變頻器在羅茨風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用：應(yīng)用案例｜特變頻器水泥行業(yè)的應(yīng)用

　　原標(biāo)題：應(yīng)用案例｜特變頻器水泥行業(yè)的應(yīng)用

　　提示：

　　房地產(chǎn)和重大工程建設(shè)項(xiàng)目的持續(xù)升溫，建材行業(yè)也得到空前的發(fā)展。建材行業(yè)作為典型的高能耗產(chǎn)業(yè)，與我國(guó)能源短缺，價(jià)格高漲形成尖銳的矛盾。降低水泥，玻璃，電解鋁等產(chǎn)業(yè)的耗電量，除了提高管理水平外，必須從技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步中來(lái)尋找突破口。變頻器作為節(jié)能降耗的一個(gè)主要產(chǎn)業(yè)，技術(shù)成熟，產(chǎn)品穩(wěn)定，價(jià)格日益降低，客戶(hù)使用維護(hù)水平提升，都為變頻器在建材行業(yè)的大量使用提供了條件。目前除了大批量改造項(xiàng)目以外，新建的建材項(xiàng)目在配置時(shí)都已經(jīng)將電機(jī)的變頻調(diào)速作為節(jié)能降耗的首要考慮。麥格米特變頻器在上述產(chǎn)業(yè)中都有大量成功應(yīng)用，為我國(guó)的節(jié)能降耗作出了應(yīng)用的貢獻(xiàn)。

　　一、變頻器調(diào)速的節(jié)能原理

　　全世界用電量約有60%是通過(guò)電動(dòng)機(jī)消耗掉的。

　　生產(chǎn)機(jī)械中電動(dòng)機(jī)的負(fù)載千差萬(wàn)別，依照通用分類(lèi)法則，可將負(fù)載分為平方負(fù)載，恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，恒功率負(fù)載等。這三種負(fù)載與能耗關(guān)系如下圖（P代表功率，M代表轉(zhuǎn)矩，n代表轉(zhuǎn)速）：

　　從節(jié)能角度考慮，我們主要分析平方類(lèi)負(fù)載，而這類(lèi)負(fù)載在建材行業(yè)約要消耗70%以上的能量。那么這類(lèi)負(fù)載為什么會(huì)存在節(jié)能控制？

　　1、設(shè)計(jì)裕量的考慮。建材項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)要考慮項(xiàng)目運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，前后期工藝差異大，必須留有足夠的裕量。如鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)定風(fēng)量要達(dá)到5－10%的裕量，因此在選型設(shè)計(jì)時(shí)是以最錦工量和風(fēng)壓裕量來(lái)作為依據(jù)的，而風(fēng)機(jī)系列是有限的，在選不到合適的型號(hào)時(shí)只能往上靠，這有電機(jī)選型功率比實(shí)際需要的功率大20－30%就比較常見(jiàn)。

　　2、在實(shí)際生產(chǎn)操作時(shí)，對(duì)于靠閥門(mén)擋板等進(jìn)行節(jié)流調(diào)節(jié)的風(fēng)機(jī)負(fù)載，它們?cè)黾恿讼到y(tǒng)管路的阻尼系數(shù)，造成電能的浪費(fèi)。而選擇變頻器，則可以根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需要進(jìn)行精確的流量調(diào)節(jié)。

　　二、變頻調(diào)速的理論節(jié)能分析

　　各種風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)負(fù)載，因P ∝n3，理論上功耗與轉(zhuǎn)速是三次方關(guān)系，故應(yīng)用變頻器后，節(jié)電效果顯著，下表是為風(fēng)機(jī)，泵類(lèi)負(fù)載應(yīng)用變頻器后，在不同流量Q*，轉(zhuǎn)速n*，軸功率P*（額定值的相對(duì)值百分?jǐn)?shù)）以某頻率值時(shí)的節(jié)電率。

　　可以看到，當(dāng)流量降低時(shí)，降低電機(jī)轉(zhuǎn)速，可以達(dá)到很高的節(jié)電率 。

　　三、水泥廠(chǎng)變頻器應(yīng)用

　　1、變頻器在立窯羅茨風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用

　　我國(guó)的大多數(shù)2KT/D以下水泥廠(chǎng)在立窯上配備有160~220KW羅茨風(fēng)機(jī)（產(chǎn)量較大的生產(chǎn)線(xiàn)立窯上配套使用的風(fēng)機(jī)功率更大），傳統(tǒng)的風(fēng)量控制方法是依靠放風(fēng)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于羅茨風(fēng)機(jī)的風(fēng)量較為恒定，而煅燒時(shí)根據(jù)窯內(nèi)情況需要隨時(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)量，當(dāng)窯內(nèi)需要減少風(fēng)量時(shí)，是通過(guò)放風(fēng)閥放走多余的風(fēng)量，造成嚴(yán)重的能源浪費(fèi)。

　　水泥立窯煅燒熟料所耗的電能中，羅茨鼓風(fēng)機(jī)的電能消耗占60%左右，隨著電價(jià)的調(diào)整（整體上是上升趨勢(shì)），電費(fèi)在水泥生產(chǎn)中所占生產(chǎn)成本的比重將越來(lái)越高。因此降低鼓風(fēng)機(jī)的能源消耗成為提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要環(huán)節(jié)。

　　水泥生產(chǎn)工藝要求風(fēng)量隨窯內(nèi)條件進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的鼓風(fēng)量，對(duì)羅茨風(fēng)機(jī)可由變頻器改變風(fēng)機(jī)的供電電源頻率來(lái)進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量，給變頻器的應(yīng)用與節(jié)能留下較大的空間。實(shí)踐中也證明確實(shí)如此：某2KT/D水泥廠(chǎng)132KW羅茨風(fēng)機(jī)上安裝麥格米特MV300變頻器后，節(jié)電率高達(dá)60%，噸熟料電耗由安裝變頻器前的15度下降為安裝后6度；某1KT/D水泥廠(chǎng)在水泥熟料旋窯生產(chǎn)線(xiàn)流態(tài)化系統(tǒng)55KW羅茨風(fēng)機(jī)上安裝變頻器后，節(jié)電率高達(dá)70%，日耗電量由原來(lái)的600度下降到安裝以后的180度，日節(jié)電420度。

　　紅星水泥廠(chǎng)在風(fēng)機(jī)應(yīng)用變頻器前后的電耗的對(duì)比表：

　　2、離心風(fēng)機(jī)，水泵類(lèi)設(shè)備上的應(yīng)用

　　除羅茨風(fēng)機(jī)外，水泥廠(chǎng)還存在大量的用離心式風(fēng)機(jī)進(jìn)行供風(fēng)的地方，該種水泥窯的風(fēng)量調(diào)節(jié)是通過(guò)風(fēng)門(mén)開(kāi)度對(duì)風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。對(duì)離心式風(fēng)機(jī)，水泵的變頻改造同樣有巨大的節(jié)能潛力。離心式風(fēng)機(jī)泵類(lèi)設(shè)備流量與轉(zhuǎn)速成正比。因此在調(diào)節(jié)風(fēng)量或流量時(shí)，如降低20%流量或風(fēng)量，功耗將下降近50%，但是轉(zhuǎn)速與壓力成平方關(guān)系，當(dāng)轉(zhuǎn)速下降20%時(shí)壓力將下降36%，這是與羅茨風(fēng)機(jī)不一樣的地方，改造時(shí)需要考慮。

　　供水泵使用變頻器后，是通過(guò)安裝在管網(wǎng)出口處的壓力傳感器與變頻器內(nèi)部設(shè)置的壓力構(gòu)成閉環(huán)自動(dòng)控制回路，使整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)控制流量保持壓力恒定，使供水泵在最佳節(jié)能狀態(tài)下運(yùn)行，這與傳統(tǒng)帶有儲(chǔ)水池的供水設(shè)備相比較，節(jié)省建筑面積，節(jié)電效果理想，同時(shí)還有節(jié)水降噪，提高可靠性，無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。

　　3、 空壓機(jī)上的節(jié)能應(yīng)用

　　空氣壓縮機(jī)恒壓供氣使用變頻器與壓力構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，使壓力波動(dòng)降到1%以下，此外還具有降低噪音，減少震動(dòng)，保證設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，從而減少設(shè)備維護(hù)，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。變頻調(diào)速改造以前壓力波動(dòng)比較大，并且要求空壓機(jī)不能帶壓?jiǎn)?dòng)。現(xiàn)在變頻器可以在任何壓力下隨意啟動(dòng)，啟動(dòng)電流大大降低。通過(guò)變頻器的實(shí)際應(yīng)用，多數(shù)壓縮機(jī)的節(jié)電率在25%以上。但是壓縮機(jī)的電機(jī)功率都較大，從幾十個(gè)千瓦到幾百個(gè)千瓦，變頻器的應(yīng)用使控制的品質(zhì)大幅提高，同時(shí)經(jīng)濟(jì)效益也十分明顯。

　　4、 卸料機(jī)/選粉機(jī)上的應(yīng)用

　　立窯卸料機(jī)上一般采用18.5—30KW滑差調(diào)速電機(jī)，轉(zhuǎn)速通常控制在300-1000RPM（工藝上要求）。滑差電機(jī)的特性就是轉(zhuǎn)速越低，效率越低，且特性很軟。采用變頻器調(diào)速取代原來(lái)的滑差調(diào)速，經(jīng)過(guò)幾家的應(yīng)用結(jié)果證明平均節(jié)能在４０％左右。滑差電機(jī)原理如下：

　　由此可見(jiàn)滑差電機(jī)的轉(zhuǎn)速越低，能源效率越低，而卸料機(jī)的轉(zhuǎn)速一般在400RPM左右運(yùn)行，因此應(yīng)用變頻器調(diào)速的方法取得４０％以上的節(jié)能效果是必然的。

　　選粉機(jī)設(shè)備原來(lái)使用75KW滑差電機(jī)拖動(dòng)，設(shè)備簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉。但是電機(jī)本體噪音高，震動(dòng)大，能耗高，無(wú)功損耗大軸承的故障也高，滑差控制儀安裝在粉塵飛揚(yáng)的電機(jī)旁邊，多次出現(xiàn)無(wú)法調(diào)速，突然失速等故障，現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)量大，影響整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制電機(jī)運(yùn)行在594RPM，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的電氣參數(shù)輸入電壓385V，輸入電流72A，功率因數(shù)0.82，輸入功率為40KW，經(jīng)進(jìn)行變頻調(diào)速改造后（配MV300G-4T75變頻器），現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量參數(shù)為輸入電壓387V，輸入電流18A。功率因數(shù)為0.92，輸入功率為11KW（變頻器標(biāo)配直流電抗器）。因此滑差電機(jī)調(diào)速更改為變頻調(diào)速后，設(shè)備節(jié)能效果明顯，大大降低維護(hù)量。

　　5、在預(yù)加水成球系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　目前，預(yù)加水成球工藝技術(shù)在立窯中已經(jīng)非常普遍。該工藝在提高成球質(zhì)量，改善煅燒操作條件，提高立窯熟料產(chǎn)量和質(zhì)量取得比較明顯的效果。利用變頻器自身良好的系統(tǒng)集成性，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)PROFIBUS-DP與上位機(jī)進(jìn)行總線(xiàn)通信，利用集中控制實(shí)現(xiàn)雙回路調(diào)節(jié)，能夠?qū)崿F(xiàn)水料比例自動(dòng)跟蹤調(diào)節(jié)。使預(yù)加水系統(tǒng)真正起到加濕成球作用，提高成球質(zhì)量，為立窯生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的熟料創(chuàng)造了條件。

　　四、水泥行業(yè)變頻器潛在市場(chǎng)分析

　　變頻器在水泥廠(chǎng)的應(yīng)用不僅僅在以上幾個(gè)方面，在回轉(zhuǎn)窯、球磨機(jī)、卸料機(jī)、圓盤(pán)給料機(jī)、雙管絞刀、群板喂料機(jī)調(diào)速皮帶稱(chēng)、喂料絞刀、蓖冷機(jī)等需要進(jìn)行交流調(diào)速部分。隨著國(guó)家在環(huán)保方面制度不斷出臺(tái)，對(duì)環(huán)保的要求也會(huì)越來(lái)越高。旋風(fēng)除塵，布袋式除塵器等產(chǎn)品應(yīng)用節(jié)能改造項(xiàng)目將更加明顯。

　　五、總結(jié)分析

　　從以上理論結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用情況可以看出，水泥廠(chǎng)使用變頻器有以下突出的優(yōu)點(diǎn)：

　　1、滿(mǎn)足工藝要求，MV300G矢量控制變頻器調(diào)速范圍達(dá)到100１，而水泥工藝過(guò)程中調(diào)速范圍在10:1范圍內(nèi)即可滿(mǎn)足工藝要求。

　　2、變頻器的使用便于進(jìn)行集中控制，提高工廠(chǎng)的自動(dòng)化水平。麥格米特MV300G不僅標(biāo)配RS485通訊接口，支持MODBUS協(xié)議，而且支持PROFIBUS-DP，CANOPEN等現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，通過(guò)內(nèi)置的專(zhuān)用通信卡，和DCS系統(tǒng)或PLC系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)縫集成，使設(shè)備的集中監(jiān)控成為可能，大大降低人員維護(hù)費(fèi)用提高設(shè)備可靠性。

　　3、變頻器產(chǎn)品平滑的調(diào)速特性，精確的速度控制大大提高產(chǎn)品質(zhì)量。麥格米特變頻器自身在適應(yīng)惡劣的電網(wǎng)環(huán)境，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境等方面都進(jìn)行了針對(duì)的處理，如專(zhuān)門(mén)的防電網(wǎng)沖擊電路，瞬停不停功能，以及電路/散熱的分離設(shè)計(jì)，三防漆處理都手段，既提高了變頻器可靠性，也保證了設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)變頻器具備的軟啟動(dòng)特性，也減輕了電流沖擊和機(jī)械沖擊的磨損。

　　4、變頻器可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能，降低成本消耗，獲得可觀(guān)的經(jīng)濟(jì)效益。

　　群名

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變頻器在羅茨風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用：羅茨風(fēng)機(jī)上使用變頻器的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

　　對(duì)多數(shù)企業(yè)而言，電費(fèi)是未被企業(yè)控制的最后一項(xiàng)本錢(qián)，人們普遍以為電費(fèi)開(kāi)支是難以被控制的，交電費(fèi) 天經(jīng)地義，由于用電設(shè)備消耗多少電，是同其機(jī)電特性所決定的，主觀(guān)的控制無(wú)能為力。很顯然，此觀(guān)念 是錯(cuò)誤的。現(xiàn)在運(yùn)用變頻器對(duì)機(jī)械設(shè)備節(jié)能控制技能減少電能資源的浪費(fèi)，節(jié)約電費(fèi)開(kāi)支。

　　煉鋼廠(chǎng)、水泥制造、化纖等行業(yè)中都用到羅茨風(fēng)機(jī)。在沒(méi)有調(diào)速控制之前，一般采用降壓起動(dòng)，并且正常 運(yùn)行后，電動(dòng)機(jī)全速運(yùn)行，而風(fēng)量的大小則通過(guò)風(fēng)門(mén)來(lái)調(diào)節(jié)。一般情況下，風(fēng)門(mén)的開(kāi)度為50%～80%，電機(jī) 只能是滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)的工作效率很低，造成很大浪費(fèi)。 采用變頻器對(duì)羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制，屬于減 少空氣動(dòng)力的節(jié)電方法，它和一般常用的調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)控制風(fēng)量的方法比較，具有明顯的節(jié)電效果。

　　使用變頻器對(duì)羅茨風(fēng)機(jī)實(shí)行節(jié)能改造后的優(yōu)勢(shì)：1、進(jìn)步功率因素，減少無(wú)功功率損耗 2、具有自動(dòng)節(jié)能 控制功能，能根據(jù)負(fù)載情況自動(dòng)調(diào)整電壓，使電機(jī)運(yùn)行在最高效率狀態(tài)下 3、變頻器采用低頻輸出額定轉(zhuǎn)矩，能對(duì)羅茨風(fēng)機(jī)實(shí)行強(qiáng)有力的控制 4、節(jié)約能源，運(yùn)行本錢(qián)降低 5 、延長(zhǎng)羅茨風(fēng)機(jī)的使用壽命 6、軟啟動(dòng)、啟動(dòng)時(shí)無(wú)大電流沖擊

變頻器在羅茨風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用：羅茨風(fēng)機(jī)能用變頻器調(diào)速嗎？錦工風(fēng)機(jī)

　　問(wèn)題：風(fēng)機(jī)能用變頻器調(diào)速嗎

　　回答：風(fēng)機(jī)在使用過(guò)程中，很多工況需要對(duì)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量進(jìn)行控制，不同的時(shí)間段可能采用風(fēng)量也不同，所以，就出現(xiàn)了變頻型風(fēng)機(jī)。

　　羅茨風(fēng)機(jī)可以采用變頻電機(jī)來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的目的便是調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)風(fēng)量了，羅茨風(fēng)機(jī)可以通過(guò)變頻控制柜，對(duì)變頻電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。

　　采購(gòu)風(fēng)機(jī)時(shí)，如果我們對(duì)此有要求，需要調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，可以提前和廠(chǎng)家說(shuō)明，搭配上變頻電機(jī)和變頻控制柜。

　　錦工風(fēng)機(jī)專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風(fēng)機(jī)，如果您有此方面的采購(gòu)問(wèn)題，可以聯(lián)系我們的全國(guó)免費(fèi)客服熱線(xiàn)

　　：三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)品列表

變頻器在羅茨風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用：高壓變頻器在脫硫羅茨風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用

　　摘 要：本文介紹了風(fēng)光牌高壓變頻器在化工行業(yè)羅茨風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用情況，對(duì)節(jié)能效果進(jìn)行了分析。

　　關(guān)鍵詞：高壓變頻器 羅茨風(fēng)機(jī) 應(yīng)用

　　Abstract: The article introduces the application instances of Fengguang high inverter in Roots Blower ,and analyses the power-saving effect.

　　Key Words: High voltage inverter Roots blower Application

　　1 企業(yè)介紹

　　山東魯西化工股份有限公司位于山東省聊城市，是一家具有百億年產(chǎn)值的上市企業(yè)，員工近萬(wàn)人。公司具有年產(chǎn)合成氨100萬(wàn)噸、尿素150萬(wàn)噸、復(fù)合肥150萬(wàn)噸、磷酸二銨15萬(wàn)噸、硫酸100萬(wàn)噸的生產(chǎn)能力，擁有10萬(wàn)千瓦發(fā)電機(jī)組配套裝置，是集化肥、化工于一體的綜合性化學(xué)工業(yè)企業(yè)，是目前全國(guó)最大的化肥生產(chǎn)企業(yè)之一。其下屬企業(yè)魯西化工第二化肥廠(chǎng)，位于聊城市東阿縣，于1970年開(kāi)始籌建，1972年建成投產(chǎn)，當(dāng)時(shí)年產(chǎn)合成氨生產(chǎn)能力3000噸,發(fā)展到現(xiàn)在，企業(yè)總資產(chǎn)億元，占地面積34萬(wàn)平方米，職工1570余人，成為上市公司。

　　2008年，該公司進(jìn)一步加大技改投資力度，投資2.5億元對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)裝置進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)全系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能平衡改造，甩掉污染嚴(yán)重、能耗偏高的工藝。從節(jié)能降耗、環(huán)保角度出發(fā)，投資部分技改項(xiàng)目，優(yōu)化生產(chǎn)裝置，降低成本。

　　2 廠(chǎng)家工藝流程及現(xiàn)狀

　　脫硫風(fēng)機(jī)采用的羅茨風(fēng)機(jī)屬于回轉(zhuǎn)容積式鼓風(fēng)機(jī)，它的鼓風(fēng)量與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速成正比，基本不受出風(fēng)口阻力變化的影響，這種硬風(fēng)特性決定了不允許通過(guò)關(guān)閉出風(fēng)口或進(jìn)風(fēng)口的辦法來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量，而且經(jīng)過(guò)采取優(yōu)化以上主要工藝環(huán)節(jié)措施以后,大量過(guò)剩風(fēng)量調(diào)節(jié)只能采用旁路，造成風(fēng)機(jī)能量的大量損耗，而且由于磨損而腐蝕問(wèn)題突出，旁通閥門(mén)需要經(jīng)常維修。工藝流程設(shè)備圖如下所示：

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　　圖1 工藝流程設(shè)備圖

　　該生產(chǎn)線(xiàn)自投運(yùn)以來(lái)，發(fā)現(xiàn)該二系統(tǒng)脫硫風(fēng)機(jī)的問(wèn)題較大：首先是風(fēng)機(jī)出口的管道振動(dòng)大、噪聲大，雖說(shuō)經(jīng)過(guò)幾次的技改已有所改善;另外，就目前風(fēng)機(jī)送風(fēng)量能力遠(yuǎn)超生產(chǎn)能力，為保生產(chǎn)只能把多余的通過(guò)回流管道接到風(fēng)機(jī)進(jìn)口去。

　　采用甲烷化法脫硫除原料氣中CO、CO2 時(shí), 合成氨工藝流程圖如下：

　　造氣 ->半水煤氣脫硫 ->壓縮機(jī)1段 ->變換 -> 變換氣脫硫 -> 壓縮機(jī)2段 ->脫碳 -> 精脫硫 ->甲烷化 ->壓縮機(jī)3，4,5段 ->氨合成 ->產(chǎn)品NH3

　　原系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)如下表1所示：

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　　表1

　　3 改造方案

　　改造前：原系統(tǒng)6KV高壓開(kāi)關(guān)柜直接到電機(jī)，電機(jī)與風(fēng)機(jī)相連。

　　改造后：在原系統(tǒng)6KV高壓開(kāi)關(guān)柜后面加入變頻器，變頻器輸出接電機(jī)，電機(jī)再與風(fēng)機(jī)相連。

　　改造方案原理接線(xiàn)圖如下圖2所示。

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　　圖2 改造方案原理接線(xiàn)圖

　　變頻器配備了自動(dòng)旁路柜，通過(guò)KM3、KM4的控制，可自動(dòng)（或手動(dòng)）在變頻狀態(tài)和工頻狀態(tài)之間切換。變頻狀態(tài)下, KM3閉合，KM4斷開(kāi)，變頻器控制電機(jī);工頻狀態(tài)下，KM3斷開(kāi)，KM4閉合，在切換至工頻帶動(dòng)電機(jī)。變頻器可以在重故障時(shí)自動(dòng)切換工頻運(yùn)行，這樣既保證了變頻器正常運(yùn)行，又避免了直接啟動(dòng)電機(jī)大電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備如圖3所示：

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　　圖3 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備圖

　　4 現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況

　　2008年8月16日，山東聊城魯西化工第二化肥廠(chǎng)和我公司簽訂高壓變頻器購(gòu)貨合同，型號(hào)為JD-BP37-450F。2008年9月30日，開(kāi)始安裝就位;2008年10月2日，一次調(diào)試成功投入運(yùn)行。整個(gè)變頻器安裝調(diào)試周期都很短，為系統(tǒng)的正常生產(chǎn)提供了有利的保證。

　　5 節(jié)能效果

　　山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限責(zé)任公司生產(chǎn)的JD-BP37-450F變頻器應(yīng)用于4#脫硫羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)行了改造。由于我廠(chǎng)的每臺(tái)高壓變頻器在出廠(chǎng)前均經(jīng)過(guò)實(shí)際風(fēng)機(jī)負(fù)載的整機(jī)出廠(chǎng)檢驗(yàn)和調(diào)試，在現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試又可以在沒(méi)有高壓輸入的情況下調(diào)試，因此在經(jīng)過(guò)約一周的施工、安裝和調(diào)試后，上電試驗(yàn)和試運(yùn)行進(jìn)行順利，一次投運(yùn)成功，高壓變頻器一直持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

　　根據(jù)生產(chǎn)情況，風(fēng)機(jī)運(yùn)行30HZ左右就能滿(mǎn)足了生產(chǎn)工藝要求;運(yùn)行轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)速的60%左右。由于電機(jī)為水冷卻，在低轉(zhuǎn)速下發(fā)熱量并沒(méi)有提高，完全滿(mǎn)足了工況運(yùn)行。

　　變頻改造后節(jié)能效果顯著，與原有的工頻驅(qū)動(dòng)方式相比，風(fēng)機(jī)效率穩(wěn)定在理想的范圍內(nèi)，電動(dòng)機(jī)能耗大大降低，節(jié)約電量可達(dá)37%。特別是機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，效果更顯著。以下為節(jié)能效果估算：

　　節(jié)能估算條件：是在同一時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行比較，相同生產(chǎn)條件需求下，同一段母線(xiàn)上的兩臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)，5#羅茨風(fēng)機(jī)工頻運(yùn)行，4#羅茨風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行，兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行比較節(jié)能估算。首先10月份是正常生產(chǎn)時(shí)期，10月2日開(kāi)始投入變頻至今，從此月2日至9日5#電動(dòng)機(jī)耗電能有功功率平均在362KW，而2日投入變頻運(yùn)行后，2日至9日時(shí)4#電動(dòng)機(jī)耗電能有功功率平均在230KW。以上數(shù)據(jù)不難看出投入變頻后確實(shí)起到節(jié)能。另外，無(wú)功功率也從原來(lái)的平均276KVar降到平均為83KVar左右，大大改善了系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償。

　　根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算，由于生產(chǎn)使用自備發(fā)電，以元/kWH的成本價(jià)電費(fèi)，按以下計(jì)算公式計(jì)算，年節(jié)電效益:年節(jié)電效益=（工頻時(shí)平均功率-變頻時(shí)平均功率）×天運(yùn)行小時(shí)數(shù)×年運(yùn)行天數(shù)×電費(fèi)單價(jià)，結(jié)果如下：

　　（362kW-230kW）×24小時(shí)/天×300天/年×元/kWH=（萬(wàn)元/年）。

　　按照保守的計(jì)算方法，每年可節(jié)電費(fèi)近37萬(wàn)元，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

　　本次羅茨風(fēng)機(jī)配套用風(fēng)光牌高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)改造成功后，由于實(shí)現(xiàn)了頻率的遠(yuǎn)方調(diào)節(jié)和狀態(tài)監(jiān)控，產(chǎn)品運(yùn)行可靠、穩(wěn)定，大錦工改善了系統(tǒng)工藝，該公司決定再次采購(gòu)三套風(fēng)光牌高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)用于另外三臺(tái)710kW/6KV羅茨風(fēng)機(jī)配套電動(dòng)機(jī)的變頻技術(shù)改造。

　　6 其他效益

　　6.1 該羅茨風(fēng)機(jī)由于采用變頻控制，可對(duì)風(fēng)量進(jìn)行精確控制，而且與閥門(mén)控制相比更直觀(guān)、方便調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)風(fēng)量來(lái)滿(mǎn)足生產(chǎn)需要;

　　6.2 由于采用了變頻技術(shù)，電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，不存在啟動(dòng)電流沖擊;原來(lái)沒(méi)有使用變頻器時(shí)電機(jī)直接啟動(dòng)，啟動(dòng)電流高達(dá)200-300A，對(duì)電機(jī)或電網(wǎng)都具有不利的影響。現(xiàn)在使用變頻器軟啟動(dòng)，啟動(dòng)電流不高于額定電流46A,減少了風(fēng)機(jī)出口壓力瞬間提高對(duì)風(fēng)機(jī)的沖擊，從而延長(zhǎng)了風(fēng)機(jī)和其他設(shè)備的使用壽命;

　　6.3 由于風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降為原來(lái)的60%，大大減少了風(fēng)機(jī)管道振動(dòng)頻率和噪聲，延錦工機(jī)、電機(jī)軸承的機(jī)械壽命，減少了設(shè)備的維護(hù)量。

　　6.4 由于旁通閥門(mén)幾乎不操作，減少了風(fēng)道的振動(dòng)與磨損腐蝕，提高了機(jī)械壽命。

　　7 變頻改造總結(jié)

　　根據(jù)針對(duì)該項(xiàng)目的變頻改造經(jīng)驗(yàn)以及同類(lèi)其他項(xiàng)目的實(shí)踐結(jié)果，總結(jié)出風(fēng)光高壓變頻器改造具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　（1）安裝簡(jiǎn)單。變頻器安裝在高壓開(kāi)關(guān)柜和電機(jī)之間，對(duì)原有接線(xiàn)改動(dòng)不大。

　　（2）操作簡(jiǎn)單。直觀(guān)的中文人機(jī)界面，設(shè)備具有開(kāi)機(jī)、停機(jī)和頻率調(diào)整等操作。

　　（3）調(diào)速平滑。能夠進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍寬，并且調(diào)速精度高。

　　（5）節(jié)電明顯。根據(jù)工況要求，變頻器一般運(yùn)行在27Hz左右，實(shí)際輸入電流不到額定電流的一半，節(jié)電率高達(dá)37%以上。

　　（6）噪音降低。由于電機(jī)運(yùn)行于較低轉(zhuǎn)速上，運(yùn)行噪音大大降低，電機(jī)的發(fā)熱量也有明顯下降。

　　（7）保護(hù)完善。變頻調(diào)速系統(tǒng)具有完善的保護(hù)功能，降低了電機(jī)運(yùn)行中的故障率，并且啟動(dòng)平穩(wěn)，啟動(dòng)電流小，對(duì)電網(wǎng)的沖擊量小，大大提高了可靠性。輸出諧波小。變頻器輸出符合IEEE STD 519 1992及中國(guó)供電部門(mén)對(duì)電壓失真最嚴(yán)格的要求，高于國(guó)標(biāo)GB/T14549-93對(duì)諧波失真的要求，不需要采用輸出電抗器。

　　（8）具有星點(diǎn)漂移功能。三相輸出采用單元串聯(lián)結(jié)構(gòu)，在運(yùn)行中，如果有任意三個(gè)單元以?xún)?nèi)出現(xiàn)故障，變頻器本身會(huì)自動(dòng)旁路，同時(shí)變頻器主控系統(tǒng)具有星點(diǎn)漂移功能，使三相輸出線(xiàn)電壓保持平衡，不會(huì)對(duì)電動(dòng)機(jī)造成不利影響。

　　8 結(jié)束語(yǔ)

　　從現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況來(lái)看，山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的JD-BP37-450F高壓變頻器性能優(yōu)越，運(yùn)行可靠，有效地降低了生產(chǎn)成本，在生產(chǎn)材料成本日益增長(zhǎng)的今天，通過(guò)有效的節(jié)能改造，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

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