采用變頻技術(shù)實現(xiàn)風(fēng)機節(jié)能降耗

1、離心鼓風(fēng)機控制系統(tǒng)方案一、概述目前，我國鋼鐵企業(yè)的風(fēng)機在運行中普遍存在以下三個問題： 1、單機效率低，國內(nèi)產(chǎn)品比國外的效率約低5%10%。這是市場競爭條件下制造廠應(yīng)提高產(chǎn)品技術(shù)質(zhì)量的問題。 2、系統(tǒng)運行效率低。這是因為系統(tǒng)單機選型匹配不當(dāng)、系數(shù)裕度過大和不合理的調(diào)節(jié)方式所造成。參數(shù)裕度過大由兩方面造成：一是設(shè)計規(guī)范的裕度系數(shù)過大，“寬打窄用”；另一是系統(tǒng)中 單機選型過大，向上靠檔、寧大勿小。最終造成整套系統(tǒng)“大馬拉小車”欠載運行的不合理 匹配狀況。 3、由于第2項原因，多數(shù)風(fēng)機都要靠風(fēng)門或閘閥來節(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，而此時風(fēng)機和水泵的特性曲線不變，葉片轉(zhuǎn)速不

2、變，系統(tǒng)輸入功率并無減少，而是白白地?fù)p失在節(jié)流過程中。所以當(dāng)風(fēng)量變化時，就風(fēng)機系統(tǒng)而言，會浪費大量的電能。另外，在節(jié)流調(diào)節(jié)方式中，電動機、風(fēng)機等長期處于高速、大負(fù)載下運行，造成維護工作量大，設(shè)備壽命低，并且運行現(xiàn)場噪聲大，影響環(huán)境。 經(jīng)測算，當(dāng)機泵的流量由100%降到50%時，若分別采用出口和入口閥門 的節(jié)流調(diào)節(jié)方式，則此時電機的輸入功率分別為額定功率的84%和60%，而此時機泵的軸功率僅為12.5% ，即損失功率分別為71.5%和47.5%，這說明即使機泵的設(shè)計效率為100%， 在不采用先進的調(diào)節(jié)措施時，其實際的運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、國際上己廣泛運用于風(fēng)機節(jié)能領(lǐng)域的先進變頻調(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)交流電機的調(diào)速公式，電機轉(zhuǎn)速: n=60f(1-S)/p 可把調(diào)速方式分為三大類:改變電機的極對數(shù)P;改變電機的轉(zhuǎn)差率S;改變電源的頻率f。三者均可調(diào)速，但改變電機的極對數(shù)相當(dāng)困難，會使電機結(jié)構(gòu)變復(fù)雜，而且不能實現(xiàn)無極調(diào)速。改變電機的轉(zhuǎn)差率會帶來較大的轉(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)展方向是毫無疑問的。由電機學(xué)可知，定子繞組的反電

4、動勢是定子繞組切割旋轉(zhuǎn)磁場磁力線的結(jié)果，本質(zhì)上是定子繞組的自感電動勢。其三相異步電機定子每相電動勢的有效值是: E=4.44KFN 式(1) 式中:E 氣隙磁通在定子每相中感應(yīng)電動勢的有效值，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)電動勢的值較高時，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)速的過程中，在不損壞電機的條件下，為了充分利用電機的鐵心，發(fā)揮電機轉(zhuǎn)矩的能力，希望在變頻時保持每極磁通量為額定值不變。因為如果氣隙磁通量大于額定氣隙磁通

5、量，則電機的鐵心產(chǎn)生過飽和，從而導(dǎo)致過大的勵磁電流，嚴(yán)重時會因繞組過熱而損壞電機。要保持磁通為額定磁通，則由式(2)可知，在調(diào)頻的時候必須同時調(diào)壓，才能滿足對異步電動機變頻調(diào)速的基本要求。所以，變頻器有時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)機是傳送氣體的機械設(shè)備，電動機的軸功率轉(zhuǎn)變?yōu)榱黧w的一種機械。風(fēng)機電機輸出的軸功率為: Pf=QfHf/102fC 其中:Qf流量;Hf風(fēng)壓;f風(fēng)機效率c傳動機構(gòu)效率 從流體力學(xué)原理得知，風(fēng)機風(fēng)量與電機轉(zhuǎn)速相關(guān)。當(dāng)風(fēng)量減少，風(fēng)機轉(zhuǎn)速下降時，其電動機輸入功率迅速降低。由風(fēng)機的工作原理可知:風(fēng)機的風(fēng)量與風(fēng)機的轉(zhuǎn)速成成正比

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

7、對話都能聽清，深受操作人員的歡迎。 (5) 節(jié)電效果顯著 經(jīng)半年的運行，根據(jù)使用變頻調(diào)速器前后正常生產(chǎn)的統(tǒng)計計算，節(jié)電率達到34.10%。風(fēng)機輸入功率降低22.18kW。一年可節(jié)約電能10.97萬kW·h。(6) 由于閥門的動作開頭次數(shù)大大減少，減少了系統(tǒng)的設(shè)備故障，對穩(wěn)定爐窯的熱工制度打下了良好基礎(chǔ)。 四、使用變頻器存在問題及解決方法 變頻調(diào)速器運行時產(chǎn)生高次諧波，會使電動機增加損耗，低速運行時，安裝在電動機轉(zhuǎn)子軸上的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速也隨之降低，使冷卻效果變壞，會使電機溫度上升，影響電機正常工作。為了解決這個問題，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)請設(shè)為G型。 (2) 在電機外加小散熱風(fēng)扇。 原因是電機運行在25Hz左右運行，即電機處于低速運行狀態(tài)勢必影響到電機散熱，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速降低，散熱效果變差。在電機旁加散熱風(fēng)扇可以起到很好的散熱作用。五、系統(tǒng)功能（1） 整個系統(tǒng)閉環(huán)矢量控制（2） 自動調(diào)節(jié)風(fēng)壓（3） 帶頻率和壓力顯示（4） 內(nèi)置電抗器（5） 最佳無功功率補償（6） 系統(tǒng)有本地和遠程控制操作（7） 系統(tǒng)自身具有過載，短路，過電壓，欠電壓，缺相保護等六、系統(tǒng)報價及清單供方（章）:昆明風(fēng)前科技有限公司編制日期：2005 年 1

9、0 月 18 日 報價編制人：朱志輝序號品 名型號、規(guī)格及重要參數(shù)數(shù)量單位報價單價（元）報價金額（元）國別產(chǎn)地及制造企業(yè)備注1控制柜2200X800X8001個38003800國產(chǎn)2遠程控制箱400X400X3001個800800WEITU3變頻調(diào)速器ATV38HC28N4X1臺9500095000法國施奈德(950x660x440)4進線電抗器DTR119-SL111臺50005000天津同德5頻率表SEW1臺800800香港上潤6微型斷路器EA9AN3D101只256256法國梅蘭日蘭7小型斷路器C32N1PD6A1只168168法國梅蘭日蘭8軸流風(fēng)機FK3326.1001只1500150

10、0上海雷普9進風(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電流表開關(guān)K1H-014MLP1只143143香港天逸14電位計10K2只816國產(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法國施奈德17鑰匙開關(guān)XB2-BG33C2只3570法國施奈德18復(fù)位按紐XB2-EA1212只17.2534法國施奈德19起動按紐XB2-BA31C2只17.2534法國施奈

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