【文章內(nèi)容簡介】 泵電機(jī)、風(fēng)機(jī)電機(jī)等安裝變頻器，實(shí)現(xiàn)節(jié)電效果。第四章 工程技術(shù)方案第一節(jié) 項(xiàng)目總體規(guī)劃本次項(xiàng)目通過提高終端用電效率和優(yōu)化用電方式，采用變頻及無功補(bǔ)償技術(shù)，對公司冷庫壓縮機(jī)及供水、排風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)線技術(shù)改造，在完成同樣用電功能的同時(shí)減少電量消耗，達(dá)到節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)低成本電力服務(wù)。項(xiàng)目利用變頻調(diào)速技術(shù)對電力系統(tǒng)進(jìn)行改造，對廠區(qū)內(nèi)的電機(jī)進(jìn)行變頻改造，使設(shè)備優(yōu)化運(yùn)行，降低維護(hù)成本，減少電能消耗成本，提高電氣系統(tǒng)運(yùn)行管理效率；采用無功補(bǔ)償技術(shù)減少線路和變壓器無功輸送，采用無功補(bǔ)償技術(shù)提高功率因數(shù)，提高有功輸送的電力電量；降低電能損耗。改造目的：節(jié)約電費(fèi)，降低生產(chǎn)成本。便于操作，降低工人的勞動強(qiáng)度。實(shí)現(xiàn)數(shù)量化操作，提高了調(diào)節(jié)精度，對提高產(chǎn)品質(zhì)量大有好處。變頻節(jié)電器具有完備的電機(jī)保護(hù)功能，可以防止過流、過壓、短路、缺相等故障可能給電機(jī)帶來的損害，可以大大延長電機(jī)風(fēng)機(jī)的使用壽命。變頻器具有軟啟動功能，使電流對電機(jī)和電網(wǎng)的沖擊降到最低水平，可以有效延緩各種電器設(shè)備的老化速度。第二節(jié) 節(jié)電原理一、變頻器工作原理變頻器是將工頻電源轉(zhuǎn)換成任意頻率、任意電壓交流電源的一種電氣設(shè)備，變頻器的使用主要是調(diào)整電機(jī)的功率、實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行。變頻器的組成主要包括控制電路和主電路兩個部分，其中主電路還包括整流器和逆變器等部件。變頻器的工作原理是通過控制電路來控制主電路，主電路中的整流器將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡绷髦虚g電路將直流電進(jìn)行平滑濾波，逆變器最后將直流電再轉(zhuǎn)換為所需頻率和電壓的交流電，部分變頻器還會在電路內(nèi)加入CPU等部件，來進(jìn)行必要的轉(zhuǎn)矩運(yùn)算。變頻器的誕生源于交流電機(jī)對無級調(diào)速的需求，隨著晶閘管、靜電感應(yīng)晶體管、耐高壓絕緣柵雙極型晶閘管等部件的出現(xiàn)，電氣技術(shù)有了日新月異的變化，變頻器調(diào)速技術(shù)也隨之發(fā)展，特別脈寬調(diào)制變壓變頻調(diào)速技術(shù)更是讓變頻器登上了新的臺階。變頻器的工頻電源一般是50Hz或60Hz，無論是在家用領(lǐng)域或生產(chǎn)領(lǐng)域，工頻電源的頻率和電壓都是恒定不變的。以工頻電源工作的電機(jī)在調(diào)速時(shí)可能會造成功率的下降，而通過變頻器的調(diào)整，電機(jī)在調(diào)速時(shí)就可以減少功率損失。二、制冷壓縮機(jī)的變速調(diào)節(jié)節(jié)能原理食品的冷凍、冷藏要使用冷凍機(jī)，因而在食品行業(yè)，制冷機(jī)的使用非常普及，其制冷機(jī)機(jī)的控制正越來越多地采用節(jié)電器。節(jié)電器使用的目的對制冷機(jī)內(nèi)的壓縮機(jī)采用節(jié)電器中的變頻控制技術(shù)（壓縮機(jī)能力可變控制），可以使制冷機(jī)對于冷凍負(fù)載的變動始終以接近設(shè)計(jì)條件的高效率進(jìn)行運(yùn)行。當(dāng)工況一定時(shí) , 制冷機(jī)組的制冷量與制冷劑的質(zhì)量流量成正比。變頻能量調(diào)節(jié)的基本思想就是改變壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速 , 使制冷劑的質(zhì)量流量發(fā)生變化，從而改變機(jī)組的制冷量。系統(tǒng)耗功一方面與表征調(diào)節(jié)方式的量有關(guān),另一方面又與制冷裝置制冷量有關(guān)。當(dāng)制冷系統(tǒng)的熱負(fù)荷減少時(shí)(如圖1所示) ,冷庫控制系統(tǒng)通過變頻器降低壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速,減少制冷劑的質(zhì)量流量,使得制冷劑冷凝溫度降低,蒸發(fā)溫度升高,從而達(dá)到了降低制冷系統(tǒng)的冷量的目的。另一方面,如圖2 所示,轉(zhuǎn)速下降,摩擦功降低,而絕熱效率隨著轉(zhuǎn)速下降而提高,壓縮機(jī)采用變頻技術(shù)使機(jī)組轉(zhuǎn)速下降,使得系統(tǒng)功耗大為下降 , 達(dá)到了節(jié)能的目的。相關(guān)文獻(xiàn)表明，壓縮機(jī)功耗與制冷劑流量成近似線性關(guān)系。 能效比在 40 %～90 %的高速比范圍內(nèi)比較高 (如圖 3) , 其節(jié)能效果相當(dāng)明顯。節(jié)電器控制制冷機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)如下：1)節(jié)能：相應(yīng)于冷卻負(fù)載的變化改變壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，使其始終運(yùn)行在最佳點(diǎn)。從而減少所需動力。2)恒溫：采用連續(xù)的容量控制可使冷藏品溫度變化很小。另外，即使對于臨時(shí)的冷卻負(fù)載增加，也可以依靠加速來減小冷藏品的溫度變化。3)冷凍能力的改善：密閉式電機(jī)直接連接的壓縮機(jī)在50Hz地區(qū)的能力只有60Hz地區(qū)的80％，而變頻器控制則可以，做到與電源頻率無關(guān)，始終保持一定的能力。對制冷機(jī)內(nèi)的壓縮機(jī)采用節(jié)電器控制（壓縮機(jī)能力可變控制），可以使制冷機(jī)對于冷凍負(fù)載的變動始終以接近設(shè)計(jì)條件的高效率進(jìn)行運(yùn)行。這就是將節(jié)電器應(yīng)用于冷凍壓縮機(jī)的主要目的。4）節(jié)能效果壓縮機(jī)負(fù)載基本上是恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，采用節(jié)電器等使電機(jī)速度下降，電機(jī)的輸出功率將減小，與其成比例的節(jié)電器輸入功率也減小，即消耗電能降低。因此采用變頻器取代這些從前的調(diào)速方式，同時(shí)變頻器方式具有耐夏季短時(shí)高峰負(fù)載（依靠增速）和精細(xì)溫度控制等，有顯著的節(jié)能效果。一般節(jié)電率在20%以上。節(jié)電器方式由于除電力變換損耗外還有約1％的損耗，這個損耗基本與變頻器功率無關(guān)，因而電機(jī)功率越大，這個損耗所點(diǎn)的比例也越小，節(jié)能效果越顯著。三、風(fēng)機(jī)和水泵變頻改造節(jié)能原理風(fēng)機(jī)和水泵的工作原理電機(jī)轉(zhuǎn)動帶動風(fēng)機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉輪中葉片之間的氣體也跟著旋轉(zhuǎn)，并在離心力的作用下甩出這些氣體，氣體流速增大，使氣體在流動中把動能轉(zhuǎn)換為靜壓能，然后隨著流體的增壓，使靜壓能又轉(zhuǎn)換為速度能，通過排氣口排出氣體，而在葉輪中間形成了一定的負(fù)壓，由于入口呈負(fù)壓，使外界氣體在大氣壓的作用下立即補(bǔ)入，在葉輪連續(xù)旋轉(zhuǎn)作用下不斷排出和補(bǔ)入氣體，從而達(dá)到連續(xù)鼓風(fēng)的目的。 同等功率下，風(fēng)壓和風(fēng)量一般程反比。 同等功率下，風(fēng)壓高，風(fēng)量就會相對低，而風(fēng)量大，風(fēng)壓就會低些，這樣才能充分利用電機(jī)的功效率。 風(fēng)機(jī)和水泵變頻調(diào)速節(jié)能原理風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速從n l變?yōu)閚 2時(shí)， Q 、 H 、 P大致變化關(guān)系為：Q 2 =Q 1 (n 2 /n 1 ) H 2 =H 1 (n 2 /n 1 ) 2 P 2 =P 1 (n 2 /n 1 ) 3 Q 風(fēng)量 H 風(fēng)壓 P 風(fēng)機(jī)功率由上式可知風(fēng)機(jī) ( 或水泵 ) 流量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，壓力與轉(zhuǎn)速的二次方成正比，而軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。因而，理想情況下有如下關(guān)系：流量(%)轉(zhuǎn)速(%)壓力(揚(yáng)程)(%)功率(%)100100100100909087808064707049606036505025由上表可見：當(dāng)需求流量下降時(shí)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速可以節(jié)約大量能源。例如：當(dāng)流量需求減少一半時(shí)，如通過變頻調(diào)速，則理論上講，%，%的能源。如采用傳統(tǒng)的擋板方式調(diào)節(jié)風(fēng)量，雖然也可相應(yīng)降低能源消耗，但節(jié)約效果與變頻相比，則有天壤之別。四、無功補(bǔ)償?shù)脑黼娋W(wǎng)輸出的功率包括兩部分。一是有功功率。,把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能,熱能,化學(xué)能或聲能,利用這些能作功,這部分功率稱為有功功率。不消耗電能。只是把電能轉(zhuǎn)換為另一種形式的能,這種能作為電氣設(shè)備能夠作功的必備條件,并且,這種能是在電網(wǎng)中與電能進(jìn)行周期性轉(zhuǎn)換,這部分功率稱為無功功率,如電磁元件建立磁場占用的電能,電感電流與電容電流方向相反,互差180℃.如果在電磁元件電路中有比例地安裝電容元件,使兩者的電流相互抵消,使電流的矢量與電壓矢量之間的夾角縮小,從而提高電能作功的能力,這就是無功補(bǔ)償?shù)牡览?。第三?jié) 工藝技術(shù)路線制冷系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和自動控制的最佳運(yùn)行是實(shí)現(xiàn)冷庫節(jié)能十分重要的內(nèi)容。能量調(diào)節(jié)使壓縮機(jī)的制冷量能隨熱負(fù)荷的變化而變化，是冷庫節(jié)能自動控制的重要內(nèi)容之一。冷庫制冷壓縮機(jī)的能量調(diào)節(jié)與能耗壓縮機(jī)一般是按設(shè)計(jì)工況所需制冷量進(jìn)行選型，冷庫制冷機(jī)變頻調(diào)節(jié)是由節(jié)電器自帶的內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器完成的。在根據(jù)負(fù)載變化控制制冷機(jī)轉(zhuǎn)速的方法中，