采用變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)節(jié)能降耗

1、離心鼓風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)方案一、概述目前，我國(guó)鋼鐵企業(yè)的風(fēng)機(jī)在運(yùn)行中普遍存在以下三個(gè)問(wèn)題： 1、單機(jī)效率低，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品比國(guó)外的效率約低5%10%。這是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)條件下制造廠應(yīng)提高產(chǎn)品技術(shù)質(zhì)量的問(wèn)題。 2、系統(tǒng)運(yùn)行效率低。這是因?yàn)橄到y(tǒng)單機(jī)選型匹配不當(dāng)、系數(shù)裕度過(guò)大和不合理的調(diào)節(jié)方式所造成。參數(shù)裕度過(guò)大由兩方面造成：一是設(shè)計(jì)規(guī)范的裕度系數(shù)過(guò)大，“寬打窄用”；另一是系統(tǒng)中 單機(jī)選型過(guò)大，向上靠檔、寧大勿小。最終造成整套系統(tǒng)“大馬拉小車(chē)”欠載運(yùn)行的不合理 匹配狀況。 3、由于第2項(xiàng)原因，多數(shù)風(fēng)機(jī)都要靠風(fēng)門(mén)或閘閥來(lái)節(jié)流，人為地增加管網(wǎng)阻力以減小流量，因此阻力損失相應(yīng)增加，而此時(shí)風(fēng)機(jī)和水泵的特性曲線不變，葉片轉(zhuǎn)速不

2、變，系統(tǒng)輸入功率并無(wú)減少，而是白白地?fù)p失在節(jié)流過(guò)程中。所以當(dāng)風(fēng)量變化時(shí)，就風(fēng)機(jī)系統(tǒng)而言，會(huì)浪費(fèi)大量的電能。另外，在節(jié)流調(diào)節(jié)方式中，電動(dòng)機(jī)、風(fēng)機(jī)等長(zhǎng)期處于高速、大負(fù)載下運(yùn)行，造成維護(hù)工作量大，設(shè)備壽命低，并且運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)噪聲大，影響環(huán)境。 經(jīng)測(cè)算，當(dāng)機(jī)泵的流量由100%降到50%時(shí)，若分別采用出口和入口閥門(mén) 的節(jié)流調(diào)節(jié)方式，則此時(shí)電機(jī)的輸入功率分別為額定功率的84%和60%，而此時(shí)機(jī)泵的軸功率僅為12.5% ，即損失功率分別為71.5%和47.5%，這說(shuō)明即使機(jī)泵的設(shè)計(jì)效率為100%， 在不采用先進(jìn)的調(diào)節(jié)措施時(shí)，其實(shí)際的運(yùn)行效率可能只有百分之十幾或更低。  改變這種狀況的最好方法是采用目前

3、國(guó)際上己廣泛運(yùn)用于風(fēng)機(jī)節(jié)能領(lǐng)域的先進(jìn)變頻調(diào)速技術(shù)和智能控制技術(shù)變頻器：多電平直接變頻器。二、變頻器的調(diào)速原理和節(jié)能原理 (1) 在交流調(diào)速中，據(jù)交流電機(jī)的調(diào)速公式，電機(jī)轉(zhuǎn)速: n=60f(1-S)/p 可把調(diào)速方式分為三大類(lèi):改變電機(jī)的極對(duì)數(shù)P;改變電機(jī)的轉(zhuǎn)差率S;改變電源的頻率f。三者均可調(diào)速，但改變電機(jī)的極對(duì)數(shù)相當(dāng)困難，會(huì)使電機(jī)結(jié)構(gòu)變復(fù)雜，而且不能實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速。改變電機(jī)的轉(zhuǎn)差率會(huì)帶來(lái)較大的轉(zhuǎn)差損耗，使效率降低，而且調(diào)速范圍也受到限制。唯有改變電源頻率的方法，從高速到低速都可以保持高效率，寬范圍和高精度的調(diào)速性能。因此，交流調(diào)速以變頻調(diào)速成為發(fā)展方向是毫無(wú)疑問(wèn)的。由電機(jī)學(xué)可知，定子繞組的反電

4、動(dòng)勢(shì)是定子繞組切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁力線的結(jié)果，本質(zhì)上是定子繞組的自感電動(dòng)勢(shì)。其三相異步電機(jī)定子每相電動(dòng)勢(shì)的有效值是: E=4.44KFN 式(1) 式中:E 氣隙磁通在定子每相中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值，單位為v; F定子頻率，單位為Hz; N定子每相繞組串聯(lián)匝數(shù); K與繞組結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù); 每極氣隙磁通量，單位為WB。當(dāng)電動(dòng)勢(shì)的值較高時(shí)，可以忽略定子繞組的漏磁阻抗壓降，而認(rèn)為定子相電壓UE,則由式(1)可得: =C(V/f ) C為常數(shù)式(2) 在變頻調(diào)速的過(guò)程中，在不損壞電機(jī)的條件下，為了充分利用電機(jī)的鐵心，發(fā)揮電機(jī)轉(zhuǎn)矩的能力，希望在變頻時(shí)保持每極磁通量為額定值不變。因?yàn)槿绻麣庀洞磐看笥陬~定氣隙磁通

5、量，則電機(jī)的鐵心產(chǎn)生過(guò)飽和，從而導(dǎo)致過(guò)大的勵(lì)磁電流，嚴(yán)重時(shí)會(huì)因繞組過(guò)熱而損壞電機(jī)。要保持磁通為額定磁通，則由式(2)可知，在調(diào)頻的時(shí)候必須同時(shí)調(diào)壓，才能滿足對(duì)異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的基本要求。所以，變頻器有時(shí)又稱為變壓變頻裝置，這是通用變頻器工作的最基本原理。 (2) 變頻器節(jié)能原理 風(fēng)機(jī)是傳送氣體的機(jī)械設(shè)備，電動(dòng)機(jī)的軸功率轉(zhuǎn)變?yōu)榱黧w的一種機(jī)械。風(fēng)機(jī)電機(jī)輸出的軸功率為: Pf=QfHf/102fC 其中:Qf流量;Hf風(fēng)壓;f風(fēng)機(jī)效率c傳動(dòng)機(jī)構(gòu)效率 從流體力學(xué)原理得知，風(fēng)機(jī)風(fēng)量與電機(jī)轉(zhuǎn)速相關(guān)。當(dāng)風(fēng)量減少，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降時(shí)，其電動(dòng)機(jī)輸入功率迅速降低。由風(fēng)機(jī)的工作原理可知:風(fēng)機(jī)的風(fēng)量與風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速成成正比

6、，風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓與風(fēng)機(jī)電機(jī)的平方成正比，風(fēng)機(jī)的軸功率等于風(fēng)量與風(fēng)壓的乘積，而風(fēng)機(jī)的軸功率與風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速的三次方成正比。根據(jù)上述原理可知改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就可改變風(fēng)機(jī)的功率。 三、我廠風(fēng)機(jī)使用變頻器的優(yōu)點(diǎn) (1) 體積小，重量輕，安裝簡(jiǎn)單，操作使用方便。 (2) 能進(jìn)行無(wú)極調(diào)速，調(diào)速范圍廣，且調(diào)速精度高，適用性強(qiáng)。 (3) 降低了啟動(dòng)電流，提高了電器保護(hù)質(zhì)量。使用變頻器后，電機(jī)可以軟啟動(dòng)，啟動(dòng)電流由原來(lái)的6倍左右降低到1.7倍以下，而啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不下降，甚至可以提高。因此，對(duì)電機(jī)和電網(wǎng)的沖擊大幅度下降，啟動(dòng)壓降減少，對(duì)電網(wǎng)的容量要求降低。 (4) 噪音變小，原來(lái)在風(fēng)機(jī)房里說(shuō)話聽(tīng)不清，現(xiàn)在在風(fēng)機(jī)房里一般聲音的

7、對(duì)話都能聽(tīng)清，深受操作人員的歡迎。 (5) 節(jié)電效果顯著 經(jīng)半年的運(yùn)行，根據(jù)使用變頻調(diào)速器前后正常生產(chǎn)的統(tǒng)計(jì)計(jì)算，節(jié)電率達(dá)到34.10%。風(fēng)機(jī)輸入功率降低22.18kW。一年可節(jié)約電能10.97萬(wàn)kW·h。(6) 由于閥門(mén)的動(dòng)作開(kāi)頭次數(shù)大大減少，減少了系統(tǒng)的設(shè)備故障，對(duì)穩(wěn)定爐窯的熱工制度打下了良好基礎(chǔ)。 四、使用變頻器存在問(wèn)題及解決方法 變頻調(diào)速器運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生高次諧波，會(huì)使電動(dòng)機(jī)增加損耗，低速運(yùn)行時(shí)，安裝在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸上的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速也隨之降低，使冷卻效果變壞，會(huì)使電機(jī)溫度上升，影響電機(jī)正常工作。為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們采取以下措施: (1) 檢查以下參數(shù)設(shè)置是否合理: F29(載波頻率調(diào)節(jié)

8、)載波頻率降到最低。 F08(轉(zhuǎn)矩提升)把手動(dòng)轉(zhuǎn)提升調(diào)到剛好能滿足要求即可。調(diào)到34%。 F07 (V/F曲線模式)請(qǐng)?jiān)O(shè)為G型。 (2) 在電機(jī)外加小散熱風(fēng)扇。 原因是電機(jī)運(yùn)行在25Hz左右運(yùn)行，即電機(jī)處于低速運(yùn)行狀態(tài)勢(shì)必影響到電機(jī)散熱，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速降低，散熱效果變差。在電機(jī)旁加散熱風(fēng)扇可以起到很好的散熱作用。五、系統(tǒng)功能（1） 整個(gè)系統(tǒng)閉環(huán)矢量控制（2） 自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)壓（3） 帶頻率和壓力顯示（4） 內(nèi)置電抗器（5） 最佳無(wú)功功率補(bǔ)償（6） 系統(tǒng)有本地和遠(yuǎn)程控制操作（7） 系統(tǒng)自身具有過(guò)載，短路，過(guò)電壓，欠電壓，缺相保護(hù)等六、系統(tǒng)報(bào)價(jià)及清單供方（章）:昆明風(fēng)前科技有限公司編制日期：2005 年 1

9、0 月 18 日 報(bào)價(jià)編制人：朱志輝序號(hào)品 名型號(hào)、規(guī)格及重要參數(shù)數(shù)量單位報(bào)價(jià)單價(jià)（元）報(bào)價(jià)金額（元）國(guó)別產(chǎn)地及制造企業(yè)備注1控制柜2200X800X8001個(gè)38003800國(guó)產(chǎn)2遠(yuǎn)程控制箱400X400X3001個(gè)800800WEITU3變頻調(diào)速器ATV38HC28N4X1臺(tái)9500095000法國(guó)施奈德(950x660x440)4進(jìn)線電抗器DTR119-SL111臺(tái)50005000天津同德5頻率表SEW1臺(tái)800800香港上潤(rùn)6微型斷路器EA9AN3D101只256256法國(guó)梅蘭日蘭7小型斷路器C32N1PD6A1只168168法國(guó)梅蘭日蘭8軸流風(fēng)機(jī)FK3326.1001只1500150

10、0上海雷普9進(jìn)風(fēng)罩FK3326.2001只260260上海雷普10交流電壓表6L2 V-450V2只68136福州電表廠11交流電流表6L2 A-800A1只6868福州電表廠12電流互感器LMK2-500/5A3只58174福州電表廠13電流表開(kāi)關(guān)K1H-014MLP1只143143香港天逸14電位計(jì)10K2只816國(guó)產(chǎn)15中間繼電器MY43只40120日本歐姆龍公司16交流接觸器LC1-D0610M71只120120法國(guó)施奈德17鑰匙開(kāi)關(guān)XB2-BG33C2只3570法國(guó)施奈德18復(fù)位按紐XB2-EA1212只17.2534法國(guó)施奈德19起動(dòng)按紐XB2-BA31C2只17.2534法國(guó)施奈

11、德20停止按鈕XB2-BA42C2只17.2534法國(guó)施奈德21運(yùn)行指示燈XB2-BVM3C2只1530法國(guó)施奈德22故障指示燈XB2-BVM4C2只1530法國(guó)施奈德23電源指示燈XB2-BVM1C1只1515法國(guó)施奈德24急停按鈕XB2-BS542C2只37.575法國(guó)施奈德25急停標(biāo)牌環(huán)ZB2-BY93302只2754法國(guó)施奈德26銅排8X10(H209)4米120480國(guó)產(chǎn)27母線座SUA2包60120國(guó)產(chǎn)28SU不打孔接線端子SU 2081包8080國(guó)產(chǎn)29標(biāo)牌座PT-17只535法國(guó)施奈德30接線端子SAK2.520只1.530法國(guó)施奈德31控制線0.75mm23圈76228桂林電纜廠32遠(yuǎn)程控制電纜1X10mm225米58145033壓力傳感器TKG10Mpa1個(gè)48004800E+H34電氣輔料120035總材料費(fèi)：117160.00（元）系統(tǒng)總報(bào)價(jià)：A、材料價(jià)： =11