Необходимость анализа применения двигателя переменной частоты компрессора воздуха винта
I. Технические принципы и основные преимущества двигателя с переменной частотой
Двигатель переменной частоты может регулировать скорость вращения, изменяя частоту мощности. Применение в компрессоре воздуха винта может принести следующие улучшения:
- Способность динамического отклика: Система преобразования частоты может регулировать скорость двигателя в режиме реального времени в соответствии с потребностями в газе и контролировать диапазон колебаний давления в пределах ± 0,02 МПа, что значительно лучше, чем ± 0.1MPa.
- Механизм оптимизации энергоэффективности: В условиях частичной нагрузки блок преобразования частоты снижает потребление энергии за счет снижения скорости вращения. Экспериментальные данные показывают что когда расход газа падает до 60% из расклассифицированной подачи, энергопотребление блока преобразования частоты 28% более низкое чем это из фиксированного блока частоты. -35%.
- Функция защиты устройства: Функция плавного пуска снижает пиковый пусковой ток двигателя с 6 раз номинального тока блока фиксированной частоты до менее чем в 2 раза, эффективно продлевая срок службы двигателя, подшипников и компонентов трансмиссии.
II. Экономическая оценка применимых сценариев
- Сценарии, в которых необходимо использовать двигатели с переменной частотой
- Большие колебания потребления газа: Например, в мастерской заварки автомобиля, расход газа колеблется часто между расклассифицированной скоростью потока 20-100%, и годовое потребление электроэнергии блока преобразования частоты может достигнуть 80000-120000 кВ · х (примите блок 110кВ в качестве примера).
- Параллельная система с несколькими блоками: В центральной системе газоснабжения блок преобразования частоты может использоваться в качестве основного блока, а выход автоматически регулируется в соответствии с давлением в основной трубе, так что резервная машина с фиксированной частотой всегда находится в зоне высокой эффективности.
- Специальные технологические требования: Например, воздушный сварщик в текстильной промышленности требует стабильного давления 0,65 ± 0.01MPa, Блок преобразования частоты может избежать ухудшения качества скручивания, вызванного колебаниями давления фиксированного блока частоты.
- Сценарии, где можно выбрать частотные двигатели
- Состояние постоянной нагрузки: Например, непрерывная подача газа в химическом процессе, расход газа поддерживается на уровне 80% от номинального расхода в течение длительного времени. -100%, Энергосберегающее преимущество блока преобразования частоты не очевидно.
- Краткосрочные чувствительные к инвестициям проекты: Первоначальная инвестиционная стоимость фиксированных частотных блоков на 15% ниже. -20%, Может использоваться в качестве переходного плана, когда бюджет строго ограничен.
III. Сравнение затрат жизненного цикла
Принимая 110 кВт винтовой воздушный компрессор в качестве примера, сравнить стоимость всего жизненного цикла (10-летний цикл) преобразования частоты и фиксированной частоты единиц:
| Категория расходов | Блок преобразования частоты (десять тысяч юаней) | Фиксированная частотная единица (десять тысяч юаней) | Коэффициент разницы |
|---|---|---|---|
| Первоначальные инвестиции | 28 | 24 | +16.7% |
| Стоимость потребления энергии | 320 | 410 | -22.0% |
| Стоимость обслуживания | 45 | 60 | -25.0% |
| Общая стоимость | 393 | 494 | -20.4% |
Примечание: стоимость потребления энергии составляет 0,8 юаня/ kW · Ч. Расчет 6000 часов годовой эксплуатации; Разница в стоимости обслуживания обусловлена продлением срока службы подшипников блока преобразования частоты и снижением частоты замены запасных частей.
IV. Модель выбора решений
Предприятия могут оценить экономику преобразования частоты по следующей формуле:
Срок окупаемости инвестиций (год) = (премия за единицу переменной частоты)/(годовое потребление электроэнергии × цена электроэнергии + годовая экономия на обслуживании)
Если результат расчета составляет менее 3 лет, рекомендуется использовать единицы преобразования частоты. Например, надбавка за единицу мощностью 110 кВт составляет 40000 юаней, годовое потребление электроэнергии составляет 90000 кВт · ч, а цена на электроэнергию составляет 0,8 юаня/ kW · H, если годовое обслуживание экономит 15000 юаней, срок окупаемости = 4/(9 × 0,8 + 1,5) = 0,4 года (около 5 месяцев).
V. Тенденция развития технологий
- Технология синхронного преобразования частоты с постоянными магнитами: КПД двигателя может достигать 96% (на 3% выше, чем у асинхронного двигателя с переменной частотой. -5%), Широко используется в моделях высокого класса.
- Интеллектуальное управление IoT: Благодаря соединению датчика давления, датчика температуры и преобразователя частоты реализуется профилактическое обслуживание и оптимизация энергоэффективности.
- Решение системной интеграции: Блок преобразования частоты, бензобак, сушилка и фильтр образуют интеллектуальный блок подачи газа, который повышает общую энергоэффективность на 15%. -20%.
Заключение
Для сценариев с большими колебаниями расхода газа, высокими требованиями к энергоэффективности или чувствительностью процесса, компрессор воздуха винта принимает переменную частоту мотора, который имеет очевидные экономические и технические преимущества. Предприятия должны сочетать характеристики нагрузки, политику цен на электроэнергию и коэффициент использования оборудования и принимать решения путем анализа стоимости жизненного цикла. На фоне цели «двойного углерода» технология преобразования частоты стала основным направлением энергосберегающего преобразования воздушного компрессора. Предполагается, что единицы преобразования частоты должны быть предпочтительными для новых проектов, а период окупаемости инвестиций должен быть оценен для преобразования существующего оборудования, как правило, проект преобразования, который может возместить стоимость в течение 3 лет, возможен.