냉각탑에 직접 구동 영구 자석 모터를 사용하는 이유는 무엇인가요?
—— 에너지 효율성, 환경 친화성 및 낮은 유지보수
냉각탑에 직접 구동 영구 자석 모터를 사용하는 이유는 무엇인가요?
—— 에너지 효율성, 환경 친화성 및 낮은 유지보수
냉각탑 시스템은 물 입구 시스템, 냉각 시스템, 배수 시스템 및 배기가스 처리 시스템을 포함한 여러 구성 요소로 구성됩니다. 물 입구 시스템은 열 방출을 위해 냉각탑에 물을 공급하며, 공기가 물을 냉각합니다. 배수 시스템은 냉각된 물을 배출하고, 배기가스 처리 시스템은 배출가스를 처리하여 환경 오염을 최소화합니다.
냉각탑 시스템은 물 입구 시스템, 냉각 시스템, 배수 시스템 및 배기가스 처리 시스템을 포함한 여러 구성 요소로 구성됩니다. 물 입구 시스템은 열 방출을 위해 냉각탑에 물을 공급하며, 공기가 물을 냉각합니다. 배수 시스템은 냉각된 물을 배출하고, 배기가스 처리 시스템은 배출가스를 처리하여 환경 오염을 최소화합니다.
전통적인 냉각탑은 일반적으로 고속 모터 + 5–8미터의 중공 긴 샤프트 + 90도 기어박스 + 팬 구동 시스템을 사용합니다. 그러나 이 전통적인 설정은 여러 가지 문제에 직면해 있습니다:
전통적인 냉각탑은 일반적으로 고속 모터 + 5–8미터의 중공 긴 샤프트 + 90도 기어박스 + 팬 구동 시스템을 사용합니다. 그러나 이 전통적인 설정은 여러 가지 문제에 직면해 있습니다:
1. 복잡한 구조: 모터, 긴 샤프트 커플링, 기어박스 및 오일 펌프 스테이션과 같은 여러 구성 요소로 구성됩니다.
2. 불안정한 안정성: 장기간 작동하면 샤프트 변형이 발생하여 유도 모터와 기어박스의 고장률이 증가합니다. 일반적인 문제로는 커플링 손상, 모터 소손, 기어박스 씰 고장 및 윤활 파이프 막힘이 있으며, 이로 인해 유지 관리 비용이 증가합니다.
3. 낮은 전체 효율성: 각 전송 단계에서 에너지 손실이 발생하여 전체 효율성이 80% 이하로 감소합니다.
4. 환경 영향: 유도 모터는 높은 열과 소음을 발생시켜 근로자의 건강에 해를 끼치며, 기어박스 오일 누출은 오염을 초래합니다.
5. 높은 유지 관리: 잦은 고장은 광범위한 유지 관리를 필요로 하며, 상당한 시간과 자원을 소모합니다.
1. 복잡한 구조: 모터, 긴 샤프트 커플링, 기어박스 및 오일 펌프 스테이션과 같은 여러 구성 요소로 구성됩니다.
2. 불안정한 안정성: 장기간 작동하면 샤프트 변형이 발생하여 유도 모터와 기어박스의 고장률이 증가합니다. 일반적인 문제로는 커플링 손상, 모터 소손, 기어박스 씰 고장 및 윤활 파이프 막힘이 있으며, 이로 인해 유지 관리 비용이 증가합니다.
3. 낮은 전체 효율성: 각 전송 단계에서 에너지 손실이 발생하여 전체 효율성이 80% 이하로 감소합니다.
4. 환경 영향: 유도 모터는 높은 열과 소음을 발생시켜 근로자의 건강에 해를 끼치며, 기어박스 오일 누출은 오염을 초래합니다.
5. 높은 유지 관리: 잦은 고장은 광범위한 유지 관리를 필요로 하며, 상당한 시간과 자원을 소모합니다.
영구 자석 동기 전동기(PMSM)는 고정자의 회전 자기장과 로터의 영구 자석 간의 자기 상호 작용을 활용하여 작동합니다. 교류에 의해 전 energize된 고정자의 3상 권선은 로터의 자기장과 동기화되는 회전 자기장을 생성하여 직접 구동 운동을 가능하게 합니다.
영구 자석 동기 전동기(PMSM)는 고정자의 회전 자기장과 로터의 영구 자석 간의 자기 상호 작용을 활용하여 작동합니다. 교류에 의해 전 energize된 고정자의 3상 권선은 로터의 자기장과 동기화되는 회전 자기장을 생성하여 직접 구동 운동을 가능하게 합니다.
저속 직접 구동 PMSM을 채택함으로써 구식 모터+샤프트+기어박스 시스템이 간소화된 설정으로 대체됩니다: 저속 PMSM + 벡터 주파수 변환기. 모터는 기어박스의 원래 위치(V3 장착)에 설치되며 팬 임펠러에 직접 연결됩니다.
저속 직접 구동 PMSM을 채택함으로써 구식 모터+샤프트+기어박스 시스템이 간소화된 설정으로 대체됩니다: 저속 PMSM + 벡터 주파수 변환기. 모터는 기어박스의 원래 위치(V3 장착)에 설치되며 팬 임펠러에 직접 연결됩니다.
냉각탑 팬을 위한 직접 구동 PMSM 솔루션의 이점:
1. 단순화된 구조: 직접 모터-임펠러 연결로 기어박스와 오일 펌프가 제거됩니다.
2. 향상된 신뢰성: 기어박스 고장 및 전송 손실을 제거하여 부드러운 시작, 과부하 용량 및 충격 저항을 제공합니다.
3. 에너지 절약: 전송 단계가 적어 효율성이 높아집니다 (>95%); 넓은 하중 범위가 변동 조건에서 성능을 최적화합니다.
4. 친환경적: 기어박스가 없으므로 오일 누출이 없으며, 더 깨끗한 작동과 안전 기준 준수를 보장합니다.
5. 저렴한 유지보수: 고장 지점이 적어 주기적인 베어링 윤활만 필요합니다.
6. 스마트 제어: 에너지 효율적인 작동을 위한 IoT 지원 자동화.
냉각탑 팬을 위한 직접 구동 PMSM 솔루션의 이점:
1. 단순화된 구조: 직접 모터-임펠러 연결로 기어박스와 오일 펌프가 제거됩니다.
2. 향상된 신뢰성: 기어박스 고장 및 전송 손실을 제거하여 부드러운 시작, 과부하 용량 및 충격 저항을 제공합니다.
3. 에너지 절약: 전송 단계가 적어 효율성이 높아집니다 (>95%); 넓은 하중 범위가 변동 조건에서 성능을 최적화합니다.
4. 친환경적: 기어박스가 없으므로 오일 누출이 없으며, 더 깨끗한 작동과 안전 기준 준수를 보장합니다.
5. 저렴한 유지보수: 고장 지점이 적어 주기적인 베어링 윤활만 필요합니다.
6. 스마트 제어: 에너지 효율적인 작동을 위한 IoT 지원 자동화.
저속 직접 구동 PMSM 및 주파수 제어 시스템 설치
저속 직접 구동 PMSM 및 주파수 제어 시스템 설치
성능 비교 (132kW 모터의 전부하 시)
성능 비교 (132kW 모터의 전부하 시)
리트로핏 후 최대 부하에서의 에너지 절약 분석:
1. 냉각탑 팬에 132 kW 저속 직접 구동 영구 자석 동기 모터(PMSM) 하나를 채택한 후, 동일한 작동 조건에서 여름 최대 부하 시 모터당 평균 전류가 시간당 32A 감소합니다. 측정된 전압이 ~380V(U=380V, cosφ=0.96, η=0.95)일 때, 시간당 절약된 전력은 다음과 같이 계산됩니다:
2. P = 1.732 × 380V × 32A × 0.96 × 0.95 = 19.2 kWh, 전류가 16% 감소합니다.
3. 안정적인 조건에서, 여름에 동시에 작동하는 두 개의 리트로핏된 냉각탑 팬은 총 전력 소비를 94 kWh(45% 절약) 줄입니다. 2,200시간의 작동 시간과 전기 요금 ¥0.4/kWh를 기준으로 여름(Q3) 비용 절감액은 다음과 같습니다:
4. 94 kWh × 2,200 h × ¥0.4/kWh = ¥82,720.
5. Q1(겨울)에서는 낮은 주변 온도로 인해 단 하나의 팬으로 생산 요구를 충족할 수 있습니다.
6. Q2와 Q4에서는 팬 #2가 최대 용량으로 작동하고, 팬 #1은 가열된 순환수 수요에 따라 속도를 조절합니다. 보수적인 추정에 따르면 50%의 전력 절약이 이루어져 총 소비가 100 kWh 감소합니다. 이 분기의 비용 절감액은:
7. 100 kWh × 4,400 h × ¥0.4/kWh = ¥176,000.
8. 연간 절약 요약, 총 절약된 전력: 646,800 kWh, 총 비용 절감: ~¥258,720
9. CO₂ 배출량 감소: 644,859 kg
결론:
저속 직접 구동 PMSM으로의 리트로핏은 냉각탑 팬의 효율성을 크게 향상시키고, 시스템 고장 및 유지보수를 줄이며, 장비 수명을 연장합니다. 입증된 에너지 절약, 낮은 투자 비용 및 짧은 회수 기간을 갖춘 이 솔루션은 열발전, 석유화학, 화학, 철강 및 제련 산업에서 광범위하게 채택하기에 이상적이며, 중국의 이중 탄소 목표를 지원합니다.
리트로핏 후 최대 부하에서의 에너지 절약 분석:
1. 냉각탑 팬에 132 kW 저속 직접 구동 영구 자석 동기 모터(PMSM) 하나를 채택한 후, 동일한 작동 조건에서 여름 최대 부하 시 모터당 평균 전류가 시간당 32A 감소합니다. 측정된 전압이 ~380V(U=380V, cosφ=0.96, η=0.95)일 때, 시간당 절약된 전력은 다음과 같이 계산됩니다:
2. P = 1.732 × 380V × 32A × 0.96 × 0.95 = 19.2 kWh, 전류가 16% 감소합니다.
3. 안정적인 조건에서, 여름에 동시에 작동하는 두 개의 리트로핏된 냉각탑 팬은 총 전력 소비를 94 kWh(45% 절약) 줄입니다. 2,200시간의 작동 시간과 전기 요금 ¥0.4/kWh를 기준으로 여름(Q3) 비용 절감액은 다음과 같습니다:
4. 94 kWh × 2,200 h × ¥0.4/kWh = ¥82,720.
5. Q1(겨울)에서는 낮은 주변 온도로 인해 단 하나의 팬으로 생산 요구를 충족할 수 있습니다.
6. Q2와 Q4에서는 팬 #2가 최대 용량으로 작동하고, 팬 #1은 가열된 순환수 수요에 따라 속도를 조절합니다. 보수적인 추정에 따르면 50%의 전력 절약이 이루어져 총 소비가 100 kWh 감소합니다. 이 분기의 비용 절감액은:
7. 100 kWh × 4,400 h × ¥0.4/kWh = ¥176,000.
8. 연간 절약 요약, 총 절약된 전력: 646,800 kWh, 총 비용 절감: ~¥258,720
9. CO₂ 배출량 감소: 644,859 kg
결론:
저속 직접 구동 PMSM으로의 리트로핏은 냉각탑 팬의 효율성을 크게 향상시키고, 시스템 고장 및 유지보수를 줄이며, 장비 수명을 연장합니다. 입증된 에너지 절약, 낮은 투자 비용 및 짧은 회수 기간을 갖춘 이 솔루션은 열발전, 석유화학, 화학, 철강 및 제련 산업에서 광범위하게 채택하기에 이상적이며, 중국의 이중 탄소 목표를 지원합니다.