風(fēng)機(jī)、泵類'>泵類 設(shè)備 應(yīng)用范圍廣泛；其電能消耗和諸如閥門、擋板相關(guān) 設(shè)備 的節(jié)流損失以及維護(hù)、維修用度占到生產(chǎn)本錢的7%～25%，是一筆不小的生產(chǎn)用度開支。隨著" />

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風(fēng)機(jī)選型與安裝

進(jìn)口水簾_變頻調(diào)速技術(shù)在風(fēng)機(jī)、泵類節(jié)能分析中的應(yīng)用電力百科ABB


變頻調(diào)速技術(shù)在風(fēng)機(jī)、泵類節(jié)能分析中的應(yīng)用
     一、引言 
    在產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)和產(chǎn)品加工制造業(yè)中，風(fēng)機(jī)'>風(fēng)機(jī)、泵類'>泵類設(shè)備應(yīng)用范圍廣泛；其電能消耗和諸如閥門、擋板相關(guān)設(shè)備的節(jié)流損失以及維護(hù)、維修用度占到生產(chǎn)本錢的7%～25%，是一筆不小的生產(chǎn)用度開支。隨著經(jīng)濟(jì)改革的不斷深進(jìn)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的不斷加劇；節(jié)能降耗業(yè)已成為降低生產(chǎn)本錢、進(jìn)步產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段之一。 
    而八十年代初發(fā)展起來(lái)的變頻調(diào)速'>變頻調(diào)速技術(shù)，正是順應(yīng)了產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化發(fā)展的要求，開創(chuàng)了一個(gè)全新的智能電機(jī)時(shí)代。一改普通電動(dòng)機(jī)只能以定速方式運(yùn)行的陳舊模式，使得電動(dòng)機(jī)及其拖動(dòng)負(fù)載在無(wú)須任何改動(dòng)的情況下即可以按照生產(chǎn)工藝要求調(diào)整轉(zhuǎn)速輸出，從而降低電機(jī)功耗達(dá)到系統(tǒng)高效運(yùn)行的目的。 
    八十年代末，該技術(shù)引進(jìn)我國(guó)并得到推廣�，F(xiàn)已在電力、冶金、石油、化工、造紙、食品、紡織等多種行業(yè)的電機(jī)傳動(dòng)設(shè)備中得到實(shí)際應(yīng)用。目前，變頻調(diào)速'>變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代電力傳動(dòng)技術(shù)的一個(gè)主要發(fā)展方向。卓越的調(diào)速性能、明顯的節(jié)電效果，改善現(xiàn)有設(shè)備的運(yùn)行工況，進(jìn)步系統(tǒng)的安全可靠性和設(shè)備利用率，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命等優(yōu)點(diǎn)隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大而得到充分的體現(xiàn)。 
　　?? 
    二、綜述 
    通常在產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)品加工制造業(yè)中風(fēng)機(jī)'>風(fēng)機(jī)設(shè)備主要用于鍋爐燃燒系統(tǒng)、烘干系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、透風(fēng)系統(tǒng)等場(chǎng)合，根據(jù)生產(chǎn)需要對(duì)爐膛壓力、風(fēng)速、風(fēng)量、溫度等指標(biāo)進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)以適應(yīng)工藝要求和運(yùn)行工況。而最常用的控制手段則是調(diào)節(jié)風(fēng)門、擋板開度的大小來(lái)調(diào)整受控對(duì)象。這樣，不論生產(chǎn)的需求大小，風(fēng)機(jī)都要全速運(yùn)轉(zhuǎn)，而運(yùn)行工況的變化則使得能量以風(fēng)門、擋板的節(jié)流損失消耗掉了。在生產(chǎn)過程中，不僅控制精度受到限制，而且還造成大量的能源浪費(fèi)和設(shè)備損耗。從而導(dǎo)致生產(chǎn)本錢增加，設(shè)備使用壽命縮短，設(shè)備維護(hù)、維修用度高居不下。 
    泵類'>泵類設(shè)備在生產(chǎn)領(lǐng)域同樣有著廣闊的應(yīng)用空間，提水泵站、水池儲(chǔ)罐給排系統(tǒng)、產(chǎn)業(yè)水（油）循環(huán)系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)均使用離心泵、軸流泵、齒輪泵、柱塞泵等設(shè)備。而且，根據(jù)不同的生產(chǎn)需求往往采用調(diào)整閥、回流閥、截止閥等節(jié)流設(shè)備進(jìn)行流量、壓力、水位等信號(hào)的控制。這樣，不僅造成大量的能源浪費(fèi)，管路、閥門等密封性能的破壞；還加速了泵腔、閥體的磨損和汽蝕，嚴(yán)重時(shí)損壞設(shè)備、影響生產(chǎn)、危及產(chǎn)品質(zhì)量。 
    風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備多數(shù)采用異步電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的方式運(yùn)行，存在啟動(dòng)電流大、機(jī)械沖擊、電氣保護(hù)特性差等缺點(diǎn)。不僅影響設(shè)備使用壽命，而且當(dāng)負(fù)載出現(xiàn)機(jī)械故障時(shí)不能瞬間動(dòng)作保護(hù)設(shè)備，時(shí)常出現(xiàn)泵損壞同時(shí)電機(jī)也被燒毀的現(xiàn)象。 
    近年來(lái)，出于節(jié)能的迫切需要和對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量不斷進(jìn)步的要求，加之采用變頻調(diào)速器（簡(jiǎn)稱變頻器）易操縱、免維護(hù)、控制精度高，并可以實(shí)現(xiàn)高功能化等特點(diǎn)；因而采用變頻器驅(qū)動(dòng)的方案開始逐步取代風(fēng)門、擋板、閥門的控制方案。 
    變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速與工作電源輸進(jìn)頻率成正比的關(guān)系： n =60 f（1-s）／p，（式中n、f、s、p分別表示轉(zhuǎn)速、輸進(jìn)頻率、電機(jī)轉(zhuǎn)差率、電機(jī)磁極對(duì)數(shù)）；通過改變電動(dòng)機(jī)工作電源頻率達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。變頻器就是基于上述原理采用交-直-交電源變換技術(shù)，電力電子、微電腦控制等技術(shù)于一身的綜合性電氣產(chǎn)品。 
　　?? 
    三、節(jié)能分析 
    通過流體力學(xué)的基本定律可知：風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備均屬平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，其轉(zhuǎn)速n與流量Q，壓力H以及軸功率P具有如下關(guān)系：Q∝n ，H∝n2，P∝n3；即，流量與轉(zhuǎn)速成正比，壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比,負(fù)壓風(fēng)機(jī)降溫方案。 
    以一臺(tái)水泵為例，它的出口壓頭為H0（出口壓頭即泵進(jìn)口和管路出口的靜壓力差），額定轉(zhuǎn)速為n0,閥門全開時(shí)的管阻特性為r0,額定工況下與之對(duì)應(yīng)的壓力為H1,出口流量為Q1。流量-轉(zhuǎn)速-壓力關(guān)系曲線如下圖所示。 
　　?? 
    在現(xiàn)場(chǎng)控制中，通常采用水泵定速運(yùn)行出口閥門控制流量。當(dāng)流量從Q1減小50%至Q2時(shí)，閥門開度減小使管網(wǎng)阻力特性由r0變?yōu)閞1，系統(tǒng)工作點(diǎn)沿方向I由原來(lái)的A點(diǎn)移至B點(diǎn)；受其節(jié)流作用壓力H1變?yōu)镠2。水泵軸功率實(shí)際值（kW）可由公式：P =Q？H／（η c？η b）×10-3得出。其中，P、Q 、H 、η c 、η b 分別表示功率、流量、壓力、水泵效率、傳動(dòng)裝置效率，直接傳動(dòng)為1。假設(shè)總效率（η c？η b）為1，則水泵由A點(diǎn)移至B點(diǎn)工作時(shí)，電機(jī)節(jié)省的功耗為AQ1OH1和BQ2OH2的面積差。假如采用調(diào)速手段改變水泵的轉(zhuǎn)速n，當(dāng)流量從Q1減小50%至Q2時(shí)，那么管網(wǎng)阻力特性為同一曲線r0，系統(tǒng)工作點(diǎn)將沿方向II由原來(lái)的A點(diǎn)移至C點(diǎn)，水泵的運(yùn)行也更趨公道。在閥門全開，只有管網(wǎng)阻力的情況下，系統(tǒng)滿足現(xiàn)場(chǎng)的流量要求，能耗勢(shì)必降低。此時(shí)，電機(jī)節(jié)省的功耗為AQ1OH1和CQ2OH3的面積差。比較采用閥門開度調(diào)節(jié)和水泵轉(zhuǎn)速控制，顯然使用水泵轉(zhuǎn)速控制更為有效公道，具有明顯的節(jié)能效果。 
    另外，從圖中還可以看出：閥門調(diào)節(jié)時(shí)將使系統(tǒng)壓力H升高，這將對(duì)管路和閥門的密封性能形成威脅和破壞；而轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)時(shí)，系統(tǒng)壓力H將隨泵轉(zhuǎn)速n的降低而降低，因此不會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響。 
    從上面的比較不難得出：當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)水泵流量的需求從100%降至50%時(shí)，采用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)將比原來(lái)的閥門調(diào)節(jié)節(jié)省BCH3H2所對(duì)應(yīng)的功率大小，節(jié)能率在75%以上。 
    與此相類似的，假如采用變頻調(diào)速技術(shù)改變泵類、風(fēng)機(jī)類設(shè)備轉(zhuǎn)速來(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)壓力、溫度、水位等其它過程控制參量，同樣可以依據(jù)系統(tǒng)控制特性繪制出關(guān)系曲線得出上述的比較結(jié)果。亦即，采用變頻調(diào)速技術(shù)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的方法，要比采用閥門、擋板調(diào)節(jié)更為節(jié)能經(jīng)濟(jì)，設(shè)備運(yùn)行工況也將得到明顯改善。 
　　?? 
    四、節(jié)能計(jì)算 
    對(duì)于風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備采用變頻調(diào)速后的節(jié)能效果，通常采用以下兩種方式進(jìn)行計(jì)算： 
    1、根據(jù)已知風(fēng)機(jī)、泵類在不同控制方式下的流量－負(fù)載關(guān)系曲線和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的負(fù)荷變化情況進(jìn)行計(jì)算。 
    以一臺(tái)IS150-125-400型離心泵為例，額定流量200.16m3/h，揚(yáng)程50m；配備Y225M-4型電動(dòng)機(jī)，額定功率45kW。泵在閥門調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)時(shí)的流量－負(fù)載曲線如下圖示。根據(jù)運(yùn)行要求，水泵連續(xù)24小時(shí)運(yùn)行，其中天天11小時(shí)運(yùn)行在90%負(fù)荷，13小時(shí)運(yùn)行在50%負(fù)荷；全年運(yùn)行時(shí)間在300天。 
　　?? 
    則每年的節(jié)電量為：W1=45×11×（100%－69%）×300=46035kW？h 
    W2=45×13×（95%－20%）×300 =131625kW？h 
    W = W1＋W2=46035＋131625=177660kW？h 
    每度電按0.5元計(jì)算，則每年可節(jié)約電費(fèi)8.883萬(wàn)元。 
    2、根據(jù)風(fēng)機(jī)、泵類平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載關(guān)系式：P / P0=（n / n0）3計(jì)算，式中為P0額定轉(zhuǎn)速n0時(shí)的功率；P為轉(zhuǎn)速n時(shí)的功率。 
    以一臺(tái)產(chǎn)業(yè)鍋爐使用的22 kW鼓風(fēng)機(jī)為例。運(yùn)行工況仍以 24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行，其中天天11小時(shí)運(yùn)行在90%負(fù)荷（頻率按46Hz計(jì)算,擋板調(diào)節(jié)時(shí)電機(jī)功耗按98%計(jì)算），13小時(shí)運(yùn)行在50%負(fù)荷（頻率按20Hz計(jì)算，擋板調(diào)節(jié)時(shí)電機(jī)功耗按70%計(jì)算）；全年運(yùn)行時(shí)間在300天為計(jì)算依據(jù)。 
    則變頻調(diào)速時(shí)每年的節(jié)電量為：W1=22×11×[1－（46/50）3]×300=16067kW？h 
    W2=22×13×[1－（20/50）3]×300=80309kW？h 
    Wb = W1＋W2=16067＋80309=96376 kW？h 
   ,整體廠房降溫通風(fēng); 擋板開度時(shí)的節(jié)電量為：W1=22×（1－98%）×11×300=1452kW？h 
    W2=22×（1－70%）×11×300=21780kW？h 
    Wd = W1＋W2=1452＋21780=23232 kW？h 
    ,生產(chǎn)廠房通風(fēng)降溫設(shè)備;相比較節(jié)電量為：W= Wb－Wd=96376－23232=73144 kW？h 
    每度電按0.5元計(jì)算，則采用變頻調(diào)速每年可節(jié)約電費(fèi)3.657萬(wàn)元。 
    某工廠離心式水泵參數(shù)為：離心泵型號(hào)6SA-8，額定流量53. 5 L/s，揚(yáng)程50m；所配電機(jī)Y200L2-2型37 kW。對(duì)水泵進(jìn)行閥門節(jié)流控制和電機(jī)調(diào)速控制情況下的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)記錄如下： 
　　?? 
    流 量L/s 時(shí) 間（h） 消耗電網(wǎng)輸出的電能（kW？h） 
    閥門節(jié)流調(diào)節(jié) 電機(jī)變頻調(diào)速 
    47 2 33.2×2=66.4 28.39×2=56.8 
    40 8 30×8=240 21.16×8=169.3 
    30 4 27×4=108 13.88×4=55.5 
    20 10 23.9×10=239 9.67×10=96.7 
    合計(jì) 24 653.4 378.3 
    相比之下，在一天內(nèi)變頻調(diào)速可比閥門節(jié)流控制節(jié)省275.1 kW？h的電量，節(jié)電率達(dá)42.1%。 
　　?? 
    五、結(jié)束語(yǔ) 
    風(fēng)機(jī)、泵類等設(shè)備采用變頻調(diào)速技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行是我國(guó)節(jié)能的一項(xiàng)重點(diǎn)推廣技術(shù)，受到國(guó)家政府的普遍重視，《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》第39條就把它列為通用技術(shù)加以推廣。實(shí)踐證實(shí)，變頻器用于風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備驅(qū)動(dòng)控制場(chǎng)合取得了明顯的節(jié)電效果，是一種理想的調(diào)速控制方式。既進(jìn)步了設(shè)備效率，又滿足了生產(chǎn)工藝要求，并且因此而大大減少了設(shè)備維護(hù)、維修用度，還降低了停產(chǎn)周期。直接和間接經(jīng)濟(jì)效益十分明顯，設(shè)備一次性投資通�？梢栽�9個(gè)月到16個(gè)月的生產(chǎn)中全部收回。

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收錄時(shí)間:2011年02月17日 20:50:10 來(lái)源:未知 作者:


ABB控制自動(dòng)化產(chǎn)品在MW級(jí)風(fēng)機(jī)電控系統(tǒng)中應(yīng)用
    

　　隨著我國(guó)能源發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，國(guó)內(nèi)風(fēng)電設(shè)備市場(chǎng)逐年擴(kuò)大。在國(guó)家發(fā)改委制定的《風(fēng)力發(fā)電中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》中明確指出，到2010年底，全國(guó)風(fēng)電總裝機(jī)規(guī)模達(dá)到400萬(wàn)kW；到2016年底，全國(guó)風(fēng)電總裝機(jī)規(guī)模達(dá)到1000萬(wàn)kW；到2020年底，全國(guó)風(fēng)電總裝機(jī)規(guī)模達(dá)到2000萬(wàn)kW。

　　國(guó)家電力監(jiān)管委員會(huì)2007年7月17日公布《電網(wǎng)企業(yè)全額收購(gòu)可再生能源電量監(jiān)管辦法》，賦予國(guó)家電監(jiān)會(huì)監(jiān)管電網(wǎng)企業(yè)全額收購(gòu)其電網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)可再生能源并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目的權(quán)力。于2007年9月1日起施行。

　　國(guó)家政策的支持、巨大的市場(chǎng)空間促使國(guó)內(nèi)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)異�；钴S。已有40多家企業(yè)明確表示將涉足風(fēng)力發(fā)電設(shè)備制造。

　　1. 概述

　　ABB作為全球工控產(chǎn)品重要的供給商之一，可以為各行業(yè)提供種類齊全的控制自動(dòng)化產(chǎn)品。與全球主要風(fēng)機(jī)制造商多年的合作經(jīng)驗(yàn)，使ABB可以提供風(fēng)機(jī)功率回路和控制回路的全套產(chǎn)品，形成了ABB獨(dú)占的、經(jīng)過優(yōu)化的專為風(fēng)電行業(yè)設(shè)計(jì)的控制自動(dòng)化產(chǎn)品。下面就ABB控制自動(dòng)化產(chǎn)品在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行先容。

　　2. 用ABB AC31 90系列可編程控制器（PLC）構(gòu)成高性能的控制器網(wǎng)絡(luò)

　　控制器是整個(gè)電控系統(tǒng)的核心，其主要任務(wù)是控制風(fēng)機(jī)根據(jù)風(fēng)能的變化調(diào)整輸出，以及風(fēng)機(jī)在運(yùn)行過程中的各種數(shù)據(jù)檢測(cè)、系統(tǒng)保護(hù)、通訊等功能。MW級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是：

　　點(diǎn)數(shù)未幾：

　　整個(gè)控制系統(tǒng)的輸進(jìn)輸出點(diǎn)數(shù)并未幾，一般未幾于300點(diǎn)。

　　數(shù)據(jù)計(jì)算量大：

　　MW級(jí)風(fēng)機(jī)電控系統(tǒng)的雙饋調(diào)速系統(tǒng)及電動(dòng)變槳系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型結(jié)構(gòu)復(fù)雜、計(jì)算精度高；遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、故障檢測(cè)及自復(fù)位功能的應(yīng)用使控制器的數(shù)據(jù)計(jì)算量很大。由于同一時(shí)間不同優(yōu)先級(jí)事件的存在，控制器必須按照事件的重要程度執(zhí)行不同的掃描周期。

　　這些特點(diǎn)要求控制用具備高速度、支持多優(yōu)先級(jí)多任務(wù)程序結(jié)構(gòu)、支持高級(jí)算法等功能。此外，為保證系統(tǒng)各控制器與變頻設(shè)備之間通訊的可靠性及實(shí)時(shí)性，控制器還必須支持現(xiàn)場(chǎng)總線及遠(yuǎn)程監(jiān)控使用的產(chǎn)業(yè)以太網(wǎng)通訊。ABB公司的緊湊型控制系統(tǒng)AC3190系列PLC可用于復(fù)雜控制功能的應(yīng)用，運(yùn)算速度可達(dá)0.07 ms/kB指令，支持IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的編程, 編程界面簡(jiǎn)潔友好,并且實(shí)現(xiàn)分布式擴(kuò)展簡(jiǎn)單快捷，有多達(dá)5個(gè)集成的通訊接口（Modbus、TCP/IP、Profibus、DeviceNet、CanOpen）用于開放的通訊方式，I/O擴(kuò)展數(shù)目多達(dá)1040點(diǎn)開關(guān)量/232點(diǎn)模擬量。

　　圖1 AC1131編程界面

　　圖2是用ABB AC3190系列的KT98和KT97可編程控制器（PLC）構(gòu)成的MW級(jí)風(fēng)機(jī)電控系統(tǒng)控制器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。圖2 ABB AC310系列PLC組成的風(fēng)機(jī)電控系統(tǒng)控制器網(wǎng)絡(luò)

　　使用2臺(tái)KT98分別作為機(jī)艙控制器和變槳控制器，1臺(tái)KT97作為主控制器。這3個(gè)控制器的主要功能為：

　　機(jī)艙控制器：負(fù)責(zé)處理各傳感器（含風(fēng)速風(fēng)向儀）、輸進(jìn)輸出點(diǎn)的信號(hào)采集、雙饋變頻器給定計(jì)算、以及同雙饋變頻器、變槳控制器、主控制器之間的數(shù)據(jù)通訊。

　　變槳控制器：處理變槳系統(tǒng)信號(hào)采集、負(fù)責(zé)進(jìn)行變槳系統(tǒng)計(jì)算，天生變槳變頻器給定，負(fù)責(zé)與變槳變頻器及機(jī)艙控制器、主控制器之間的數(shù)據(jù)通訊。

　　主控制器：負(fù)責(zé)同機(jī)艙控制器、變槳控制器之間進(jìn)行以太網(wǎng)通訊；遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)通訊、以及塔筒底部的信號(hào)采集。

　　3個(gè)控制器之間采用以太網(wǎng)通訊，保證了通訊速率。控制器與變頻器之間采用CAN總線通訊，速率可達(dá)1Mbyte/s。保證速率的條件下，通訊可靠性也得到了進(jìn)步。這樣構(gòu)成的控制結(jié)構(gòu)具有分工明確、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)。

　　3. 用ABB AF系列接觸器解決并網(wǎng)穩(wěn)定性題目

　　風(fēng)力發(fā)電機(jī)所發(fā)出的電能通過接觸器并進(jìn)電網(wǎng)。由于風(fēng)能的大小、方向變化的多樣性及不確定性，造成風(fēng)機(jī)負(fù)載波動(dòng)頻繁，加之風(fēng)電場(chǎng)多建在電網(wǎng)相對(duì)較弱的邊遠(yuǎn)地區(qū)，在這種情況下，極易出現(xiàn)風(fēng)機(jī)誤并網(wǎng)、誤解列給電控系統(tǒng)及機(jī)械結(jié)構(gòu)帶來(lái)嚴(yán)重的損害。因此，必須選用可靠的并網(wǎng)接觸器將所發(fā)電能并進(jìn)電網(wǎng)。

　　一般接觸器通過線圈控制開合，這樣當(dāng)系統(tǒng)線路出現(xiàn)誤動(dòng)作時(shí)，接觸器也將出現(xiàn)誤動(dòng)作，風(fēng)機(jī)被誤并網(wǎng)。ABB的AF接觸器（AF400 ? AF2050）可以使用輸進(jìn)信號(hào)（如：來(lái)自PLC）控制接觸器開閉，而線圈動(dòng)作所需的能量由另外的電路供給（230VAC或24VDC）。要使接觸器閉合必須同時(shí)滿足：線圈通電和輸進(jìn)信號(hào)。

普通接觸器（如圖3），在A1和A2之間加以要求的電壓之后，觸點(diǎn)即閉合，抗誤并網(wǎng)能力差。

　　圖3 普通接觸器接線圖

　　ABB AF系列（AF400 ? AF2050）接觸器，只有在當(dāng)A1與A2之間加以要求的電壓，同時(shí)，PLC信號(hào)接通的情況下才能閉合。這樣并網(wǎng)條件增加到2個(gè)，可進(jìn)步抗誤并網(wǎng)能力。

　　圖4 AF系列（AF400 - AF1650）接觸器接線圖

　　另外，ABB AF系列（AF400 ? AF2050）接觸器還具備適應(yīng)風(fēng)電場(chǎng)電網(wǎng)條件的獨(dú)占性能：可在線圈線路故障后20ms內(nèi)維持閉合，線圈操縱電壓可以低至額定電壓的25%。這些性能，對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)所處的弱電網(wǎng)是至關(guān)重要的。

　　4. 用ABB機(jī)械鎖WB75A解決變槳系統(tǒng)備用電源穩(wěn)定性題目

　　在電網(wǎng)忽然掉電的情況下，變槳系統(tǒng)使用備用電源（電池組或超級(jí)電容組）將葉片旋轉(zhuǎn)到順槳位置，以保證風(fēng)機(jī)在電網(wǎng)停電狀態(tài)下，吸收最小風(fēng)能，保證設(shè)備安全。同時(shí)備用電源還必須支撐整個(gè)控制系統(tǒng)的傳感器和控制器直流回路運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間，以記錄必要的數(shù)據(jù)。帶備用電源的變槳系統(tǒng)的簡(jiǎn)單示意圖如圖5：

　　正常工作時(shí)，由交流電源給變槳系統(tǒng)供電，即K1閉合，此時(shí)備用電源接觸器K2也處于閉合狀態(tài)。電網(wǎng)掉電（電網(wǎng)故障）發(fā)生后，接觸器K1斷開，備用電源自動(dòng)切進(jìn)，維持變槳系統(tǒng)工作。此時(shí)，假如系統(tǒng)由于干擾或其他原因造成接觸器K2意外打開，整個(gè)風(fēng)機(jī)將完全“停電”，即使備用電源電量充足，也無(wú)法自動(dòng)切進(jìn)，風(fēng)機(jī)與遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)失往聯(lián)系，葉片停留在工作位置，風(fēng)機(jī)空載。假如此時(shí)出現(xiàn)大風(fēng)，風(fēng)機(jī)極有可能由于空載超速而損壞。

　　為保證風(fēng)機(jī)備用電源系統(tǒng)安全穩(wěn)定工作，可以給接觸器K2加裝機(jī)械鎖。接觸器K2閉合后，機(jī)械鎖將其鎖定。接觸器不會(huì)由于線圈掉電而斷開，而當(dāng)需要將接觸器K2斷開時(shí)，可經(jīng)過變槳控制器給出脈沖信號(hào)至圖中E1，將接觸器斷開。這樣就保證了變槳系統(tǒng)安全穩(wěn)定的工作。

　　機(jī)械鎖WB75A（如圖6）是Across the line系列接觸器的可選附件，可以安裝在接觸器的上表面，防止接觸器意外斷開。

　　圖6 機(jī)械鎖

　　5. 用種類齊全的ABB控制自動(dòng)化產(chǎn)品構(gòu)成控制系統(tǒng)的輔助回路

　　ABB低壓產(chǎn)品種類齊全，可根據(jù)需要，選用合適的產(chǎn)品。ABB S260系列微型斷路器可作為各支路的線路保護(hù)， ABB GS260系列剩余電活動(dòng)作斷路器可作為插座線路保護(hù)。因風(fēng)電安裝場(chǎng)合天氣條件惡劣，變槳控制柜內(nèi)需要安裝加熱元件防止溫度變化時(shí)可能產(chǎn)生凝露。由于變槳控制柜空間密閉，不適合安裝由風(fēng)扇進(jìn)行散熱類型的加熱器；而板式加熱器面積大，可通過自身面積散熱達(dá)到理想效果，控制柜內(nèi)溫差小。ABB的板式加熱器，就適適用于密閉的變槳控制柜內(nèi)。

　　其他諸如傳感器、按鈕開關(guān)、插座、急停按鈕等，都可在ABB控制自動(dòng)化產(chǎn)品中找到合適的產(chǎn)品，這里不做具體論述。

　　6. ABB低壓產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)的應(yīng)用情況

　　目前，ABB公司開發(fā)的AF系列接觸器、機(jī)械鎖及可編程控制器、空氣斷路器等低壓產(chǎn)品已在國(guó)內(nèi)廣泛應(yīng)用于內(nèi)蒙古、山東、吉林、江蘇、黑龍江等地風(fēng)電場(chǎng)，經(jīng)過實(shí)際應(yīng)用檢驗(yàn)，應(yīng)用效果很好，其產(chǎn)品穩(wěn)定的質(zhì)量、突出的性能表現(xiàn)更是得到了用戶的贊譽(yù)。

　　參考文獻(xiàn)

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　　[2] ABB,Proven technology for wind energy,.
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　　888-385-1221 ?  


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收錄時(shí)間:2011年01月17日 15:00:48 來(lái)源:中國(guó)自動(dòng)化網(wǎng) 作者:


使煉鐵生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的噪聲級(jí)保持在一設(shè)定范圍的過程，是冶金工業(yè)噪聲控制的重要組成部分。 煉鐵生產(chǎn)過程中使用多種 設(shè)備 (見表)，在運(yùn)行中產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪聲。主要有風(fēng)機(jī)噪聲、放散噪聲(排氣放空噪聲)、電動(dòng)機(jī)噪聲、管道閥門噪聲、泵噪聲等。 風(fēng)機(jī)噪聲? 煉鐵廠中的風(fēng)機(jī)主要有各種鼓風(fēng)機(jī)、通風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)。 噪聲源及特點(diǎn)? 風(fēng)機(jī)噪聲包括氣流噪聲和機(jī)械噪聲。通常以氣流噪聲為主，并以風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口處聲級(jí)最高，可達(dá)110dB(A)以上。機(jī)械噪聲除由風(fēng)機(jī)本身機(jī)械振動(dòng)引起外，還包括風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)機(jī)(通常為電機(jī)，也有汽輪機(jī))和傳動(dòng)機(jī)械(齒輪箱)的噪聲。值得注意的是，當(dāng)設(shè)備制造不良或潤(rùn)滑不良，機(jī)械磨損過度時(shí)，機(jī)械噪聲也相當(dāng)高，能達(dá)到105dB(A)以上。 治理措施? 一般可采取在風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口加裝阻性消聲器的方法來(lái)治理氣流噪聲，效果業(yè)著。對(duì)于風(fēng)機(jī)的機(jī)械噪聲可依據(jù)車間通風(fēng)機(jī)的具體情況采取安裝隔聲罩或隔聲間的方法加以控制。 放散噪聲(排氣放空噪聲)? 在煉鐵生產(chǎn)中，由于生產(chǎn)工藝的需要，經(jīng)常有氣體經(jīng)多種設(shè)備(高爐、鼓風(fēng)機(jī)、鍋爐、空壓機(jī)等)的放散閥向外排放，產(chǎn)生強(qiáng)烈的噴注噪聲。 噪聲特點(diǎn)? 放散噪聲強(qiáng)度高，頻譜寬。距放散口lm處測(cè)量，噪聲級(jí)常可達(dá)120dB(A)或130dB(A)以上，并且排放口位置都比較高，因而覆蓋面廣，傳播距離遠(yuǎn)，不僅嚴(yán)重污染廠區(qū)，還對(duì)周圍環(huán)境造成很大的危害。 基本控制措施? 采用在排氣管口安裝恰當(dāng)?shù)南暺鹘档头派⒃肼�。根�?jù)噴注噪聲的特點(diǎn)和規(guī)律，可依據(jù)下述原理設(shè)計(jì)不同的消聲器。(1)降低氣體排放的流速，可以顯著地降低噴注噪聲(見工業(yè)噪聲)。(2)降低或分散氣體排放的壓降，可以有效地降低噴注噪聲。(見工業(yè)噪聲)(3)縮小氣體噴口直徑，使噪聲頻譜向超聲頻方向移動(dòng)，可使A聲級(jí)顯著下降(見常規(guī)噪聲治理技術(shù))。(4)改變噴注的流場(chǎng)。噴注噪聲主要在噴口附近的混合區(qū)內(nèi)產(chǎn)生，如果改變噴注的流場(chǎng)，使沿噴注軸向流速在垂直方向的梯度減小，可使湍流發(fā)聲的聲源強(qiáng)度減弱，從而使噴注噪聲降低。適當(dāng)改變噴口形狀，用十字形或梅花形噴口代替圓形噴口，可使聲功率級(jí)降低達(dá)lodB以上的數(shù)量級(jí)。 常用的消聲器類型有：(1)小孔噴注消聲器。(2)節(jié)流降壓消聲器。(3)多孔擴(kuò)散消聲器。(4)將上述其中幾種互相組合或與阻性、抗性消聲器組合使用的復(fù)合型消聲器。當(dāng)選型合適、設(shè)計(jì)合理時(shí)，均能獲得滿意的效果。 電動(dòng)機(jī)噪聲 ? 電動(dòng)機(jī)是煉鐵廠各種運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備(風(fēng)機(jī)、水泵、空壓機(jī)、破碎機(jī)等等)廣泛使用的動(dòng)力設(shè)備，可以產(chǎn)生強(qiáng)噪聲。A聲級(jí)一般在90～100dB(A)之間。煉鐵廠中大、中型的電動(dòng)機(jī)噪聲多在95～100dB(A)之間。 噪聲源及特點(diǎn)? 電動(dòng)機(jī)噪聲由空氣動(dòng)力性噪聲、電磁噪聲和機(jī)械性噪聲三部分組成。一般以空氣動(dòng)力性噪聲為最強(qiáng)，屬穩(wěn)態(tài)噪聲，一般呈中高頻特性。電動(dòng)機(jī)噪聲A聲功率級(jí)可用下式估算： 式中L wA 為電機(jī)A聲功率級(jí)，dB；N為電機(jī)功率，kW；n為電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，r／min；n為常數(shù)項(xiàng)，dB。小型電機(jī)：a=19±2，大中型電機(jī)：a=14±2。 基本控制措施? 由于電機(jī)在煉鐵廠中廣泛用來(lái)驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)等運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備，電機(jī)和工作機(jī)的噪聲往往同時(shí)超標(biāo)，這時(shí)，可采用對(duì)整個(gè)機(jī)組加裝隔聲罩的辦法進(jìn)行治理。隔聲罩上帶有通風(fēng)散熱系統(tǒng)和消聲器。由于電機(jī)本身允許溫升要求嚴(yán)格，所以隔聲罩除需滿足隔聲降噪要求及安裝維修方便外，需特別注意不能影響電動(dòng)機(jī)的冷卻散熱，須使機(jī)組在加裝隔聲罩后，電機(jī)的溫升在允許的范圍內(nèi)。 管道閥門噪聲 ? 煉鐵廠內(nèi)架空管道很多。主要有送風(fēng)管道、煤氣管道、蒸汽管道和液體管道等，為了調(diào)節(jié)流體的壓力和流量，滿足煉鐵生產(chǎn)的要求，管路系統(tǒng)中裝有各種閥門，它往往輻射出強(qiáng)烈的噪聲。 噪聲形成及特點(diǎn)? 管道噪聲是典型的線聲源。管道與產(chǎn)生噪聲的設(shè)備(如風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、泵等)相連，這些設(shè)備的噪聲會(huì)沿管道傳播擴(kuò)散。且這種固體聲傳播，基本不隨距離的增加而衰減，因此危害甚大。此外，管道中的流動(dòng)大多數(shù)是湍流，可產(chǎn)生湍流噪聲，加之流體沖刷管壁，激起管壁振動(dòng)發(fā)聲，特別是當(dāng)管道中流體的流速較高時(shí)，在拐彎、截面突變處，會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的噪聲。關(guān)于閥門噪聲情況可見工業(yè)噪聲。應(yīng)引起注意的是，有些閥門由于維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)發(fā)生漏氣時(shí)，會(huì)產(chǎn)生高頻尖叫聲。 基本控制措施? 通常采用下列方法：(1)合理地設(shè)計(jì)和布置管線。在設(shè)計(jì)管線時(shí)，盡量選用較大的管徑來(lái)降低流速，盡量減少?gòu)濐^、管道交叉和管徑的突變。管線的支承架設(shè)要牢固，對(duì)于與振源相連接的管線在靠近振源處應(yīng)設(shè)置波紋膨脹節(jié)或其它軟接頭，以阻隔固體聲沿管線傳播。在管線穿過建筑物的墻體或與金屬桁架接觸時(shí)，若相互間有振動(dòng)傳遞，需將剛性聯(lián)接改成彈性聯(lián)接。(2)在管道外壁敷設(shè)阻尼隔聲層。在很多情況下，可以將此項(xiàng)措施與管道的保溫措施結(jié)合起來(lái)，使其變成具有防止噪聲輻射的隔聲保溫層。工程上可按如下方法實(shí)施：在金屬管壁外表面敷涂一層防振阻尼漿或?yàn)r青、橡膠等內(nèi)損耗大的阻尼材料，以抑制管壁振動(dòng)發(fā)聲；然后在阻尼層外緊裹一層多孑L材料，如玻璃棉，巖棉，礦渣棉，珍珠巖等做吸聲層；最后，在外面用鋼絲網(wǎng)包扎，并涂抹水泥沙漿作隔聲層(見圖)，如果為了美觀，最外面再加上一層用薄金屬板做成的管套，將整個(gè)管線包扎起來(lái)。 泵噪聲 ? 煉鐵廠常用有水泵和液壓泵，它們的噪聲級(jí)約在82～105dB(A)范圍。泵類噪聲中泵體本身輻射噪聲并不大，泵類設(shè)備的主要噪聲源來(lái)自驅(qū)動(dòng)它的電動(dòng)機(jī)。對(duì)整個(gè)水泵機(jī)組的噪聲控制，一般應(yīng)該首先對(duì)所配電動(dòng)機(jī)采取控制措施。對(duì)泵體噪聲一般可采取隔聲罩來(lái)消除(見泵站噪聲控制)。 發(fā)展趨勢(shì)? 隨著煉鐵技術(shù)的發(fā)展，高爐容積越來(lái)越大，爐頂壓力越來(lái)越高，附屬設(shè)備的功率也越來(lái)越大，因此，煉鐵過程排放的噪聲也日趨提高。 國(guó)際上對(duì)煉鐵噪聲的治理都進(jìn)行過很多研究，針對(duì)不同聲源采取了消聲、隔聲、隔振與阻尼等多種措施，收到一定的效果。在中國(guó)，因生產(chǎn)力發(fā)展水平的限制，煉鐵噪聲控制發(fā)展緩慢，自20世紀(jì)80年代中國(guó)將環(huán)境保護(hù)確立為基本國(guó)策以來(lái)，煉鐵噪聲污染的控制得到重視并逐步開展，在中國(guó)第七個(gè)五年計(jì)劃期間新建的大中型高爐上的主要噪聲源處均安裝有噪聲控制設(shè)備，主要是各種類型的消聲器。包括有風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口消聲器，爐頂均壓放散消聲器，冷風(fēng)放風(fēng)消聲器及高爐煤氣調(diào)壓閥組消聲器等，都收到良好的效果。

太工天成風(fēng)機(jī)、水泵節(jié)電裝置
    產(chǎn)品概述： 


            TCJN-FJ系列風(fēng)機(jī)、水泵節(jié)電裝置是專為風(fēng)機(jī)、泵類、壓縮機(jī)等流體輸送和壓力控制設(shè)備研制的專用節(jié)電裝置，它采用可編程控制技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)及壓力控制技術(shù)，將管道參數(shù)與設(shè)定參數(shù)相比較，通過PID運(yùn)算控制變頻裝置的輸出頻率，從而調(diào)整水泵或壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速。 


             當(dāng)管壓/運(yùn)輸能力降低時(shí)，可使水泵或壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)步，增大管壓/運(yùn)輸能力；當(dāng)管壓/運(yùn)輸能力上升時(shí)，又能使水泵或壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速減少，降低管壓/運(yùn)輸能力，終極保證管網(wǎng)水壓或氣壓及運(yùn)輸能力滿足工藝要求，實(shí)現(xiàn)泵站供水或供氣和泵類運(yùn)輸?shù)淖詣?dòng)閉環(huán)控制，保證設(shè)備安全公道運(yùn)行。從根本上消除風(fēng)機(jī)、水泵設(shè)備由于選型或負(fù)荷變化普遍存在的"大馬拉小車"的動(dòng)力浪費(fèi)現(xiàn)象，消除了擋板節(jié)流阻力，使風(fēng)機(jī)、水泵始終運(yùn)行在最佳工作狀態(tài)，從而節(jié)省大量的電能。 


         節(jié)電原理： 


             風(fēng)機(jī)、水泵是各行各業(yè)中普遍使用的設(shè)備，在實(shí)際使用過程中需要經(jīng)常調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)、水泵的流量、壓力、溫度等。目前大多數(shù)風(fēng)機(jī)、水泵采用傳統(tǒng)的檔板或閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)，使大量的能量消耗在檔板或閥門上。 


             采用變頻調(diào)速技術(shù)的TCJN-FJ系列風(fēng)機(jī)、水泵節(jié)電器可以隨工藝的要求實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，大幅度減少能耗，進(jìn)步系統(tǒng)的穩(wěn)定性和運(yùn)行效率，為系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行提供了可靠保證，并且保證了設(shè)備的安全運(yùn)行。 


         風(fēng)機(jī)及泵類設(shè)備的機(jī)械特性： 


             Q∝N；M∝N2；P∝N3； 
    其中：Q―流體的流量；N―風(fēng)機(jī)、水泵的軸轉(zhuǎn)速；M―軸轉(zhuǎn)矩；P―軸功率。 


             由上面公式可見，只要改變N，流量Q即成比例變化，從而可達(dá)到調(diào)節(jié)Q的目的，軸功率也可大大減少。 


             如Q＇=1/2Q，則P＇=1/8P，軸功率僅為額定時(shí)的12.5%，此時(shí)能節(jié)電80%以上。 


        


         功能特點(diǎn)： 


             性能優(yōu)越的變頻節(jié)電技術(shù)，節(jié)電率可達(dá)15-50%； 


             先進(jìn)的DSP微處理器控制，專業(yè)化軟件程式，精確調(diào)節(jié)，動(dòng)態(tài)跟蹤； 


             軟起動(dòng)，軟停車，自動(dòng)調(diào)速，響應(yīng)迅速，保證設(shè)備安全運(yùn)行； 


             完備的保護(hù)功能，性能穩(wěn)定，使用安全可靠； 


             智能控制，一次設(shè)定，自動(dòng)跟蹤，無(wú)需人為調(diào)節(jié)。 


         技術(shù)特性： 


             控制方式： 正弦波PWM ,微處理器程序控制; 


             頻率控制范圍： 0-120Hz, 頻率分辨率0.1Hz; 


             額定輸出電壓： 額定電壓30%-100%可調(diào)，完善的軟啟動(dòng)及軟停機(jī)功能; 


             電壓/頻率特性： 三相380V、660V±20%，50/60Hz±5%; 


             最大過載電流：150% 額定電流1分鐘， 100%額定電流連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn); 
    
    頻率設(shè)定輸出：鍵盤及電位器0-10V、4-20mA， 


             控制性能： 完善的變頻器控制性能，復(fù)位、外部故障等; 


             標(biāo)準(zhǔn)功能： 電流限幅、轉(zhuǎn)速追蹤、頻率上下值限制、加減速模式可調(diào)、PID調(diào)節(jié)器，比例聯(lián)動(dòng)，遠(yuǎn)間隔控制等； 


             保護(hù)功能： 過壓、欠壓、過流、限流、過熱、電子熱過載繼電器、故障保護(hù)及定時(shí)重起； 


             外部輸出信號(hào)：繼電器信號(hào)；運(yùn)行參數(shù)同步信號(hào)（4-20mA） 


         適用范圍： 


             冶金，礦山，石化，電力/熱力，供水，建材等行業(yè)，紡織化纖廠，造紙廠，商場(chǎng)、賓館、寫字樓，城市生活小區(qū)等單位的各種供水、供氣、透風(fēng)系統(tǒng)（如水泵、壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)等）. 


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