用變頻器取代液力耦合器勢在必行
摘要:從上世紀(jì)80年代迄今,國內(nèi)先后投入運行的液力耦合器近4000臺,功率大多為300~3200kW,每年節(jié)電20億kWh以上,為國家創(chuàng)造了較高的經(jīng)濟(jì)效益。但是,其轉(zhuǎn)差損耗不可忽視。通過分析說明用大功率變頻裝置取代液力耦合器,則節(jié)能效果更高。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/179423.htm關(guān)鍵詞:低效調(diào)速系統(tǒng);液力耦合器;國產(chǎn)高壓變頻器;投資回收期
1 低效調(diào)速系統(tǒng)分析
不改變異步電機(jī)同步轉(zhuǎn)速n0的交流調(diào)速系統(tǒng)稱為有轉(zhuǎn)差調(diào)速系統(tǒng),如調(diào)壓調(diào)速,電磁滑差調(diào)速,液力耦合器調(diào)速等。存在有轉(zhuǎn)差調(diào)速的系統(tǒng),對于平方轉(zhuǎn)矩的負(fù)載(如風(fēng)機(jī)、水泵等),調(diào)速后所節(jié)約功率標(biāo)幺值為
G(s)=1-(n/n0)2 (1)
式中:n為電機(jī)運行轉(zhuǎn)速;
n0為電機(jī)同步轉(zhuǎn)速。
采用液力耦合器等調(diào)速裝置則需增加轉(zhuǎn)差損耗ΔPs,其大小隨s變化而變化,具體見圖1所示。
圖1 不同負(fù)載時ΔPs和G(s)與n/n0的關(guān)系
在轉(zhuǎn)速為n時,忽略不計電機(jī)本身損耗的情況下,輸入功率P1=(1-s)P10≈(1-s)P20,故轉(zhuǎn)差損耗標(biāo)幺值為
ΔPs*=≈=(1-s)3=s(1-s)2
求其極值dΔPs*/ds=0,得(1-s)(1-3s)=0
即s=1(極小值),s=1/3(極大值)。
將s=1/3代入ΔPs*得ΔPsmax*=(1/3)(1-1/3)2=4/27=0.148,說明對于離心式風(fēng)機(jī),水泵、轉(zhuǎn)差損耗ΔPs在2/3額定轉(zhuǎn)速時為最大。不同s時ΔPs*數(shù)值,見表1。
表1 負(fù)載轉(zhuǎn)矩M與n2成正比例時的ΔPs*
s | n/n0 | ΔPs* |
---|---|---|
0 | 1 | 0 |
0.1 | 0.9 | 0.061 |
0.2 | 0.8 | 0.128 |
0.3 | 0.7 | 0.147 |
0.33 | 0.6667 | 0.148 |
0.4 | 0.6 | 0.144 |
0.5 | 0.5 | 0.125 |
0.6 | 0.4 | 0.096 |
0.7 | 0.3 | 0.063 |
0.8 | 0.2 | 0.032 |
0.9 | 0.1 | 0.009 |
1.0 | 0 | 0 |
2 用國產(chǎn)變頻器替代大功率液力耦合器調(diào)速勢在必行
20多年前盛行采用液力耦合器對水廠供水泵 及 電 廠 引 風(fēng) 機(jī) 等 進(jìn) 行 調(diào) 速 節(jié) 能 。 受 當(dāng) 時 條 件 所 限 , 變 頻 調(diào) 速 技 術(shù) 不 成 熟 且 無 法 提 供 高 壓 大 功 率 變 頻 裝 置 , 而 液 力 耦 合 器 投 資 便 宜 。 如 今 , 若 采 用 進(jìn) 口 變 頻 器2 000~ 2 500元 /kW, 投 資 回 收 期 過 長 ( 達(dá) 5~ 6年 ) , 而 近 年 來 國 產(chǎn) 高 壓 大 功 率 變 頻 技 術(shù) 趨 向 成 熟 , 價 格 1 200~ 1 500元 /kW, 預(yù) 計 不 久 將 來 會 下 降 到 1 000元 /kW左 右 , 比 傳 統(tǒng) 的 液 力 耦 合 器 貴 4~ 5倍 。
表2列 出 了 采 用 變 頻 器 取 代 液 力 耦 合 器 的 投 資 回 收 期 對 比 , 從 表 2可 以 看 出 變 頻 器 的 投 資 按 企 業(yè) 所 節(jié) 約 電 費 計 算 , 2~ 3年 就 可 收 回 。
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