变频器在风机中的应用

1、国家职业资格全国统一鉴定金蓝领维修电工技师论文（国家职业资格二级）论文题目：变频器在风机中的应用 姓 名：王风 身份证号：371 准考证号：所在省市：山东省 所在单位： 南山铝业 变频器在风机中的应用姓 名单 位：烟台南山铝业摘要：随着工业生产对风机调速性能要求的不断提高，传统风机主要采用三相交流电固定转速，从启动到正常运转后一直是保持一个转速，不能根据不同需求而改变转速，极大的浪费了电能， 本文则主要介绍现代交流变频器应用于风机的知识与问题，从而解决了不同场合根据不同需求改变转速，从而节约了能源。 本厂由于历史条件和资金限制，目前我厂3台流化床锅炉、2台碱炉风量控制仍采用常规挡板风门控制方式

2、。流化床锅炉一次风机和引风机的电机功率分别为250kW和315kW：41碱炉1台90kW的一次风机、1台132kW的-三次风机。2台引风机已用液力耦合器节能控制：屹碱炉1台55kW的一次风机、1台75kW的_-Zk风机1台引风机采用变频节能控制。经对正在运行的锅炉和碱炉风机运行情况进行半年多的调查，风机额定功率的设计选型都是根据工艺的最大流量来选择的。按国内当时的设计思路，风机的选型一般在满足工艺负荷工作条件下还要增加一定的裕量。但实际运行中，工艺的运行参数随各种因素而发生变化(如温度、运行负荷等)，往往实际运行负荷要比设计的最大流量小得多，造成“大马拉小车”的情况(见表1)。 表1 锅炉和碱

3、回收炉正常运行条件下调节风门的开度都不到50，风机电机实际使用的功率也仅为额定功率的50左右。风门挡板节流造成能量大量损失，不仅控制精度受到限制，而且还造成设备损耗。在节能方案的论证中，我们也考虑到用液力耦合器和改用较小功率的电机及其他节能设备方案来实现节约电能降低生产成本。液力耦合器改进时间较长需要对原设备进行较大改动，且我厂过去用液力耦合器的节能效果不理想，改进也不能在较短时间内恢复生产；改用较小功率电机则原用电机不能使用造成投资浪费，需要对原设备进行较大改动，改进时间也比较长。变频器技术是集电力电子技术、自动控制技术、计算机技术为一体的高科技产品，具有安全可靠、使用方便等特点，不需要对原

4、电机进行大改动，只是对电机的二次控制回路进行改动，改进时间短，比较适合生产型企业技术性节能改造。通过变频调速，实现了电机转速连续无级调速，调速范围宽，调节精度高，效率高，实现了电机的软启动，减少了启动冲击及设备磨损(风机如采用电动机直接驱动，启动电流为运行电流的0-7倍。可能造成对机械、电气上的冲击，电气保护特性差。不仅影响设备使用寿命，而且当负载出现机械故障时不能瞬间动作保护设备，时常出现泵、风机和电机损坏现象)。通过对引风机进行变频改进而达到节能增效，无疑是必要的。 一、变频器在风机中的节能计算当负荷变化时，调节带动风机的电动机，转速随之变化，可降低功耗，节约电能。由流体力学理论可知，风机

5、风量Q与转速n的一次方成正比，风压H与转速的平方成正比，轴功率N与转速的三次方成正比，即Q1Q2n1n2H1H2(n1)2n2N1N2(n1)3n2因此，当系统工艺流程需减少风量时，调节转速下降可使功率降低很多。例如，当风量与转速均下降到80时，功率将降低到额定功率的51；当风量与转速均下降到60时，功率将降低到额定功率的21。二、变频器省电需注意的某些情况！ 变频器是通过轻负载降压实现节能的，拖动转距负载由于转速没有多大变化，即便是降低电压，也不会很多，所以节能很微弱，但是用在风机环境就不同了，当需要较小的风量时刻，电机会降低速度，我们知道风机的耗能跟转速的1.7次方成正比，所以电机的转距会

6、急剧下降，节能效果明显。如果我们用在油井上，就会因为在返程使用制动电阻白白浪费很多电能反而更废电。 当然，如果环境要求必须调速，变频器节能效果还是比较明显的。不调速的场合变频器不会省电，只能改善功率因数。 1、如果两个一模一样的电机都工作在50HZ的工频状态下，一个使用变频器，一个没有，同时转速和扭矩都在电机的额定状态下，那么变频器只能改善功率因数，并不能节省电力。 2、如果这两个电机的扭矩没有达到电机的额定扭矩状态下工作（频率，转速还是一样50HZ），有变频器的那个如果使用了自动节能运行，这个时刻变频器能降压运行，可以节省部分电能，但是节电不明显。 3、同样的条件，拖动型负载空载状态也节省不

7、了多大的电能。三、变频器的选用目前，市场上变频器产品较多。一般说来，国外的产品其元件及性能应较好，但价格较高，变频器的选型对整个改进的运行情况和节能的效果起较大作用，为保证风机可靠运行和改进后的节能效果，我们选用AB3公司的ABBAcs800系列变频器。在对锅炉)-A1,机调查中发现，锅炉一次风机选型较大(上述已经作分析)，锅炉正常运行时负荷比较小，通过充分的讨论和论证后，我们认为在满足工艺运行的前提下可以把锅炉3台315kW的一次风机的变频器的功率选型降低一个级别，选用250kW的变频器。同时还能减少投资。三、变频改进方案 通过公司技术人员的论证和讨论，系统在改进日,-j-采用双回路控制，即

8、变频器控制和原工频控制同时存在，两种控制方式之间用刀开关切换。变频器异常时，停止变频器运行，风机可通过现场手动切换开关切换到工频下运行，正常运行时以变频控制为主。变频控制和工频控制在控制上实现互锁。提高了安全生产的保障能力，变频改进控制原理图（如下图）。 在系统组态编程方面，变频调速操作控制嵌入到原DCS系统中。通过上位机可以对变频器进行启动、停机、调速等控制，在上位机上显示变频器的运行数据和当前状态。为了保障调速系统的可靠性。在上位机流程画面上保留原DCS系统上位机控制方式，作为系统备用，在变频器控制异常时能即时通过手动切换开关切换到原工频控制方式。 四、变频改进后的效果1 、系统调试 完成

9、锅炉和碱炉风机变频器改进安装后，并投入系统运行前的调试，；tO-目的主要是检查所选择的变频器性能、改进方案的功能是否达到设计要求以及满足实际生产需要。经调试，变频器性能运行非常稳定，达到设计要求。变频器15日调试并投入正常使用后，从实际运行来看。变频运行状态比较稳定。控制系统方案满足设计要求，变频与工频互锁，系统稳定可靠。设备方面由于变频具有软启动功能避免了电机启动时对电机的冲击损害，转速的降低，对风机的叶轮、轴承等寿命得以延长。设备运行状况良好。其中动力锅炉一次风机的运行功率在风机额定功率的19屹瓤之间。还不到25，实践证明根据生产运行负荷运行情况减小变频器容量选型方案是可行的。 2、效益比

10、较为保证变频改进后的数据记录的真实性，更切合实际，所记录的数据是通过一个月记录的,ztz坊j值，变频改进前后电量计算（如表2）所示。从表中可以看出，经变频改进后在满足锅炉负荷的情况下，风机输入功率明显减小，每天以24h、全年生产320天计算，每年可节电约3 132 188kWh，电价若以lkWh 045元计算，年可节约电费140万元。 五、结束语变频器控制技术用于风机控制可以达到显著的节电效果，变频器应用于风机控制已经成为当今风机节能控制的主流产品。使用变频技术既提高了设备效率，又满足了生产工艺要求，并且因此而大大减少了设备维护、维修费用，还降低了停产周期。自热电站、碱炉变频项目正式投运以来，通过目前的运行记录来看，设备及控制系统运行比较稳定，改善了设备的运行性能。变频器控制系统卓越的调速性能，不仅改善了现有设备的运行工况，提高系统的安全可靠性和设备利用率，延长了设备使用寿命，在节能方面也取得了显著