia nominal es consumida por el ajuste de la hoja. El 64% de los dos, en comparación con el ajuste de conversión de frecuencia, puede ahorrar el 28% del consumo de energía nominal. 355× por hora al convertir la frecuencia; 0.95 × 28% = 94.4kw, 7200 horas por año, costo de electricidad 0.50 yuan, ahorro anual de energía 94.4kw × 7200 × 0.50 = 340,000 yuan, calculado de acuerdo con el precio actual del inversor doméstico, 1 año y medio se puede reciclar la inversión del inversor.

Método de modificación: está previsto configurar el convertidor de frecuencia para que sea la función de conversión de frecuencia, y el amortiguador está completamente abierto por la frecuencia dada por DCS.

Bomba de alimentación (90KW)

Condiciones de funcionamiento: corriente real del motor 147A, presión de salida de la tubería 5 kg

Cálculo de ahorro de energía de conversión de frecuencia: consumo de energía real actual del motor 1.732 × 380 V ×

147A×0.88=85.5KW

Después de la conversión de frecuencia, la presión constante del suministro de agua es de aproximadamente 3,95 kg y el consumo de energía real después de la conversión de frecuencia según la fórmula;

(3,95/5) 1,5 × 85,5 KW/0,98 = 61,56 KW

Ahorro de energía por hora: 85,5 KW-61,56 KW = 23,94 grados

Ahorro de energía anual: 23,94 grados y tiempos; 8000 horas = 192.000 grados

Un año y medio de inversión en inverter reciclable.

Método de modificación: Se planea configurar 2 inversores, con la función de "conmutación de inversor" y control de voltaje constante.

Normalmente, cuando la presión alcanza el máximo, el compresor de aire se despresuriza y descarga mediante el siguiente método: cerrando la válvula de admisión para que el compresor de aire no necesite comprimir el gas para funcionar, pero el motor del compresor de aire sigue funcionando. el compresor de aire para moverse. Se estima que el consumo de energía del compresor de aire durante la descarga representa alrededor del 10 % al 15 % del funcionamiento completo del compresor de aire. Durante el período de descarga, el compresor de aire no hace nada y consume energía en vano. Al mismo tiempo, el exceso de aire comprimido en el tanque de separación se vacía a través de la válvula de ventilación, y este método de ajuste también provoca una gran pérdida de energía.

Método de modificación: Está previsto configurar el convertidor de frecuencia. El transmisor de presión convierte la señal de presión del tanque de almacenamiento de gas en una señal eléctrica y la envía al regulador PID para compararla con el valor de ajuste de presión y de acuerdo con la diferencia de tamaño del PID según el modo de control PID establecido. La operación genera una señal de control para controlar la frecuencia de salida del inversor y ajusta automáticamente la velocidad del motor para que la presión real siempre se mantenga a una presión determinada. Después de reformar la conversión de frecuencia, el compresor de aire no se descargará la mayor parte del tiempo. Además, después de adoptar este esquema, el motor del compresor de aire puede ser arrancado suavemente desde la velocidad estática a la estable por el inversor, evitando la gran corriente en el arranque y el choque mecánico al compresor de aire en el arranque, vea la Figura 4 .

Cálculo de ahorro de energía de conversión de frecuencia: según el medidor de corriente, el consumo de energía real del motor es de 225KW. La mayoría de las veces no se descargará después de la transformación de conversión de frecuencia. La tasa de ahorro de energía se estima en alrededor del 29% según el tiempo de descarga actual.

Ahorro anual de energía: 225KW× 29%× 7920 horas = 51,67 millones de grados, 1 año y medio de inversión en inversor reciclable

Sistema de 4 motores regulación de velocidad de conversión de frecuencia ahorro de energía otros efectos

4.1 Después de modificar la conversión de frecuencia, se aumenta el factor de potencia.

4.2 Después de la transformación de conversión de frecuencia, mejore el nivel de automatización, reduzca la intensidad de trabajo de los trabajadores y mejore el nivel de proceso.

4.3 Después de cambiar la conversión de frecuencia, el motor arrancará suavemente sin ningún impacto en la red eléctrica, el motor y la maquinaria, lo que prolonga en gran medida la vida útil del equipo.

4.4 El inversor tiene funciones de protección contra sobrecorriente, sobretensión, sobrecarga, cortocircuito, circuito abierto y falta de protección múltiple para proteger eficazmente el motor y la red eléctrica, lo que facilita la detección de fallas y el mantenimiento.

5. Conclusiones

De lo anterior se puede ver que la transformación técnica del sistema de motor relevante en el campo de producción industrial con el convertidor de frecuencia como el principal medio de ahorro de energía puede lograr el ahorro de energía y la reducción de emisiones, y al mismo tiempo asegurar que la inversión de el proyecto de renovación de ahorro de energía de conversión de frecuencia del motor logra la economía esperada, generalmente dentro de los 2 años posteriores a su puesta en funcionamiento. La inversión se puede recuperar. Al mismo tiempo, después de la transformación de conversión de frecuencia, el consumo de energía se reducirá considerablemente y el costo de producción de la empresa también se reducirá, lo que permitirá a la empresa embarcarse en un ciclo virtuoso.

 

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