日期:

2015年3月6日星期五

案例研究:150 HP鼓风机的可变频率驱动装置

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介绍

  • 可变频率驱动器是可以降低功耗的电气设备 由于电动机速度降低。 
  • 离心机不仅适用于鼓风机,而且还包括泵等。
  • 在这种情况下,研究适用于鼓风机风扇电机,该电机将向干燥箱提供热空气。
  • 当要干燥的产品小于干燥箱的产物时,问题出现了,因为干燥器操作员将疏散多余的热空气以补偿所需温度。
  • 由于电动机的电能要求在给定负荷下,干燥箱中的热空气的抽空表现出能量浪费。
目标
  • 本研究的目的是降低了150 HP,440伏,3相电机的能耗,该电机在干燥箱中驱动热风鼓风机风扇。
  • 确定可变频率驱动器总安装成本的投资回收期 


能源计算计算  

kwh =(p t )x(t o)                                                                              <FMLA.1>
总成本= kwh x(成本/ kWh)                                              <FMLA.2>

                  Pt=总功耗
                  To=营业时间

¨      @ 15 HP,220伏,3相电动机:

Pt= 150 HP * .746
    = 112 kW.
           
¨      @ 24小时每日循环税:

kwh. D = 112 kW. * 24 h = 2688 kWh

在哪里:kwh.D=每日kWh消费

¨      @ 5.00 / kWh的费用:

总成本= 2688千瓦时* P 5.00 / kWh

总成本= P 13,440(每日能源成本)
           
¨      @ 1个月:

总成本= P 13,440.00 * 26(根据每月26个运行日)

             总成本= P 349,440(每月能源成本)

离心载荷的能量计算

Pt = KN. 3   * 生命值

            其中:k =比例常数
                        n =电机速度
                        Pt =消耗的总功率

¨      @ 150 HP电机以100%速度运行

Pt= K(100%) * 150 HP.
Pt= 150k

¨      能量计算每天24小时的每日循环税为100%速度

kwh =(p t )x(t o)                                                    从<FMLA.1>

所以:

kwh. D= [k(100%)3 * 150] * 24h

kwh. D = 3600K.

¨      @ P 5.00 / kWh

总成本= 3600K * 5

总成本 FS. = p 18,000.00 k

(总成本表达式W /其他值以比例常数保持“k”用于以全速运行的离心载荷)
离心载荷的能量计算W /变速驱动。


风扇和鼓风机的功率要求与公式中描述的体积流量成比例。


 P= Qw H / 33,000.

其中:Q =立方英尺/分钟的流体的体积流量。
              W= 液体密度  
               h =  FT的总头。
              P =马力的力量

 与离心载荷的速度相关的力量。

Pt = KN. 3   * 生命值
kwh =(p t )x(t o)                                                                            

            其中:k =比例常数
                        n =电机速度
                        Pt =消耗的总功率

因此,功率和体积流量具有线性关系,并且可以直接相关成本。

示例:150个HP电机,每日循环税12小时以100%速度运行,8小时80%,速度为6小时,速度为6小时。

kwh =(p t )x(t o)             

                Therefore:
kwh. D=      [K(100%) 3  * 150HP * 12h]
                [k(80%) 3  * 150hp * 8h]
                [K(60%) 3  * 150HP * 6h]
                                                              
kwh. D= 1,800k + 614.4k + 194.4 k
kwh. D= 2,608.8 K.

¨      @ P 5.00 / kWh

总成本= 2,608.8 k * 5

总成本 VS = 13, 044.00 k

(总成本表达式W /其他值以比例常数保持“k”对于使用上面描述的可变速度驱动和循环占用的离心载荷)


结论



  按比例

总成本 vs.      =     13,044.00 K.
          总成本 FS.            18,000.00 K.

 将总成本与变速驱动器相关的总成本与可变速度驱动器的总成本相关联:

总成本 vs. = .724 *总成本 FS.

成本分析

从一般能量成本计算,如上所述,150 HP电机以全速运行24小时,每月总需求量为:

总成本=  P 349,440.00

通过采用上面描述的循环占空比来获得的关系:

总成本 vs. = .724 * 349,440.00   

总成本= P 253,227.52(每月成本为W / VFD)

  储蓄

节省= P 349,440.00 - P 253,227.52

储蓄= P 96,212.48(每月节省)

投资回报

总投资(1单位)= P 435,000.00

投资回收期= P 435,000.00     =    4.52个月
                                             P  96,212.48                             

参考:
  1. Pioneer Hi-Feed Seeys使用可变频率驱动器对鼓风机电机的项目提案的案例研究,由:Celestino Cole,2007 
  2. 施耐德电动手册,Altivar 61  


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