涂装厂面漆小件流

涂装厂面漆小件流水线送风系统节能方案动力设备科概述背景与现状技术方案数据支持成本-收益分析优点协作单位的任务和要求背景与现状涂装厂面漆、小件流水线的中央送风风机、排风风机在运行中，其电动机总是处于不全载情况下运行,其输入能量的约5~10%被电机和风机本身所消耗，约10~20%被挡板或风门节流所消耗，且风门或挡板调节流量的可调性能差，非线度大，反应速度慢，不准确。而且在风门或挡板开度很小时，电机的输入功率基本不随之变化。同时面漆、小件线都是大功率负载，送风风机功率为132KW*3=396KW，在自耦降压启动情况下电流分别能达500A，而一个1250KVA的电力变压器的额定电流只有1850A，仅面漆、小件3个送风风机起动电流就占用了该变压器的四分之三电流，而10个排风风机（面漆线6个，共计312KW；小件线4个，共计122KW）功率共计434KW，星三角起动时能达到500A，因此对电网电压冲击非常大。生产线别风机名称额定功率1＃送风机1322＃送风机1321＃排风机372＃排风机553＃排风机554＃排风机555＃排风机556＃排风机551＃送风机1321＃排风机112＃排风机373＃排风机374＃排风机375＃排风机37面漆生产线小件生产线综上所知，在满足生产工艺要求的同时，电网输入的能量很大一部份被消耗在挡板或风门节流上，为有效发挥面漆、小件线送、排风风机的最大有功利用率，减少无用功率的损耗，即消除挡板或风门节流所消耗的功率，以达到节能降耗的目的，同时把大功率负载的起动电流限制在额定电流以内起动，缓解电网电压的冲击，延长电力变压器的使用寿命及对其它设备的起动影响，特制定本方案。技术方案涂装厂面漆、小件流水线，主要由中央送风风机（132KW）3台，排风风机（55KW）5台，（37KW）4台，（18.5KW）4台，（11KW）1台，循环水泵（55KW）3台、地面输送链（5.5KW）2台等其它小功率设备组成，共计负荷1544KW，负载在运行中，约5~10%被电机和风机本身所消耗，这部分能量可通过采用高效电机及高效风机来降低，因前期流水线设备已安装完成并投入使用，现无更换必要。面漆小件流水线的中央送风风机、排风风机的负载运行中约20~30%被挡板或风门节流所消耗的能量则可通过采用调速、调节流量来降低甚至取消。变频器具有(0-400HZ)频率范围内调节风机的转速,防失速功能（过载过电压）；过转矩设定运行；无速度检测条件下的简易速度控制功能(转差补偿功能);提高运行连续性限制转矩，运行中状态的检测及机械装置运行的联锁等强大调速保护功能。因此可对该流水线的风机安装变频器来降低电机转速，减少流量输出，从而减少功率输入，达到节能目的.此时风门或挡板处于全开位置，不仅可调性能好，反应速度快，而且线性度和准确性均很高。同时对变频器设定了恒定的频率后，可达到起动平衡，起动电流限制在额定电流以内。设计制作一个二次线路配电柜，内含冷却风扇及接触器、热过载继电器等电器元件，用来控制变频器的启动、运行、停止及保护变频器在安全环境下运行。在安装变频器的基础上，可保持原系统的软启动不变，可实现工频与变频的快速转换,确保生产线的长期无故障运行。数据支持面漆线现有:排风机6台，55KW风机5台，37KW风机1台，其中，55KW排风量为83200m3/h,37KW排风量为51065m3/h,故排风能力为83200*5+51065=467065m3/h。送风机2台，均为132KW，排风量为263800m3/h,送风能力为263800m3/h*2=527600m3/h目前实际的送风量与排风量的比值为527600m3/h/467065m3/h=1.13，数值偏大，而实际上整个净化封闭区呈正压状态只需要使比值保持在1.05即可，那么依据排风量可计算出所需的送风量为467065m3/h*1.05=490418m3/h即现在送风量比实际所需多了37182m3/h,此部分风量现在被节气门以负反馈的形式消耗掉了，造成了能源浪费。实际需要的送风量为设备送风能力的490418/527600*100%=93%根据流体力学原理，流量与转速的一次方成正比，压力与转速的平方成正比，其轴功率与转速的三次方成正比。即采用变频调速后，使送风机转速降低到原速的90%，风机轴功率可降低到原来的72.9%，节能可达27.1%将风门挡板处于全开位置，调节变频器频率，使送风量达到237037m3/h，当喷房全开启时，整个净化封闭区呈正压状态。通过以上计算，经过变频调速以后，完全能够满足面漆房的工艺要求。小件线现有：排风机5台，37KW风机3台，11KW风机1台，4KW风机1台。37KW风机的排风量为65000m3/h,11KW风机的排风量为22550m3/h,4KW风机排风量8200m3/h,故排风能力为65000m3/h*3+22550m3/h+8200m3/h=225750m3/h。送风机1台，功率为132KW，送风量为263800m3/h。目前情况，送风量与排风量的比值为263800/225750=1.17,数值偏大，而实际上整个净化封闭区呈正压状态只需要使比值保持在1.05即可，那么依据排风量可计算出所需的送风量为225750m3/h*1.05=237037m3/h即现在送风量比实际所需多了26762m3/h,此部分风量现在被节气门以负反馈的形式消耗掉了，造成了能源浪费。实际需要的送风量为设备送风能力的237037/263800*100%=90%风向擦净室喷漆室流平室垂直（上下）0.3m/s±0.050.5m/s±0.050.2m/s±0.05水平（左右）0.0m/s±0.050.0m/s±0.050.0m/s±0.05根据流体力学原理，流量与转速的一次方成正比，压力与转速的平方成正比，其轴功率与转速的三次方成正比。即采用变频调速后，使送风机转速降低到原速的90%，风机轴功率可降低到原来的72.9%，节能可达27.1%将风门挡板处于全开位置，调节变频器频率，使送风量达到237037m3/h，当喷房全开启时，整个净化封闭区呈正压状态。75KW75KW75KW1506m3/min1717m3/min1717m3/min1717m3/min1717m3/minCLEANINGMANUALAUTOCHECKMMMMM30KW75KW4386m3/min4386m3/minMMAUTO1823m3/minMFLASHOFF1823m3/minMMANUALCHECK4386m3/minMBASESETTINGCLEAR总结：通过以上计算，经过变频调速以后，完全能够满足面漆房的工艺要求。成本-收益分析1、投入成本预算名称功率（KW）数量价格(万元)金额(万元)备注变频器1323412面漆小件线配电柜13231.23.6合计15.6备注:以上预算为材料费用,不含人工费及设计费，变频器暂定为日本三菱F系列变频器，属于风机泵类负载专用变频器。价格从代理商（三菱变频器青岛办事处）处询价后报价。但时间前后差异，具体以实际发生额为准.2、年收益预算目前,面漆、小件线有共计主要安装变频器设备功率为396KW。设需要系数为0.85则计算负荷为396×0.85=336.6KW。以最低调速5%计算,功率将下降15%,则以预期节电率15%计算,以年产6000辆,一天平均工作8小时为例,则每个工作日可节约336.6×15%×8=404度电，每年可节约电量404×300(一年以300天计算)=121200度,折合人民币约12万元.以最高调速10%计算,功率将下降27%,节电率将达到27%,则每年可节约336.6×27%×8×300=218117度,约21万元由于冬季时，喷房使用CNG加热,减少了风量，即减少了CNG使用量。冬季空调加热器CNG单台用量平均约为22.5m3/台，年生产台数为6000台。因此可得出，节约风机20%风量即节约CNG22.5*6000*20%=27000m3换算成人民币约为8.2万元结论,据保守计算，年节约值在20—28万元之间,第二年可回收成本,且东营基地目前中涂和面漆共用一条生产线，设备本身利用率较高，实施节能改造后，节能效果将成倍增加。若产量继续提高，实行两班制或三班制，设备利用率再提高之后，节能效果更加显著。即从回收成本以后开始每年收益良性循环,产量越多,节约越多.优点控制电机的起动电流。当电机通过工频直接起动时，它会产生4至7倍于额定电流的电流值，这个电流值将大大增加电机绕组的电应力并产生热量，从而降低电机的寿命。变频调速可以实现零速零电压起动，一旦频率和电压的关系建立，变频器就可以按照V/F控制方式带动负载工作。使用变频调速能够充分降低起动电流，提高绕组承受力，使电机的维护成本进一步降低，电机的寿命相应增加。降低电力线路电压波动。在电机工频起动时，电流剧增的同时，电压也会大幅度波动。电压下降的幅度取决于起动电流的功率大小和所配电网的容量。电压下降会导致同一供电网络的电压敏感故障跳闸或工作异常（如接触器在其吸合电压下降到额定电压的75%时，就会释放）。而采用变频调速以后，由于能够在零频零压时逐步起动，能够最大程度消除电压下降。•起动时需要的功率更低。电机的功率与电流电压的乘积成正比，工频起动时，由于起动电流大，消耗的功率也明显增加。直接工频起动下，产生的电涌也十分严重。采用变频起动，可以使电涌现象降到最低。•可控的加速功能。变频调速能够实现零速起动无级变速至设定速度，而且加速曲线可以选择（直线加速或者S曲线加速）。而工频直接起动对电机或相连的机械部分轴或齿轮产生剧烈的振动，这种振动将加剧机械磨损和损耗，降低机械部件和电机的寿命。•可调的运行速度。利用变频调速能够优化工艺过程，调速十分方便，能够根据工艺过程迅速改变，实现无级调速，高效率的服务生产。而工频运行下的三相异步电动机，调速十分困难，只能进行齿轮箱或皮带轮有级调速或者根本不能调速，速度可控性差。•可调的转矩极限。通过变频调速后，能够设置相应的转矩极限来保护机械部分不致损坏。从而保证工艺过程的连续性和产品的可靠性。目前的变频技术使得不仅转矩极限可调甚至转矩的控制精度都能达到很高的要求，不致在风机发生堵转时，烧毁电机。在工频状态下，电机只能通过检测电流值或热保护来进行控制而无法设定转矩值这一方式来控制电机动作•受控的停止方式。如同可控的加速一样，在变频调速中，停止方式也可以受控并且可以选择（减速停车、自由停车或直流制动停车）这种方式能够减少对机械部分和电机的冲击，从而使整个系统更加的可靠，寿命也会相应增加。•节能。离心风机或水泵采用变频器后能够大幅度的降低能耗。因为能耗与电机的转速成立方比，所以采用变频调速后，节能效果将非常明显。•可逆运行控制。在变频器控制中要实现可逆运行（即正反转控制）控制，无须额外的可逆控制装置（正反转电路等），只需改变输出电压的相序即可。这样可以降低维护成本，节省安装空间。•减少机械传动部件。由于变频器能够十分方便的改变转速和转矩，从而节省齿轮箱等机械传动部件，最终构成直接变频传动系统，降低成本和空间，提高稳定性。改善总结通过对现场的实际调查，结合现场风速需求的不同，通过变频节能技术，既提高了作业品质精度，又大大降低了空调送风机的能耗，一举两得。改善了工况，提高了效率，节约了电能：系统投入变频器后，不需调节挡风板，也避免了电动机的频繁起停等现象；提高了系统的自动化程度，变频器自动根据需求量调节转速，有效改善了室内环境，节约了大量电能；设备的运行参数得以改进，系统效率大为提高。系统投入变频器后，延长了管道的检修周期和使用寿命；系统投入变频器后，电动机平滑稳定地起动和减速停止，降低了电动机修理费用，有效地延长了设备的检修期。