羅茨風機變頻省電：羅茨風機變頻改造節能效益分析

　　當流量的調節范圍在（0.5-1）Qe時，電機變頻調節相比節流調節的節電率k為：

　?。?）

　　式中ηb為調速機構效率。

　　將式（4）帶入式（5），即可得到基于電機功率PL、Pe的變頻調速相對于節流調節的節電率計算公式：

　?。?）

　　5 實例計算

　　某熱電公司一次羅茨鼓風機參數為：額定風量m?/h，電機額定功率2400kW，風門開度30～40%。

　　5.1 節電量計算

　　風門開度為30%，羅茨風機運行電流為107A，電機的功率為：

　　PL=1.732×10000×107×0.88=1630.85 kW;

　　羅茨風機的額定功率與電機的額定功率差別較大，因為在設計時電機一般會根據軸功率考慮1.05～1.30的安全系數確定，所以用電機的額定功率除以安全系數作為風門全開時的軸功率，這里取安全系數為1.25，則：Pe=2400/1.25=1920 kW

　　將PL和Pe帶入式（3-13），節電率為： k=27.14%。

　　節電量： ΔP=PL×k=1630.85 ×27.14%=442.61 kW

　　羅茨風機在不同風門開度下的節電情況統計如表1。

　　5.2 節電量計算結果驗證

　　表2和表3分別為工頻和變頻的實際抄表數值及平均每小時耗電量。

　　變頻后實際節電率=（1494-1162）/1494=22.22%

　　由實際統計數據計算一次羅茨風機變頻后的節電率為22.22%，與理論節能量計算結果（23.14%）大致相符，證明所提出的節能量計算方法是適用的。

　　6 總結

　　本文研究了泵與羅茨鼓風機相似定律的適用性，提出了適用于實際項目節能評價的計算方法，并對項目實施后的節能情況進行統計，初步驗證了計算方法的可靠性，還需在后續類似項目中進一步驗證。

羅茨風機變頻省電：羅茨風機的變頻節能改造

　　山東錦工有限公司是一家專業生產羅茨風機、羅茨鼓風機、回轉式鼓風機等水產養殖曝氣設備公司，位于有“鐵匠之鄉”之稱的山東省章丘市相公鎮，近年來，錦工致力于新產品的研發，新產品雙油箱羅茨鼓風機、水冷羅茨鼓風機、油驅羅茨鼓風機、低噪音羅茨鼓風機，贏得了市場好評和認可。產品和服務遠銷全國各地及東南亞，深受客戶好評。

　　某卷煙廠除塵房主要負責生產車間機臺除塵和煙絲風送，由除塵系統和集塵系統組成，系統采用布袋式除塵器，采用集中集塵并由負壓輸送至壓塵機處理。其中集塵器的負壓由兩臺22KW的羅茨風機提供，一臺用于制絲線集塵，一臺用于卷包線集塵。原風機額定功率的設計選型是根據工藝的最大流量來選擇的，按當時的設計思路，風機的選型一般在滿足工藝負荷工作條件下還要增加一定的裕量。但實際運行中，工藝的運行參數隨各種因素而發生變化，往往實際運行負荷要比設計的最大流量小得多，造成能源浪費的情況。

　　二、問題的提出

　　根據本系統的運行數據統計，羅茨風機實際使用的功率也僅為額定功率的70%–75%左右。，即所消耗的電能有20%～25%被浪費掉。因此，對羅茨鼓風機進行節能改造有著顯著的經濟和環境效應。

　　三、節能改造方法的確定

　　羅茨風機屬容積回轉式風機，其工作特點是當轉速一定而壓力在允許范圍內加以調節時，流量的變動甚微，轉速和流量之間保持正比的關系。采用旁路調節法不能改變羅茨鼓風機的吸氣量，所以風機始終在滿負荷下運行，無法節能。而改變轉速，使風機吸氣量發生變化，其功率消耗也隨之改變。所以，對羅茨鼓風機進行變速調節就可達到節能的目的，而調速方法也較多。若改為變頻調速方式調節風機風量，即能減少風機電耗的浪費。

　　一）羅茨鼓風機變轉速工作特性

　　1、流量特性

　　羅茨鼓風機的理論流量與轉子轉速的關系式為

　　羅茨鼓風機的實際流量為

　　由式（1）和式（2）可知，對每一臺具體的羅茨鼓風機，其葉輪外徑、長度和面積利用系數都是一個定值，當可忽略容積效率的變化時，羅茨鼓風機的流量正比于轉速。

　　2、功率特性

　　羅茨鼓風機的軸功率為

　　由式（1）和式（3）可知，當羅茨鼓風機轉速n變化時，其軸功率與轉速成正比。

　　3、 轉矩特性

　　羅茨鼓風機的轉矩為

　　由于羅茨鼓風機的軸功率與轉速成正比，因此由式（1）可知，當轉速變化時，轉矩不變，即羅茨鼓風機屬于恒轉矩運行。

　　二）變頻調速的工作原理

　　變頻器調速的原理是將交流順變成直流，平滑濾波后再經過逆變回路，將直流變成不同頻率的交流電，使電機獲得無級調速所需的電壓和頻率，從而直接改變和控制電機的輸出軸功率。

　　羅茨風機的驅動采用交流三相異步電動機，其轉速與電源頻率的關系為[3]

　　由式（1）可知，轉速與頻率成正比，只要改變頻率即可改變電動機的轉速，當頻率在0～50Hz的范圍內變化時，電動機轉速調節范圍非常寬。變頻器就是通過改變電動機電源頻率實現速度調節的，是一種理想的高效率、高性能的調速手段。因此，決定采用變頻調速技術對羅茨鼓風機進行技術改造，不但可達到節能目的，同時也可提高裝置的自動控制水平。

　　四、羅茨風機的變頻改造

　　一）、硬件設計

　　1、變頻器的選用

　　根據電機容量，選用丹佛斯FC300變頻器。

　　丹佛斯FC300系列變頻器的優點：

　?。?） 調速范圍廣，機械特性硬，精度高，運行可靠；

　　（2） 磁通―電流控制（FCC）功能改善動態響應特性，并且優化電動機的控制；

　?。?） 控制不同的負載，具有相應的V/F特性；

　?。?） 變頻器的PID調節器具有較高的品質（參數自整定）可用于簡單的過程控制；

　?。?） 快速電流限制功能（FCL），避免運行中不應有的跳閘；

　　（6）可實現電動機的過壓、欠壓、過熱等功能。

　　2、變頻器控制與調節

　　變頻器可通過在控制柜門“遠程/本地”開關的切換實現“遠程控制”與“本地控制”?！斑h程控制”是在主控室內上位機與變頻器進行數據通信，操作人員可通過觸摸屏的畫面對風機和變頻器的工作電流、頻率、轉速以及啟動、停止、故障等狀態進行實時監控。同時操作人員根據工藝或外界條件的變化，通過改變變頻器的頻率來調節轉速。

　　另外，在風機房內還裝有一個本地控制的機旁操作箱，在風機出現故障時可在電機旁進行操作。為了保證生產的連續運行，在變頻器出現故障后，可將故障變頻器通過旁路柜隔離，風機電動機可切換為工頻運行或啟、停控制。

　　二）、PLC與變頻器通訊的實現

　　原除塵系統的配置為：1套PLC主站（S7-300，315-2DP），1個MP 270觸摸屏，現將兩臺羅茨風機的Danfoss FC300變頻器通過現有的PROFIBUS-DP網絡進行PLC和變頻器的通訊，變頻器通過PROFIBUS-DP來實現電機的啟/停和調速控制，并把變頻器的實際運行狀態通過PROFIBUS網絡輸送并顯示在觸摸屏MP 270，從而達到對羅茨風機的運行控制目的。

　　五、系統調試及運行效果

　　一）系統改造后的調試

　　完成羅茨風機變頻器改進安裝后，并投入系統運行前的調試，目的主要是檢查所選擇的變頻器性能、改進方案的功能是否達到設計要求以及滿足實際生產需要。經調試，變頻器性能運行非常穩定，達到設計要求。

　　二）運行效果

　　變頻器經過一個月試運行及投入正常使用后，從實際運行來看，變頻運行狀態比較穩定，滿足設計要求，系統穩定可靠。設備方面由于變頻具有軟啟動功能避免了電機啟動時對電機的沖擊損害，轉速的降低，對風機的葉輪、軸承等壽命得以延長，設備運行狀況良好。

　　1、節能效益

　　制絲集塵風機的運行實際工頻大約為42HZ，工作電流為32A；卷包集塵風機運行實際工頻大約為40HZ，工作電流為34A。

　　根據測定數據可計算有功功率，其公式：P=1.732×U×I×cosα

　　改造前：P1=1.732IV cosα=1.732×380×45×0.85=25.17kW

　　制絲集塵改造后：P2=1.732×380×32×0.85=17.90KW

　　卷包集塵改造后：P3=1.732×380×34×0.85=19.02KW

　　每小時節電P節約=2× P1- P2- P3=13.43kW

　　車間每天兩班生產，工作時間16小時，一個月生產天數20天，一個月可節約電能4296.47 kW。

　　2、設備影響

　　（1） 避免了電動機啟動時對電機的沖擊損害及對電網的沖擊；

　?。?） 提高了羅茨風機的自動控制能力；

　?。?） 減少了羅茨風機及其消聲器等的機械振動、噪聲和沖擊；

　?。?） 由于轉速的降低，羅茨風機的葉輪、軸承等壽命得以延長。

　　六、結束語

　　變頻器控制技術用于羅茨風機控制達到顯著的節電效果，提高了設備效率，又滿足了生產工藝要求，并且因此而大大減少了設備維護、維修費用，經濟效益十分明顯。

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　　(來自：羅茨風機，羅茨鼓風機，行業應用，參數選型，三葉羅茨鼓風機，

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羅茨風機變頻省電：羅茨風機采用變頻節能的研究

　　變頻調速技術的基本原理是在其他條件不變時，改變異步電動機定，子端輸入電源頻率進而改變電動機轉速。根據電機轉速與工作電源輸入頻率成正比的關系：n=60（f1- s）／p，（式中 n、f、s、p 分別表示轉速、輸入頻率、電機轉差率、電機磁極對數）；通過改變電動機工作電源頻率達到改變電機轉速的目的。頻調速效率高，調速范圍廣，特別適合長時間在低速下運行的工況。

　　3、采用變頻調節的節能分析

　　根據流體動力學的知識可知，對于羅茨風機存在如下關系：

　　Q∝n ①；p∝T∝n2②；P∝T?n∝n3③

　　式中：Q，p――分別為風量，風壓；n，T――分別為轉速，轉矩；P――軸功率。

　　從式①中可看出，羅茨風機的風量和轉速成正比，風壓與轉速的2次方成正比，而軸功率與轉速的3次方成正比。當需要的風量降低時，電機轉速的改變量在理論上其能耗將以其3次方的速率下降。與此同時，在羅茨風機轉速降低的過程中，軸功率應以轉速的3次方的速率降低，相應的驅動羅茨風機的電動機所需的電功率也將降低，可見調節轉速是羅茨風機節能的重要途徑。

　　普通羅茨風機的功率因數范圍在 0.6- 0.7，使用了變頻調速裝置以后，由于變頻器內部濾波電容的作用，進而降低了無功損耗，而相反的增加了電網的有功功率。使用變頻節能裝置后，通過變頻器上的軟啟動功能可以使啟動電流從零開始，并把電流限制在額定電流以內，這樣緩解了其對電網的沖擊以及對供電容量的要求，從而延長了設備及閥門的使用壽命。劉長軍等人通過實踐證明，變頻器運用于羅茨風機類設備驅動控制場合取得了顯著的節電效果，是一種理想的、高效的調速控制方式。不僅提高了設備的使用效率，又跟得上企業生產工藝要求。與此同時，又大大減少了設備維護及維修的費用，降低了停產周期，十分明顯的提高了企業經濟效益。

　　4、改造措施和效果

　　隨著企業用電負荷的大范圍增加，引羅茨風機的風量需要隨著用電負荷的變化而變化，然而由于經常在工頻狀態下的低效率運行，致使大量的能量在風道擋板上浪費流失了。因此，采用高壓變頻技術對羅茨風機進行變頻改造就顯得格外的迫切。張維，楊春等人在研究了鍋爐鼓引羅茨風機的變頻節能改造后提出：羅茨風機、引羅茨風機變頻改造后，運行效果良好，主要表現在①噪音與振動減小；②運行安全穩定性更高；③節約能源，降低成本，包括節能節電。王永輝等人在研究了變頻技術在污水處理廠羅茨風機上的應用的過程中提出有關羅茨風機變頻系統的改造方案。其中包括①在羅茨風機上裝設閉環控制方式的變頻系統；②在原工頻系統保留的基礎上結合變頻器相互作用；③采用本地、遠程控制相結合的監控措施；④設置遠程控制和故障報警系統，保證生產工藝的方便性、安全性。胡炫，朱虎，楊志等人在研究了高壓變頻器在發電廠引羅茨風機上的應用與節能分析中指出：羅茨風機在變工況運行中，調節深度愈大，節能效果愈顯著，變頻調速曲線最接近理想曲線，其運行能耗最低，節能效果最佳。他們提出在大功率設備上應用ASD6000S系列高壓大功率變頻器進行羅茨風機技術改造，取得了明顯的節能效果。ASD6000S系列高壓大功率變頻調速系統是由多個功率模塊串聯起來，通過疊加了多個低壓功率模塊的輸出而匯總得到高壓輸出，具有諧波小、可靠性高等技術特點。

羅茨風機變頻省電：羅茨鼓風機能否用變頻器控制_羅茨風機

　　污水站使用羅茨鼓風機是非常常見的設備，不止羅茨鼓風機，還有回轉風機等，也是常用的設備，羅茨鼓風機可以加裝變頻器不？

　　答案：可以

　　但是在對羅茨鼓風機變頻改造的時候要注意一下幾點：

　　1、是否為變頻電機？

　　羅茨鼓風機的電機有變頻電機也有非變頻電機，一般羅茨鼓風機都是非變頻電機，采用非變頻電機的公司，我們不建議在變頻電機上直接加裝變頻器，這樣操作會影響電機的使用壽命。

　　2、變頻電機

　　如果我們在采購羅茨鼓風機之前，就已經做好了后期加裝變頻控制柜的規劃，那么可以尋找變頻器廠家，來幫助我們直接加裝一個變頻器來達到變頻輸送的目的。

　　3、散熱問題

　　低速的非變頻電機加裝變頻器之后，在高轉速的情況下，還有可能會遇到低轉速散熱不暢的問題，引起電機軸承的損壞。

　　變頻電機由于要承受高頻磁場，所以絕緣等級要比普通電機高，原則上普通電機是不能用變頻器來驅動的，但在實際中為了節約資金，在很多需要調速的場合都用普通電機代替變頻電機，但普通電機的調速精度不高，在風機、氺泵的節能改造中經常這樣做。在用普通電機代替變頻電機時變頻器的哉波頻率盡量低一點，以減少高頻對電機的絕緣損壞。

　　錦工風機具備多臺大型臥式加工中心，并有多工位加工中心，如果您需要采購定制羅茨風機，可以聯系我們的全國免費客服熱線

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　　對多數企業而言，電費是未被企業控制的最后一項本錢，人們普遍以為電費開支是難以被控制的，交電費 天經地義，由于用電設備消耗多少電，是同其機電特性所決定的，主觀的控制無能為力。很顯然，此觀念 是錯誤的。現在運用變頻器對機械設備節能控制技能減少電能資源的浪費，節約電費開支.

　　煉鋼廠、水泥制造、化纖等行業中都用到羅茨風機。在沒有調速控制之前，一般采用降壓起動，并且正常 運行后，電動機全速運行，而風量的大小則通過風門來調節。一般情況下，風門的開度為50%～80%，電機 只能是滿負荷運行，電動機的工作效率很低，造成很大浪費。 采用變頻器對羅茨風機進行控制，屬于減 少空氣動力的節電方法，它和一般常用的調節風門控制風量的方法比較，具有明顯的節電效果。

　　使用變頻器對羅茨風機實行節能改造后的優勢：

　　1、進步功率因素，減少無功功率損耗

　　2、具有自動節能 控制功能，能根據負載情況自動調整電壓，使電機運行在最高效率狀態下

　　3、變頻器采用低頻輸出額定轉矩，能對羅茨風機實行強有力的控制

　　4、節約能源，運行本錢降低

　　5 、延長羅茨風機的使用壽命

　　6、軟啟動、啟動時無大電流沖擊

　　江鼓品牌是一家有十余年設計、制造經驗的羅茨鼓風機專業廠家。公司全部三期建設累計投資一億五千萬余元，四期建設預計投資一億元人民幣，打造成集研發、設計、制造、經營于一體的復合型現代化企業。

　　對多數企業而言，電費是未被企業控制的最后一項本錢，人們普遍以為電費開支是難以被控制的，交電費 天經地義，由于用電設備消耗多少電，是同其機電特性所決定的，主觀的控制無能為力。很顯然，此觀念 是錯誤的。現在運用變頻器對機械設備節能控制技能減少電能資源的浪費，節約電費開支.

　　煉鋼廠、水泥制造、化纖等行業中都用到羅茨風機。在沒有調速控制之前，一般采用降壓起動，并且正常 運行后，電動機全速運行，而風量的大小則通過風門來調節。一般情況下，風門的開度為50%～80%，電機 只能是滿負荷運行，電動機的工作效率很低，造成很大浪費。 采用變頻器對羅茨風機進行控制，屬于減 少空氣動力的節電方法，它和一般常用的調節風門控制風量的方法比較，具有明顯的節電效果。

　　使用變頻器對羅茨風機實行節能改造后的優勢：1、進步功率因素，減少無功功率損耗 2、具有自動節能 控制功能，能根據負載情況自動調整電壓，使電機運行在最高效率狀態下 3、變頻器采用低頻輸出額定轉矩，能對羅茨風機實行強有力的控制 4、節約能源，運行本錢降低 5 、延長羅茨風機的使用壽命 6、軟啟動、啟動時無大電流沖擊

　　問題：風機能用變頻器調速嗎

　　回答：風機在使用過程中，很多工況需要對風機的風量進行控制，不同的時間段可能采用風量也不同，所以，就出現了變頻型風機。

　　羅茨風機可以采用變頻電機來調節風機的轉速，調節轉速的目的便是調節風機風量了，羅茨風機可以通過變頻控制柜，對變頻電機進行調節，達到風機轉速的調節。

　　采購風機時，如果我們對此有要求，需要調節風機的轉速，可以提前和廠家說明，搭配上變頻電機和變頻控制柜。

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