羅茨鼓風機系統(tǒng)中變頻調(diào)速裝置的應用

山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風機、羅茨真空泵、回轉(zhuǎn)風機等機械設備公司，位于有“鐵匠之鄉(xiāng)”之稱的山東省章丘市相公鎮(zhèn)，近年來，錦工致力于新產(chǎn)品的研發(fā)，新產(chǎn)品雙油箱羅茨風機、水冷羅茨風機、油驅(qū)羅茨風機、低噪音羅茨風機，贏得了市場好評和認可。

一、羅茨鼓風機改造與節(jié)能降耗
通過對羅茨鼓風機恒速運動實際情況的記錄分析，羅茨鼓風機系統(tǒng)運行規(guī)律如下：最大負荷時的風量為1600m3/h，電機的電流為38A，運行時間1個月；一般負荷的風量為950m3/h，電機的電流為36A，運行時間9個月；最低負荷時的風量為500？m3/h，電機的電流為18A，運行時間2個月。由此可以看出，對于該羅茨鼓風機來說，最大負荷也不到額定負荷的一半，當風量下降時，用調(diào)節(jié)管道風門的方法來改變風道阻力，使功率下降不多，耗能仍很大，風機在恒速下調(diào)節(jié)風門時的風壓-風量（H-Q）特性，恒速下調(diào)節(jié)風門時的功率-風量（P-Q）特性，管網(wǎng)風阻（R-Q）特性。假設風機在設計時工作在A點效率最高，輸出風量Q1100%。此時，軸功率P1與Q1、H1的乘積面積AH1OQ1成正比（AH1OQ1為耗能），根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，當風量需從Q1減少到Q2（例如50%風量）時，如采用調(diào)節(jié)風門的方法調(diào)整風量，相當于增加了管網(wǎng)阻力，使管網(wǎng)阻力特性產(chǎn)生變化，系統(tǒng)由原來的工況點A變到新的工況點B運行，盡管此時風量由Q1減小到Q2，但風壓反而由H1增加到H2，軸功率P2與Q2、H2的乘積面積BH2OQ2成正比，功率的減少并不多，可見耗能仍然很大。采用電氣傳動調(diào)速裝置來調(diào)節(jié)羅茨風機電動機的轉(zhuǎn)速是實現(xiàn)經(jīng)濟地調(diào)節(jié)風量、有效節(jié)能的最佳方法。我們選用變頻調(diào)速裝置對羅茨鼓風機系統(tǒng)進行了改造，將電機恒速運行改為按負荷變化的變速運行，得到風機合適的功率輸出，從而達到了節(jié)能降耗的目的。
二、羅茨鼓風機變頻調(diào)速節(jié)能原理
即改變頻率可改變電機的轉(zhuǎn)速。當改變羅茨風機的轉(zhuǎn)速，由額定轉(zhuǎn)速n1調(diào)整到某一轉(zhuǎn)速n2時，理論上風量、風壓及軸功率變化的關(guān)系如下：Q2=Q1（n2/n1），H2=H1（n2/n1）2，P2=P1（n2/n1）3?？梢?，風量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，風壓與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。可以看出當風機轉(zhuǎn)速由n1降到n2，根據(jù)風機參數(shù)的比例定律，在轉(zhuǎn)速n2下的風壓-風量特性如曲線5所示。可見，在滿足同樣風量Q2的情況下，風壓H3大幅度降低，功率P3（相當于面積CH3OQ2）明顯減小，節(jié)省的功率損耗DP=P1-P2與面積BH2H3C成正比，節(jié)能效果十分明顯。所以，采用改變風機轉(zhuǎn)速的方法對風量和風壓進行控制是最合理和經(jīng)濟的。
在羅茨鼓風機系統(tǒng)中采用變頻調(diào)速運行方式，不但可以根據(jù)負荷的變化自動調(diào)節(jié)風機的轉(zhuǎn)速，而且可以降低生產(chǎn)成本，延長設備使用壽命。為節(jié)能降耗，減輕勞動強度，改善工作環(huán)境提供了新的選擇。

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