一、引言

國(guó)產(chǎn)ZNJ860型高溫高速?lài)娚淙旧珯C(jī)是當(dāng)前我國(guó)印染行業(yè)普遍采用的一種漂染設(shè)各，流量控制是采用轉(zhuǎn)速控制方式，選用籠型異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，進(jìn)行恒速運(yùn)轉(zhuǎn)。由于染缸所漂染的材料及每次織物的多少不定，故需要的噴嘴壓力及水流量就要不同，當(dāng)需要調(diào)節(jié)流量時(shí)，現(xiàn)在采用的方法是調(diào)節(jié)水流控制閥，是很不經(jīng)濟(jì)的。另外，采用人工控制閥門(mén)大小，很難保證每缸所調(diào)整的壓力及流速一致，這樣就存在著同品種、同質(zhì)量的織物，在分缸漂染時(shí)，很難達(dá)到品質(zhì)的一致性，就無(wú)法確保產(chǎn)品質(zhì)量。

如果采用佳靈JP6C—J9型專(zhuān)用變頻器，對(duì)該設(shè)備的電氣拖動(dòng)進(jìn)行技術(shù)改造，用交流變頻器＋感應(yīng)電動(dòng)機(jī)通過(guò)保持V/F控制為恒值，就可獲得恒轉(zhuǎn)矩特性。

二、變頻器調(diào)速節(jié)能原理

在ZNJ860型高溫高速?lài)娚淙旧珯C(jī)上采用JP6C-J9型專(zhuān)用變頻器，必須滿(mǎn)足織物在染缸中的流速在100～400m/min范圍內(nèi)可調(diào)，以保證不同織物所需要的噴嘴壓力在0.1～0.3MPa范圍內(nèi)可變。采用JP6C-19型專(zhuān)用變頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，可以滿(mǎn)足工藝的需要。

過(guò)去是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變，靠調(diào)節(jié)閘閥以增加管路阻抗來(lái)改變流量或壓力，消耗水泵多余的揚(yáng)程，圖1中，0由1.0降至0.5，管路阻抗曲線(xiàn)RI變到管路阻抗曲線(xiàn)R2，工作點(diǎn)由A點(diǎn)移至B點(diǎn)。采用變頻調(diào)速后，實(shí)際揚(yáng)程（線(xiàn)段MD）和原有線(xiàn)段NE一樣，管道阻抗消耗揚(yáng)程從線(xiàn)段AN升為BM。

如果取消聞閥，代之以變頻調(diào)速，轉(zhuǎn)速下降到原來(lái)的80％，使水泵具有的揚(yáng)程曲線(xiàn)由H-Q 100％改變?yōu)镠-Q 80％，它與管路阻抗曲線(xiàn)RI交于C點(diǎn)，使工作點(diǎn)由A點(diǎn)移到C點(diǎn)，泵的揚(yáng)程由AE降為CD，管道損耗由BM降為CM，實(shí)際節(jié)約的BC段節(jié)約電能竟達(dá)40％以上。這一分析足以說(shuō)明轉(zhuǎn)速控制代替閘閥控制，節(jié)約電能顯著的原理。

圖1 泵的壓力控制曲線(xiàn)

Rl一管路原有阻抗曲線(xiàn)；R2一關(guān)小閘門(mén)后阻抗曲線(xiàn)；

H－Q（100％）－100％轉(zhuǎn)速時(shí)揚(yáng)程流量曲線(xiàn)；

H-Q（80％）-80％轉(zhuǎn)速時(shí)揚(yáng)程流量曲線(xiàn)

另外，從變轉(zhuǎn)矩的負(fù)載來(lái)分析，水泵屬于二次方減轉(zhuǎn)矩負(fù)載，當(dāng)水泵轉(zhuǎn)速?gòu)膎變到n2時(shí)，水量Q，水壓H及軸功率P，軸轉(zhuǎn)矩M的變化關(guān)系為

即水量與轉(zhuǎn)速成正比，水壓軸轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速二次方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速三次方成正比，如圖2所示。

圖2 H－Q曲線(xiàn)

根據(jù)上式，對(duì)于長(zhǎng)期處于低流量轉(zhuǎn)速區(qū)工作的水泵，其節(jié)能效果是相當(dāng)大的，如圖3所示。

圖3 風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)二次方減轉(zhuǎn)矩負(fù)載的節(jié)電特性

三、投資回收效益分析

變頻器近十余年來(lái)發(fā)展速度很快，目前的價(jià)格大致在1000元/kW，隨著電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，變頻器價(jià)格還會(huì)降低。變頻調(diào)速技術(shù)日趨完善，變頻節(jié)能投資回收期更會(huì)縮短。

下面就對(duì)JP6C—19型專(zhuān)用變頻器在某印染廠(chǎng)的漂染染缸進(jìn)行的技術(shù)改造進(jìn)行分析。該廠(chǎng)有ZNJ860型染色機(jī)20臺(tái)，單臺(tái)功率為30kW。按每臺(tái)每天工作10h計(jì)算，每天耗電為20臺(tái)×10h×30kW＝6000kW·h，按電費(fèi)為0.7 f元/（kW·h）計(jì)，則每日的電費(fèi)支出為0.7×6000元＝4200元。采用了JP6C-T9型專(zhuān)用變頻器以后，因每缸原加工的材質(zhì)和織物多少不同，所以一般要降低織物流轉(zhuǎn)速度，按平均為280m/min計(jì)算，則只需電動(dòng)機(jī)工作頻率為35Hz即可，此時(shí)的輸人功率為22.5kW，每天耗電量為20×10×22.5kW·h＝4500kW·h，則每天支付的電費(fèi)為4500×0.7元＝3150元。按一年300個(gè)工作日計(jì)算，少支出的費(fèi)用為300×（4200 －3150）元＝315000元，即一年可節(jié)約電費(fèi)31．5萬(wàn)元。

通過(guò)以上分析，一年節(jié)約的電費(fèi)就基本上可以收回⒛臺(tái)變頻器初裝時(shí)的投人成本。

四、應(yīng)用效果

采用JP6C—19型專(zhuān)用變頻器調(diào)速控制方案，通過(guò)近半年的實(shí)際運(yùn)行有以下應(yīng)用效果：

1）系統(tǒng)′跬能穩(wěn)定。工作可靠，操作簡(jiǎn)便，故障率顯著降低，深受操作人員和電氣維修人員的歡迎。

2）設(shè)各具有軟起動(dòng)功能，響應(yīng)速度快，壓力波動(dòng)小，調(diào)整方便。

3）提高產(chǎn)品品質(zhì)。根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際情況，未采用變頻器前是靠人工調(diào)整水泵閥門(mén)來(lái)調(diào)節(jié)噴嘴壓力大小和織物流轉(zhuǎn)速度的，而這樣無(wú)法保證調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確性，即在連續(xù)分缸加工同顏色、同材質(zhì)的織物時(shí)，無(wú)法保證每缸的噴嘴壓力和織物流轉(zhuǎn)速度相同，因而也就無(wú)法保證每缸成晶的印染品質(zhì)完全一樣。而采用了JP6C—V型專(zhuān)用變頻器調(diào)速以后，對(duì)于分缸加工同顏色、同材質(zhì)的織物時(shí)，完全可以保證每缸的噴嘴壓力和織物流轉(zhuǎn)速度基本一致。這樣就可以保證產(chǎn)品品質(zhì)的一致性。

4）相對(duì)于原系統(tǒng)節(jié)電效果十分明顯（前面已述），就該項(xiàng)節(jié)約電費(fèi)，收回投資是不成問(wèn)題的。