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高壓變頻器在活化石灰回轉窯引風機的應用 |
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作者：李凱 白德芳 劉爽 |
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摘要：針對于大功率高壓變頻器在大功率風機調速節(jié)能上廣泛的應用，本文先容了燒制煉鋼用活性灰的大型回轉窯用引風機變頻調速改造的節(jié)能猜測和在鋼廠在的實際應用。在采用電機工頻拖動的運行的工況中，由于風壓過大，檔板調節(jié)量不足對運行工況造成的生產(chǎn)操縱復雜與能源的浪費狀況，所產(chǎn)生的應用高壓變頻器進行速度調節(jié)運行的實際需求。并猜測調速運行后能產(chǎn)生的效益。在高壓變頻器投進運行后，對運行工況的改善，能量節(jié)約的狀況進行丈量與匯總。
關鍵詞：高壓變頻器節(jié)能回轉窯
1、 引言：
隨著我國經(jīng)濟的持繼發(fā)展，國內各類能源消耗逐漸增大，限于能源開采能力與從國外進口的限制，使我國的能源供給十分緊張。但我國各行業(yè)的能源利用處于比較原始，能源浪費還非常嚴重，如何高效利用能源已經(jīng)被國家擺在重要的戰(zhàn)略位置。
產(chǎn)業(yè)大型風機在設計時都按20-30年的運行期考慮，綜合風機葉片，爐膛，風道等損耗，密封的變化，風動介質的擾動的綜合因素，余量都選得較大。特別對于爐膛運行用的風機，在運行后，由低溫空氣介質變?yōu)楦邷乜諝饨橘|，在同等的輸出風量條件下，其要求的功率也隨之大幅下降。檔板的開度經(jīng)常處于60%-40%之間運行，使大量的電能都浪費在的檔板截流，介質擾動，和風壓損耗上。利用調速運行的方式降低各類損耗，進步電能的利用率真，已經(jīng)是大型風機節(jié)能高效運行的首要選擇方式。
隨著現(xiàn)代變流技術的發(fā)展，硅元件制造工藝的進步，大功率、高電壓的電力電子器件制造愈加成熟，性能不斷進步，價格不斷下降。應用大功率IGBT、CPLD、DSP制作的大功率高壓變頻器技術相應成熟，價格逐步下降，已能將高壓變頻器高昂的價格降為企業(yè)能夠接受的價格門檻，在大型風機進行節(jié)能調速的范圍高壓變頻器出現(xiàn)了大規(guī)模的實際應用，本文專門先容在鋼廠中的石灰回轉窯引風機的高壓變頻技術改造的應用。
2、華菱漣源鋼鐵團體石灰車間石灰回轉窯系統(tǒng)簡介：
（1）、華菱漣源鋼鐵團體田湖公司活性石灰車間，活化石灰生產(chǎn)線上的核心設備是石灰燒制回轉窯系率，其結構示意圖如下： 
圖1 回轉窯系統(tǒng)示意圖
（2）、工作流程：
回轉窯處于備用 → 窯中加預熱木料 → 用煤油點火 → 窯中溫度升到額定 →引風機運行 → 噴煤粉 → 連續(xù)投料 → 連續(xù)出料 → 根據(jù)窯溫對風量進行調節(jié) → 定時沖窯皮 → 根據(jù)生產(chǎn)計劃停料 → 停止噴煤 → 強風冷卻窯體 →停止引風機 → 修窯 → 備用
（3）、引風機設備型號：
風機型號為GW-GR168D,額定壓力8000Pa。
電動機型號YKK450-2-4，功率500KW。
引風機電機啟動采用水阻啟動器，啟動器內水溶液為兩噸，啟動一次的溫升為30攝氏度。
（4）引風機運行流程：
在木料烘窯后期，啟動引風機，點燃煤粉，使木料充份燃燒，并將灰分吸出。當窯內溫度均衡后，降低出風量，連續(xù)投料開始。風量采用檔板調節(jié)，正常時回轉窯內的負壓為100-250Pa，運行擋板開度為25%左右。冷卻窯體時，運行檔板開度為90%。在冷卻完畢后，修窯初期，擋板開度為10%，用于窯內清灰。
3、引風機電機定速拖動的運行簡介：
（1）引風機的啟動：
引風機的慣量力矩輸大，在廠內的電網(wǎng)容量條件下，直接啟動時電機的啟動電流很高，將引起高壓電源進線保護動作，必須采用軟啟動器進行啟動。每一次啟起引起水阻啟動器溫升30至40攝氏度，當連續(xù)三次啟動時，將會使啟動器內水溶液沸騰，電動機啟動失敗。水阻器在沸騰后，需二天的時間方能冷卻至正常溫度。在操縱在決定了電機天天的啟動次數(shù)必須的二次之內。
（2）引風機運行：
運行中，由于電機的余量較大，經(jīng)常將檔板調到25%左右運行，在高轉速，低負荷的運行工況下，風機振動較大，現(xiàn)場噪音極強，工作環(huán)境非常惡劣。當擋板調到10%以下時，由于負壓過大，會引管道和前側高壓除塵器的喘振，危及設備運行安全。
（3）石灰燒制期間的運行：
回轉窯采用煤粉加熱，由于煤粉的灰度較大，在燃燒中灰分在窯壁上積累，俗稱窯皮。當窯皮積累到一定程度時，將會影響出料。這時將停下煤槍，用水將窯皮炸開，稱為沖窯皮。在沖窯皮時，引風機擋板關至最低。
在上午出料，下午進料時，引風機運行擋板開度調至15%左右，晚間大火燒制時，引風機擋板調至25%左右。
（4）引風機運行風量由擋板進行調節(jié)，檔板執(zhí)行機構為大力矩電動執(zhí)行機構，在控制室內進行操縱。
4、引風機定速拖動時的缺陷：
（1）引風機電能損耗嚴重：
●電機啟動時，每次啟動水阻啟動器的電能消耗約為正常運行時一天耗電量。
●正常運行時，擋板開度在25%左右，在擋板兩側風壓較大，出現(xiàn)極大的節(jié)流損耗和風壓損耗。
●由于電機工作時負荷遠遠小于電機額定，且風機流量遠遠小于設定流量，在高速運行時產(chǎn)生大量的擾動，使電機運行振動較大，風機的轉換效率低。
●由于啟動次數(shù)的限制與啟動時電能的消耗，在其它附屬設備出現(xiàn)題目進行短時維修時，引風機繼續(xù)保持運行，由于風量較大，散熱較快，不但是耗費電能，同時為保持窯溫，還需經(jīng)常噴粉加溫，增大的煤粉的消耗量。
（2）工作環(huán)境惡劣：
●在進行木料烘窯時，由于引風機啟動后風量太大，引起木料燃燒過快，使窯內加溫時間不夠。烘窯時，不運行引風機，不但點火費油費時，而且現(xiàn)場煙霧很大，環(huán)境變差，每次烘窯后車間都是遍地黑灰。
●沖窯皮時，引風機不停，使沖窯皮時危險性加大，易出現(xiàn)灼傷事故。
●在進行修窯時，為防止系統(tǒng)喘振,玻璃鋼屋頂風機，引風風量較大，增加了工作的危險程度。
●引風機運行時，振動，噪音極大，使旁邊的電工室內振動和噪音都超標，危害操縱者的人身健康。
（3）對設備的危害：
●啟動時電流較大，不但使廠內電源產(chǎn)生波動，耗電較大。同時對電機壽命降低。
●運行中振動大，使電機軸承，風機軸承磨損較大，且造成風道，高壓除塵裝置的使用年限降低。
●擋板內外風壓相差較大，使擋風板調節(jié)機構與調節(jié)電機磨損程度加快。
5、風機調速運行時的節(jié)能原理：
（1）風機運行特性：
離心式風機，其屬于平方轉矩類型的負載，在額定轉速運行的特性曲線如圖：
圖2 離心式風機特性曲線（β=90o）
Ｈ?Q曲線：當轉速為恒定時，表示風壓與風量間的關系特性。
Ｎ?Q曲線：當轉速為恒定時，表示功率與風量間的關系特性。
η?Q曲線：當轉速為恒定時，表示風機的效率特性。
（2）風機流量的確定：
風機在運行時，一定轉速的風機產(chǎn)生的離心壓力作用在一個截面上時，介質在單位時間內的通過量，就是我們所說的流量，風機在運行時，通過風機壓力與管網(wǎng)阻力的共同作用，出現(xiàn)一個穩(wěn)定的流量輸出，我們稱之為工況點，其特性曲線如圖：
圖3 風機運行工況點
M ?? 工況點
R ?? 管網(wǎng)的阻力曲線
H ?? 風機壓力曲線
（3）風機流量的調節(jié)方法：
●通過改變管網(wǎng)阻力實現(xiàn)對風機輸出的調節(jié)
當管網(wǎng)阻力發(fā)生變化時，風機轉速保持不變，風壓隨之上升，風機運行的工況點將改變，風機的輸出流量將隨之發(fā)生變化，其特性曲線如圖：
圖4 管網(wǎng)阻力變化時的風機流量特性曲線
在實際運行中，是通過調節(jié)擋風板的開關程度來實現(xiàn)的，當擋板的開度減小時，管網(wǎng)阻力隨之加大。
擋板的三種開度對應R1、R2、R3三種阻力工況，則在風機轉速不變時，其與風機壓力特性曲線分別出現(xiàn)了M1、M2、M3三種工況點。
三種工況點對應的三個流量Q1、Q2、Q3就是在轉速不變是，三種擋板開度所對應的三個流量。從中可以看出，調節(jié)擋板的開度，即可以調整風機輸出流量的多少。
●通過改變風機的轉速來實現(xiàn)對風機的風量調節(jié)
改變風機的轉速時，風機的壓力特性曲線隨之改變，當管網(wǎng)阻力不變時，其特性曲線如圖：
圖6 改變風機的轉速的特性曲線
當風機的轉速定為n1、n2、n3時，每個轉速都對應其相應的壓力特性曲線，在管網(wǎng)阻力R不變的情況下，工況點隨之改變?yōu)镸1、M2，其對應的流量變?yōu)镼1、Q2。
在實際中，采用高壓變頻器，內反饋串級調速電機，液力耦合器等方法達到對風機轉速的調節(jié)，從而在管網(wǎng)阻力不變的情況下調節(jié)流量。
（4）風機定速運行與風機調速運行在輸出同等風量時的比較：
當風機的額定轉速為n1，擋板全開管網(wǎng)壓力為R1，額定流量為Q1時，通過調節(jié)管網(wǎng)壓力和風機轉速的二種方法，將輸出流量改變?yōu)镼2，其運行工況的差異如圖所示：
圖7 管網(wǎng)阻力與風機速度調節(jié)流量時的工況點差異
從圖中可以看出，在輸出同等流量的情況下，用擋板調節(jié)的工況點是M3，運行時壓力為Hf。用速度調節(jié)的工況點是M2，運行時壓為H2。
（5）兩種風量調節(jié)方法消耗能量的差異：
從上面可以看出，調節(jié)擋板與調節(jié)轉速的最大差異在于風壓，兩種運行方式風機吸收軸功率的差異為：
根據(jù)風機功率消耗的相擬性理論，得出結論：
用擋板調節(jié)風量與用轉速調節(jié)風量對比，隨著實際輸出流量與風機額定流量差值的加大，其能量的消耗差異也呈平方比例系數(shù)加大。
6、風機調速改造方案的調研：
（1）液力耦合器調速方案：
優(yōu)點：
●液力耦合器價格便宜。
●操縱簡單，維修方便。
●水冷卻系統(tǒng)不需單獨安裝，可以直接使用回轉窯的水冷系統(tǒng)。
缺點：
●調速效率低，節(jié)能效果差。
●機械傳動方式，運行故障率高，且需定時加液力油。
●安裝時需加在電機與風機中間，則要重作電機基礎，期間將造成生產(chǎn)停頓。
●當在運行中液力耦合器出現(xiàn)題目時，只能停產(chǎn)修理。
（2）串級調速電機調速方案：
優(yōu)點：
●價格宜中。
●可以安裝于原電機基礎上。
●調速時效率高。
缺點：
●需更換電機。
●調速范圍窄，最低速只到額定的50%。
●電機為繞線式，需每年更換碳刷。
（3）高壓變頻器調速方案：
優(yōu)點：
●全范圍調速，啟動時間可以根據(jù)工況自行設定。
●運行效率高，功率因數(shù)高。
●技術先進，在低速運行時，電機溫升低，噪音低，增加電機壽命。
●可以頻繁啟動，保持啟動電流在電機額定電流之內。
缺點：
●價格較貴。
●操縱參數(shù)較多，需對操縱職員培訓。
（4）采用調速運行后節(jié)能效果計算：
●設備參數(shù)
引風機型號為GW-GR168D （IDF），其性能參數(shù)為：
項目 參數(shù)
風機流量（m3/H） 145658
風機全壓（Pa） 8000
軸 功 率（KW） 403
介質密度（Kg/m3） 0.577
轉速（r/min） 1480
異步電動機型號為YKK450-2-4，其性能參數(shù)為
項目 參數(shù)
額定功率（KW） 500
額定電壓（V） 6000
額定電流（A） 59.5
額定轉速（r/min） 1490
●回轉窯運行時的風機參數(shù)
2005年2月1日?3月2日回轉窯引風機工頻運行時的測試結果如下：
序號 名稱 單位 引風機
1 累計工作時間 h 314
2 風門開度 % 15-25
3 窯內負壓 Pa 100-200
4 風機電流 A 25-35
5 累計電耗 Kw.h 88020
6 均勻每小時電耗 Kw.h 280.32
●利用相似理論分析回轉窯引風機調速的運行數(shù)據(jù)
風機調速運行后的運行狀態(tài)關系式為：
Qa = QA n / n0
Pa = PA( n / n0 )2( ρ / ρ0 )
Qb = QB n / n0
Pb = PB( n / n0 )2( ρ / ρ0 )
為了方便計算，近似以為性能曲線成線性關系，即：
( Pc ? Pb )/ (Qc ?Qb ) = ( Pa ? Pb )/ (Qa ?Qb )
風機轉速與運行電流：
Ia = IA( n / n0 )3
● 根據(jù)原運行數(shù)據(jù)和以上公式計算后得出調速運行工作狀態(tài)：
序號 名稱 單位 #1引風機
1 運行頻率 Hz 30
2 風門開度 % 100
3 窯內負壓 Pa 2126.73
4 介質密度 Kg/m3 0.324
5 風機電流 A 8.41
6 風機單位電耗 Kw.h 61.8
（5）調速運行后的效益估算：
●根據(jù)以上計算出的調速運行狀態(tài)，定速運行單位電耗 280.32Kw.h，調速運行后單位電耗61.8Kw.h，每小時節(jié)電達212.52Kw.h
●以上為在理想狀況下的單位節(jié)能，在實際運用中，考慮到設箅的效率轉換，調速裝置的損耗，還應乘以0.85的額外消耗系數(shù)，實際單位節(jié)電按180 Kw.h進行計算。
●以正常年工作300天計算，其節(jié)電總量為：1，296，000Kw.h。
●以電價每Kw.h用度0.57元計算,年節(jié)約電量應達738,720元。
（6）終極選擇方案：
經(jīng)過對以上對調速方案的論證，節(jié)能效果的計算。并對進行了上述三種方案改造過的廠家進行現(xiàn)場考察，并結合回轉窯實際流程的要求，綜合以上因素，選用高壓變頻器調速方案作為石灰車間回轉窯引風機調速改造方案。
7、高壓變頻器性能參數(shù)：
（1）高壓變頻器的類型：
●高?低?高三電平高壓變頻器
●功率器件直接串聯(lián)變頻器
●多電平單元串聯(lián)疊加電壓源型變頻器
●SGCT器件串聯(lián)電流型變頻器
（2）變頻器類型的選擇：
●我們在選擇時除了考慮一些常規(guī)的性能指標外，還著重留意：設計上是否相對有其特點，選用的元件是否穩(wěn)定、成熟；產(chǎn)生的諧波分量是否符合有關標準；電源短時中斷恢復時對其影響程度；個別元件故障時能保持短時間的運行等功能。
●在以上類型中，SGCT器件串聯(lián)電流型變頻器最為先進，但是國內無法生產(chǎn)，均為國外產(chǎn)品，其中加拿大羅克韋爾公司的PowerFlexM7000系列的變頻器性能優(yōu)秀，且對現(xiàn)場適應能力強，但是價格過于昂貴。
●在國內，多電平單元串聯(lián)疊加電壓源型變頻器屬于最為先進，同時在現(xiàn)場考察中，其運行穩(wěn)定，節(jié)能效果良好，功率因數(shù)高。經(jīng)過多方比較，決定采用多電平單元串聯(lián)疊加電壓源型變頻器。
（3）多電平單元串聯(lián)疊加電壓源型變頻器性能：
通過對國內生產(chǎn)多電平單無串聯(lián)疊加電壓源型變頻器廠家的情況，并進行了比較，最后選擇了哈爾濱九洲電氣股份有限公司。其產(chǎn)品特點：
●調速范轉寬，可以從零轉速到工頻轉速的范圍內進行平滑調節(jié)。
●在大電機上能實現(xiàn)小電流的軟啟動，啟動時間和啟動的方式可以根椐現(xiàn)場工況進行調整。
●頻率的調整是根據(jù)電機在低頻下的壓頻比系數(shù)進行電壓和頻率的輸出，在低轉速下，電機不僅是發(fā)熱量低，而且輸進電壓低，將使電機盡緣老化速度降低。
●串聯(lián)多重化疊加技術的應用實現(xiàn)了真正意義的高-高電力變換，無需降壓升壓變換，降低了裝置的損耗，進步了可靠性，解決了高壓電力變換的困難。串聯(lián)多重化疊加技術的應用還為實現(xiàn)純正弦波、消除電網(wǎng)諧波污染開辟了嶄新的途徑。
●高功率因數(shù)，達0.95以上，無需另加功率因數(shù)補償裝置，避免了因無功帶來的罰款。
●效率高，高達96%以上，遠遠高于可控硅大功率調速裝置。
●符合IEEE519-1992標準的嚴格要求，不對電網(wǎng)產(chǎn)生諧波污染，完全無需任何濾波裝置。
●對電機不產(chǎn)生諧波污染，有效降低了電機的發(fā)熱量，噪聲與采用工頻供電時相近。
●轉矩脈沖很低，不會導致電機等機械設備的共振，同時也減少了傳動機構的磨損。
●輸出波形完美，失真度小于1% 。
●電動機的電應力強度與采用工頻供電時相近，無需配備特殊電動機。
●與電機的連接不受電纜長度的限制。
●采用大規(guī)模門陣列CPLD電路，實現(xiàn)了PWM控制的高度實時性、快速性和正確性。
●兩光纖實時傳送技術，獲得了國家發(fā)明專利，使得控制單元與功率單元之間的通訊更加迅速、可靠。
●特別設計的H橋逆變電路，已獲得了國家專利，為系統(tǒng)運行的可靠性提供了保障。
●完善的功率單元旁通技術，已獲得了國家專利，進一步進步了系統(tǒng)運行的可靠性。
控制部分采用高性能的DSP和FPGA芯片，使得控制系統(tǒng)的性能大大進步，實現(xiàn)恒定V/F和恒轉矩控制，提升特性可任意設定，滿足各種機械啟動及運行的要求。
●優(yōu)秀的DSP軟件數(shù)學模型，使得系統(tǒng)運行的實時性和效率大大進步
8、設備安裝系統(tǒng)調試
2005年3月，高壓變頻器在在灰車間安裝。
（1）系統(tǒng)回路：
●在系統(tǒng)回路中，加旁路系統(tǒng)，當變頻器故障時即可通過路繼續(xù)運行引風機。
●保持原有高壓開關保護設定。
●將水阻啟動器嵌進旁路系統(tǒng)，用于旁路運行時啟動引風機。
●根據(jù)以上的需求，的經(jīng)過優(yōu)化設計分析，其主回路如圖：
圖8 引風機調速系統(tǒng)圖
（2）變頻器安裝流程：
●根據(jù)變頻器安裝要求，做變頻器基礎。
●安裝變頻器。
●做高壓聯(lián)屏電纜
●接控制連鎖線
●接進控制電源電纜
●控制回路調試完成后，連接主回電纜。
（3）調試流程：
● 相關變頻器工作的一、二次設備安裝、組態(tài)完畢；
● 變頻器柜內變壓器耐壓試驗、直流電阻丈量合格；
● 6KV電纜、變頻器閘刀柜內支持瓷瓶、避雷器等試驗合格；
● 檢查各接線正確、緊固；
● 變頻器參數(shù)設置正確；
● 引風機等機務設備具備試車條件。
● 閘刀閉鎖功能試驗：
主要檢查出線閘刀和旁路閘刀的機械閉鎖功能；“高壓答應合閘”閉鎖功能；防止帶負荷拉合閘刀功能。
● 靜態(tài)調試：
將變頻器控制電源送上，引風機開關處于試驗狀態(tài)。檢查“本機控制”（數(shù)字鍵盤控制）、“遠方控制”（液晶觸摸屏控制，遠方控制箱控制）時的開關動作狀態(tài)及變頻器面板、觸摸屏畫面上的各種狀態(tài)顯示是否正確對應。
● 動態(tài)調試：
引風機開關、變頻器柜將正式通電。分別檢查“工頻旁路”狀態(tài)以及“變頻控制”狀態(tài)下，在變頻器面板和遠方控制箱上操縱引風機、變頻器的啟、停、調是否正常，轉速、電流是否正確；在“工頻旁路”狀態(tài)時與“變頻控制”狀態(tài)時的轉向是否一致；在“變頻控制”時人為模擬故障保護動作、信號是否正確。
● 帶負荷試驗：
主要了解正常運行工況下引風機、變頻器的風量、電流、轉速（頻率）；檢查變頻器額定輸出電流時的電機轉速、變頻器頻率。
9、 回轉窯引風機變頻調速改造后的運行：
石灰車間用濕簾回轉窯引風機于2005年3月18日用高壓變頻器調節(jié)引風機轉速方法投進生產(chǎn)。
（1） 石灰回轉窯運行參數(shù)變化：
●變頻器啟動時間設定為120秒，在啟動中電機運行平穩(wěn)，電機電流保持在60A電流之內。
●在回轉窯用木料烘窯時，引風機電機在8赫茲的頻率下運行，風機運行時極為安靜，此時的風量正可滿足木材充分燃燒，且不會使燃燒速度過快。
●最大負荷運行時，電機在25赫茲運行，風機振動大大減輕，在旁邊的電工室內已感不到明顯的風機震動。
●在進行沖窯皮或進行短時維修時，風機運行于2赫茲或停止，不但引風機電量消耗減少，同時風量減小，使回轉窯溫度下降速度變慢，在比較短時間內完成的不必進行噴煤加溫。
●通過變頻器頻率的精確調整，使進料和出料時窯溫保持在最佳狀態(tài)。
（2）引風機調速運行后的電量消耗：
●6月17日到6月23日變頻運行實測數(shù)據(jù)統(tǒng)計
序號 名稱 單位
1 累計運行時間 h 144
2 運行頻率 Hz 10-25
3 風機電流 A 11-23.5
4 變頻器輸進電流 A 6A以下
5 累計電耗 Kw.h 7848
6 均勻每小時電耗 Kw.h 54.5
●高壓變頻改造后，引風機在滿足回轉窯負壓的情況下，風機電流明顯減少，由25A-35A降為11A-23.5A變頻器輸進電流則降到6A 以下，風機均勻每小時電耗也由280.32Kw.h降到54.5Kw.h，節(jié)電率為80.1%。
（3）高壓變頻運行后，相關設備的運行變化：
●避免了電動機啟動時對電機的沖擊損害，對電網(wǎng)的沖擊。
●進步了引風機的自動控制能力。
●減少了引風機和高壓除塵器的振動。
●由于轉速的降低,對風機的葉輪、軸承等壽命得以延長。
●擋風板保持全開狀態(tài)，降低了磨損，且大力矩執(zhí)行機構工作次數(shù)減少，故障率降低。
10 石灰車間回轉窯引風機變頻調速運行的節(jié)能與效益：
1）引風機運行時間：
●石灰車間回轉窯生產(chǎn)為十二天一個生產(chǎn)周期，十天進行活性石灰生產(chǎn)，二天進行修窯。
●引風機月運轉時間：
24小時×30天×10天/12天 = 600小時
●引風機年運轉時間：
600小時×11月 = 6600小時
●引風機運行單耗節(jié)約量：
280.32Kw.h -54.5Kw.h =225.82 Kw.h
●引風機月節(jié)約電量：
225.82 × 600 = 135492 Kw.h
●引風機年節(jié)約電量：
225.82×6600 =1490412 Kw.h
●石灰車間電價是每Kw.h花費0.57元
●引風機變頻運行每小時節(jié)約電費：
225.82 × 0.57 =128.72元
●引風機變頻運行每月節(jié)約電費：
135492 × 0.57 =77230.44 元
●引風機變頻運行年節(jié)約電費：
1490412 × 0.57 =849534元
11、 結束語
通過高壓變頻器通過在活性石灰回轉窯上的應用，其在應用變頻調速運行的用電量和定速運行的用電量的差異，顯示出的在我國企業(yè)中老式風機運行方式所造成的能源浪費相當觸目驚心。
國外的一些經(jīng)濟學家說過，中國事在能源緊缺的情況下大量地浪費能源，同時外國將高壓變頻器這種現(xiàn)代電力電子產(chǎn)品對我國以高昂進行傾銷，獲得高額的利潤。
國產(chǎn)的高壓變頻器在中等功率開發(fā)與生產(chǎn)已經(jīng)成熟，可以和國外的產(chǎn)品一比高下。當隨著我國在大功率與超大功率高壓變頻上不斷取得進展，其價格將進一步趨于公道，預示高壓變頻器這種現(xiàn)代電力電子的高科技產(chǎn)品將在我國能源高效利用的領域得到更加廣泛的應用。(end)
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收錄時間:2011年01月29日 18:09:33 來源:李凱 白德芳 劉爽 作者:
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中國風機產(chǎn)業(yè)網(wǎng) 離心風機從一定程度上恰是普透風機進行改進之后，應用在一些方面之后的特殊機械。固然說在功能上這種離心風機可能更加多樣化，但是在一些基礎舉措措施上和它的零件保養(yǎng)上都是差未幾的。
像保證風機平穩(wěn)運轉的轉子就是其中之一。轉子實在是一個很小的部件，但是在風機的運轉過程中施展的作用是很大的，絕對不能夠忽略它。實在這種轉子的機構非常簡樸，就是一種筒狀的結構，它的主要作用就是固定主滾動軸，能夠讓風機進行平穩(wěn)的運轉。
那么就會有人問了，這樣的一種零件根本就沒有正視的價值，它能夠泛起一些什么故障呢？實在轉子的學問非常多，首先只要是合格的轉子就應該做過靜平衡和動平衡。
所謂的靜平衡就是在風機靜止的過程中風機的葉輪和主軸是否發(fā)生運動，不運動的話這樣的一個轉子才是合格的。而動平衡就是風機在滾動的過程中，是否在平穩(wěn)度上比較有保證，不會發(fā)生葉輪前后搖晃的現(xiàn)象。
假如轉子在這些方面都沒有保證的話，那么就會在使用的過程中眼中影響到離心風機的功率。不要以為這樣的一種情況是不存在的，良多人都不知道轉子會影響到離心風機的功率。實在轉子是間接影響到葉輪，然后就會影響到功率的題目。
而且使用這種方法能夠有效檢查出離心風機的運轉狀況，由于一旦轉子泛起題目，風機在運轉的過程中就會發(fā)出不同風速的響聲，非常輕易辨別。
中國風機產(chǎn)業(yè)網(wǎng) 于高強度及泵送混凝土的裂痕控制，結合施工實踐經(jīng)驗，主要從以下幾方面著手：水泥用量在高強和大體積混凝土施工中，水化熱引起的升溫較高，降溫幅度大，輕易引起溫度裂痕。為此在施工中，宜先用中熱的普通硅酸鹽水泥和水化熱較低的礦渣水泥，并盡量降低單位水泥用量。一般選用42.5級普通硅酸鹽水泥，配制C40～C60級混凝土，32.5級普通硅酸鹽水泥配制C30級混凝土。這兩種水泥具有質量不亂，強度活性高，水化熱較低的特點，適合配制高強度等級混凝土。再者，可充分利用混凝土后期強度，以減少水泥用量�！ �
控制混凝土的出機溫度和入模溫度為了降低混凝土總溫升，減少大體積混凝土結構的內外溫差，控制混凝土的出機溫度和入模溫度也是一個重要措施。
①有關試驗表明：石子、水、砂、水泥每升高1℃則使混凝土出機溫度分別升高0.342℃、0.313℃、0.258℃、0.088℃。混凝土中石子比熱較小，但每立方米混凝土中所占比重最大，水的比熱最大，但所占比例最小。因此，降低出機溫度最有效的辦法是降低石子的溫度。如在氣溫較高時，為防止太陽曝曬，可搭設攪拌棚，砂石堆場設置遮陽棚，必要時，灑水降溫。
②為了控制入模溫度，夏季施工時，澆水潮濕模板，輸送泵管上籠蓋一層草袋，常常噴灑冷水，泵機應有遮陽措施，減少混凝土泵送過程中吸收太陽輻射熱。
③設置測溫孔。對于厚大體積混凝土，可在適當部位和深度設測溫孔，及時了解把握混凝土內部升溫變化和外界氣溫變化情況，內外溫差不宜超過25℃，否則應及時采取保溫措施。
混凝土的養(yǎng)護主要是保證相宜的溫度和濕度前提。
①保溫1的目的有兩個：其一，是減少混凝土表面的熱擴散，減少混凝土表面的溫度梯度，防止產(chǎn)生表面裂痕；其二，是延長散熱時間，充分施展混凝土強度的潛力和材料的松弛特性，使均勻總溫差對混凝土產(chǎn)生的拉應力小于混凝土抗拉強度，防止貫串性裂痕。
②濕潤養(yǎng)護的作用是：新澆筑不久的混凝土，尚處于凝固硬化階段，水化的速度較快，相宜的濕潤前提可防止混凝土表面脫水而產(chǎn)生干縮裂痕；其次，混凝土在保溫及濕潤前提下，可使水泥的水化作用順利進行，進步混凝土極限拉伸和抗拉強度，早期抗拉能力上升較快。對于高強混凝土濕潤養(yǎng)護至關重要。
③保證混凝土養(yǎng)護時間。一般混凝土的養(yǎng)護不小于7d，對抗?jié)B混凝土或摻用緩凝型外加劑的混凝土要不少于14d。澆水養(yǎng)護的次數(shù)以能保持混凝土處于潮濕狀態(tài)為準，當日均勻氣溫低于5℃時不得澆水養(yǎng)護。
一般散熱風扇設計使用壽命是40000小時左右， 特別是AC散熱風扇， 由于線圈所選銅絲的質量問題，直接影響風扇的使用壽命，比如銅絲選用較細的，在使用過程中就會出現(xiàn)線包過熱燒壞的情況，風扇的質量問題也間接的影響了變頻器等電子設備的整體壽命和整體使用狀況 。為了能夠實現(xiàn)變頻器等電子設備的預期使用壽命和長期使用穩(wěn)定性更加可靠，我們建議廠家選用使用壽命高達60000小時的臺灣神奎散熱風扇，此風扇嚴把質量關，注重售后服務，在公司成長的過程中，得到的了 廣大用戶的支持和信賴，為回饋廣大客戶，更好的為客戶服務，在北京成立辦事處。為此低價銷售部分產(chǎn)品 ，歡迎新老客戶選購 。
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目前我們常用的空調系統(tǒng)它面臨什么樣的挑戰(zhàn)？現(xiàn)在空調起什么作用？空調非常簡單的目的，空調就是把熱量從室內搬到室外去，熱量不可能低溫往高溫傳，所以需要有功，需要有壓東機來驅動，我們常溫的25度是夏季比較舒適的范圍，室外兩樣35度差不多了，我們卡這個溫差差不多10度，把溫差從25度搬到35度的過程，從這個過程我們從熱力學的角度來看，把熱量從一個25度的室內，傳到35度的室外，這個理想的循環(huán)效率是達到多少？達到30，29.8左右，我們現(xiàn)在實際的制冷機沒有一個達到29.8的，我們現(xiàn)在就系5.5左右，為什么有這樣的差別？我們看實際的制冷機在什么情況下工作？實際制冷機為了向室內送冷風，首先需要變成冷空氣，送風溫度差不多16、19度的溫差，為了制造16度的送風溫度，我們要有冷水的回水溫度，所以冷水的回水溫度大概是12度，供水溫度就是7度，但是為了實現(xiàn)這個7度的供水，我們冷機的蒸發(fā)溫度就是2度。制冷機為了室外35度排熱又要有一個溫度，比如說5度溫差，我冷凝溫度要達到40度，實際上制冷機的工作范圍是從40度到2度之間工作的，它的溫差是38度，我們知道溫差越大，理想的cop就越低，如果你要從兩度到20度的話，理想卡諾循環(huán)就是32，我們現(xiàn)在離7.2已經(jīng)接近了，已經(jīng)達到了76%，從這個概念來講是不錯的，但是如果和這個來比，我們如果就想10度的溫差，要和29.8一比，還是18左右，效率就很低了，所以這是現(xiàn)在我們常規(guī)的空調系統(tǒng)，實際上一個很大很大的問題。
第二個問題，現(xiàn)在傳統(tǒng)的空調很難同時滿足室內溫濕度的要求，因為我們室內調解為了熱舒適也好，為了工業(yè)調整也好，我們要保證溫度和濕度在一個合理的范圍內，我們常規(guī)的空調在冷卻后，比如說室外空氣是這樣，沿著這個露點往下走，同時降溫也室除濕，達到一個低溫點，我給室內直接送上來，不能同時滿足室內的要求，為了滿足濕度我要控制一個露點溫度，但是溫度就沒有辦法保證，我還得靠載熱把這個空氣加熱，我們知道先降溫后加熱這是不對的，或者說有一個冷熱抵消的問題，這就是目前采用常規(guī)的冷凝空調存在的問題。還有實際我們面臨使用應用，條件非常的復雜，這個主要取決于我們熱濕比，顯熱負荷除以濕負荷，這樣就變化很大。在信息機房，或者是數(shù)據(jù)軸心這一類建筑里面不太一樣，顯熱負荷非常大，但是幾乎沒有散濕，這樣算下來熱濕比很大。還有一類檔案室，這里面只有書、檔案、資料，很少有人，熱負荷、濕負荷都比較小，像我們這樣的會議室不太一樣，顯熱負荷很大，熱濕比又比較小，我們怎么樣用傳統(tǒng)的空調模式有很大的難度，除非你考慮先降溫后在熱等方法。現(xiàn)在實際上在美國很多建筑，我們分析為什么它的高能耗，實際上就是存在這樣的問題，供冷、載熱，為了除濕保證到一個很熱的溫度，然后再加熱的過程，另一個除濕和加濕的過程。另一個看輸配系統(tǒng)，我們知道空調鼠輩活動也占很大一部分，傳統(tǒng)我們見到的，采用的是全空氣的空調，用冷空氣來給室內送風，帶走室內的熱濕負荷，我們把風分成兩部分，一部分是保證人員的正常呼吸，保證去除污染物，這個新風一次去除每沒有問題，我真正的空調訊量是3—5次每小時，實際上這里有2—4次的循環(huán)風量，循環(huán)過程是把冷量帶進來的過程，為了帶進來同樣的冷量，空氣需要的循環(huán)量是很大的。跟什么比？跟水比。另一個空調管道的占地面積是同樣的情況，如果空氣，風道占的面積非常大，用水就小的多，用制冷機也是最小的。現(xiàn)在對空調系統(tǒng)有一個新的需求，我們既要同時實現(xiàn)對溫度和濕度的控制，保證足夠的新風，還要提高能源利用的效率，通過避免再熱，再加濕來實現(xiàn)這個。
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變頻器在2#鍋爐引風機節(jié)能改造中的應用 |
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老式鍋爐引風機要改變風量是通過風門來調節(jié),造成很大的電能浪費。利用變頻調速技術對鍋爐引風機進行節(jié)能技術改造,實踐證明,變頻器用于引風機等風機類設備驅動控制場合取得了顯著的節(jié)電效果,屋頂風機廠家,是一種理想的調速控制方式。
【作者單位】：兗礦魯南化肥廠電氣分廠
【關鍵詞】：引風機;變頻器;節(jié)能;應用
【分類號】：TK223.26
【DOI】：CNKI:SUN:BPQS.0.2008-11-031
【正文快照】：
1引宮鍋爐作為能源轉換的重要設備，在電力、機械、冶金、化工、紡織、造紙、食品等行業(yè)，以及民用采暖中都占據(jù)著重要的角色.根據(jù)生產(chǎn)負荷需求，鍋爐要隨時調整生產(chǎn)狀態(tài).改變供熱t(yī)的多少。用戶在選配風機時，都是根據(jù)工藝要求中出現(xiàn)的最大負荷來確定容t，所以存在“大馬拉小車
The Application of Inverter in the Energy Saving Reform for 2# Boiler\'s Induced Draft Fan
Zhang Qingzhong Shao Zhangjing Ni Peiliang Kong Juan
It wastes too much electrical energy to change the air flow of the old-fashion boiler is to control the air door.In this paper,we use the converter control technology to inform the boiler fan energy wasting.Practice has been proofed that it is an ideal control way and has received significant results to use the converter in the energy saving of the device such as the induced draft fan.
【Keyword】：Induced draft fan;Inverter;Energy saving;Application
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收錄時間:2011年01月07日 15:16:00 來源:ccen 作者:
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高壓變頻器在轉爐除塵風機中的應用 |
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唐山國義特種鋼有限公司煉鋼廠原有50t氧氣頂吹轉爐3座，轉爐在吹煉過程中，爐口會排出大量棕紅色的煙氣，煙氣溫度高，且含有易燃氣體和金屬顆粒；按照我國1996年頒布的《大氣污染物綜合排放標準》(gb16297一1996)的規(guī)定：對煙氣必須進行冷卻、凈化處理后，由引風機將其排至煙囪放散或輸送到煤氣回收系統(tǒng)中備用。因此，每座轉爐必須配置1套除塵系統(tǒng)：共有4臺除塵風機，采取3用1備的運行方式。風機電動機功率為1000kw，供電電壓為10kv。由于轉爐周期性中斷吹氧，為滿足節(jié)能和環(huán)保要求，要求風機在整個煉鋼工作周期內變速運行：吹氧時高速運行，不吹氧時低速運行。最初設計采用風門擋板調節(jié)風量，電動機采用水電阻啟動；經(jīng)過一段時間的運行，發(fā)現(xiàn)采用風門擋板調節(jié)風量存在著非常大的局限性，主要表現(xiàn)在：
(1)風門擋板須人工調節(jié)，使用不便，通常不論工況如何，風門一直不變，造成巨大浪費；
(2)風門擋板調節(jié)風量是把風量消耗在擋風板上，造成擋風板前后壓差大，風門易磨損；
(3)風機、電機全速運行，震動大、噪聲大、損耗大，軸承磨損嚴重；
(4)調節(jié)精度低、線性度差，響應速度慢；
(5)電動機啟動電流大，影響電網(wǎng)穩(wěn)定。
鑒于存在上述眾多題目，煉鋼廠決定對3座轉爐的除塵系統(tǒng)分別進行改造，采用高壓變頻器通過調速來調節(jié)轉爐除塵風機的風量。
2 電動機基本參數(shù)及變頻器設置的參數(shù)
3 高壓變頻器技術要求及改造方案
(1)除塵風機是除塵凈化系統(tǒng)的動力中樞，一旦除塵風機不能正常運行，不但影響生產(chǎn)，造成巨大的經(jīng)濟損失，還有可能威脅到現(xiàn)場生產(chǎn)職員的人身安全；另外，調速系統(tǒng)工作的環(huán)境比較惡劣，轉爐又是周期性中斷吹氧，所以，為除塵風機配套的高壓變頻調速系統(tǒng)，要求具有極高的可靠性�；谝陨瞎ぷ魈攸c，對變頻調速系統(tǒng)的主要要求如下：
●要求變頻用具有高可靠性，長期運行無故障；
●調速范圍要大，效率要高；
●具有邏輯控制能力，可以自動按照吹氧周期升降速；
●有共振點跳轉設置，能使電機避開共振點運行，保證風機不喘振。
(2)經(jīng)過多方調研、比較，最后決定采用深圳市科陸變頻器公司生產(chǎn)的cl2700系列高壓變頻器，通過雙方技術職員的合作，共同制定了1#轉爐除塵風機的變頻改造方案，改造方案如下：
●拆除水阻啟動柜，電動機中性點直接短接；
●在控制室增加1臺操縱柜，可實現(xiàn)遠程、本地控制以及電流、轉速、頻率的監(jiān)視；
●設立高速、低速兩檔速度控制；
●當除塵風機運行時，功率單元故障只報警不停機。
(3)系統(tǒng)與遠程控制箱接口圖及功能表
4 經(jīng)濟效益及附加值
4.1運行參數(shù)比較
4.2減少電機啟動時的電流沖擊
電機采用水電阻啟動時的最大啟動電流達到額定電流的2.5～4倍。經(jīng)過變頻改造后，觀察變頻器啟動的負荷曲線，發(fā)現(xiàn)它啟動時基本沒有沖擊，電流從零開始，僅是隨著轉速增加而上升，無論如何都不會超過額定電流的1.2倍。因此風機變頻運行解決了電機啟動時的大電流沖擊題目，消除了大啟動電流對電機、傳動系統(tǒng)和主機的沖擊應力，大大降低日常的維護保養(yǎng)用度。
4.3延長設備使用壽命
使用變頻器可使電機轉速變化沿風機的加減速特性曲線變化，沒有應力負載作用于軸承上,水簾空調，延長了軸承的壽命。同時有關數(shù)據(jù)說明，機械壽命與轉速的倒數(shù)成正比，降低風機轉速可成倍地進步風機壽命，風機的使用維護用度自然就降低了。
4.4降低噪音
風機采用變頻器調速驅動，在降低風機轉速運行的同時，噪音也大幅度地降低，同時克服了由于調整風門線性度不好，調節(jié)品質差，引起共振，造成風道強烈震動的缺陷，運行工況得到明顯改善。
由上述可知，采用變頻調速的方式可進步電機的使用效率，綜合利用能源，減小損耗，給企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益。
5 結束語
隨著科技的進步，國產(chǎn)變頻器的技術已經(jīng)非常成熟，已逐步替換各種進口產(chǎn)品，特別是高壓變頻器，可靠性和性價比都比進口產(chǎn)品具有明顯上風，為我國的節(jié)能降耗做出了突出的貢獻。
作者簡介
陳志東電氣工程師，現(xiàn)工作于唐山市國義特種鋼有限公司，主要從事電氣設備的維護工作。
歐榮華深圳市科陸變頻器有限公司工程師，主要從事高壓變頻器的研制和應用工作。 |
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