变频调速电机在聚丙烯酰胺生产中的节能分析在聚丙烯酰胺生产中的节能分析

发布日期：2015-12-23 11:39 来源：http://www.kfhd.net 点击：

　　随着市场竞争的不断加剧，节能降耗业已经开始受到社会各界的广泛关注，风机在聚丙烯酰胺生产中应用范围广泛，但其电能消耗费用占到生产成本的7%~25%，是一笔不小的生产费用开支。为了降低生产成本，我们不得不研究新的技术手段，以实现能源的高效利用。

　　现代的变频调速技术的出现，开创了一个全新的智能电机时代,它适应了工业生产自动化发展的要求，该技术实现了电动机及其拖动负载在无须任何改动的情况下即可以按照生产工艺要求调整转速输出的目的，改变了普通电动机只能以定速方式运行的陈旧模式，降低电机功耗从而达到系统高效运行的目的。空转的话功率相差不大，转速越高要克服的摩擦功率越大，功率也就大些。主要跟负载有关，如果负载很重，线圈内电流就会增加，功率就高，如果卡死甚至会出现烧毁电机的现象。电流随负载增大而增大不是控制器的原因，是电机本身的特性，原理比较复杂，牵涉到复杂的电磁问题，我就不多说了。但可以近似计算功率比。功率=阻力×速度。阻力的平方与速度成正比。其中阻力只摩擦阻力和空气阻力的和。如果满负荷下频率是低速时的N倍，那么低速功率是满负荷下的N的3次方分之一。

　　上述分析表明，变频调速技术已经成为现代电力传动技术的一个主要发展方向，具有卓越的调速性能及显着的节电效果，它能改善现有设备的运行工况，提高系统的安全可靠性和设备利用率，延长设备使用寿命等优点，都会随着应用领域的不断扩大而得到充分的体现。20世纪80年代末，该技术引入我国并得到推广。现已在电力、化工、造纸、冶金、石油、食品、纺织等多种行业的电机传动设备中得到实际应用。

　　1综述

　　聚丙烯酰胺生产中风机的作用主要是用于干燥系统、水解系统、包装及细分回掺等场合，根据生产需要对压力、温度等指标进行控制和调节以适应工艺要求和运行工况。其最常用的控制手段是调节风门、挡板开度的大小来调整受控对象。但此时不论生产的需求大小，风机都要全速运转，而运行工况的变化则使得能量以风门、挡板的节流损失消耗掉了。在生产过程中，不仅控制精度受到限制，而且还造成大量的能源浪费和设备损耗。从而导致生产成本增加，设备使用寿命缩短，设备维护、维修费用高居不下。

　　在结构设计时，主要也是考虑非正弦电源特性对变频电机的绝缘结构、振动、噪声冷却方式等方面的影响，一般注意以下问题：

　　①绝缘等级，一般为F级或更高，加强对地绝缘和线匝绝缘强度，特别要考虑绝缘耐冲击电压的能力。

　　②对电机的振动、噪声问题，要充分考虑电动机构件及整体的刚性，尽力提高其固有频率，以避开与各次力波产生共振现象。

　　③冷却方式：一般采用强迫通风冷却，即主电机散热风扇采用独立的电机驱动。

　　④防止轴电流措施，对容量超过160KW电动机应采用轴承绝缘措施。主要是易产生磁路不对称，也会产生轴电流，当其他高频分量所产生的电流结合一起作用时，轴电流将大为增加，从而导致轴承损坏，所以一般要采取绝缘措施。

　　⑤对恒功率变频电动机，当转速超过3000/min时，应采用耐高温的特殊润滑脂，以补偿轴承的温度升高。

　　变频器就是基于上述原理采用交-直-交电源变换技术，电力电子、微电脑控制等技术于一身的综合性电气产品变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系。通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。

　　2节能分析计算

　　由流体力学的基本定律可知：风机均属平方转矩负载，其转速n与流量Q，压力H以及轴功率P具有如下关系：Q∝n，H∝n2，P∝n3；即，流量与转速成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。以一台22kW离心风机为例。运行工况仍以24h连续运行，其中每天11h运行在90%负荷（频率按46Hz计算，挡板调节时电机功耗按98%计算），13h运行在50%负荷（频率按20Hz计算，挡板调节时电机功耗按70%计算）；全年运行时间在300天为计算依据。

　　3结束语

　　风机采用变频调速技术是一种理想的调速控制方式，它的直接和间接经济效益十分明显，如它可以降低停产周期，大大减少设备维护、维修费用，既可满足生产工艺的要求，又可以提高设备的使用效率，设备一次性投资通常可以在9~16个月的生产中全部收回。《中华人民共和国节约能源法》曾把它列为通用技术加以推广，风机采用变频调速技术受到企业的普遍重视，是我国节能的一项重点推广技术。

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