高壓變頻器在我廠技改中的應(yīng)用及效果

汪紅芍 徐波

（中國聯(lián)合水泥集團有限公司南陽分公司，河南南陽474250）

高壓變頻器在我廠技改中的應(yīng)用及效果

汪紅芍 徐波

（中國聯(lián)合水泥集團有限公司南陽分公司，河南南陽474250）

我公司風(fēng)機風(fēng)量調(diào)節(jié)都是通過風(fēng)門調(diào)節(jié)實現(xiàn)，電機處于工頻狀態(tài)運行，在風(fēng)門擋板上要消耗部分能量，存在節(jié)能空間。根據(jù)對生產(chǎn)設(shè)備的運行情況進(jìn)行綜合分析，確定對1#生料立磨循環(huán)風(fēng)機和2#窯頭余風(fēng)風(fēng)機進(jìn)行技術(shù)改造，在原有控制柜和高壓電機之間采用高壓變頻器調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速來滿足生產(chǎn)用風(fēng)，減少風(fēng)門擋板上消耗的能量，提高電機使用效率，節(jié)約電能。

1 變頻器節(jié)能原理

電動機的同步轉(zhuǎn)速公式：n1＝60f/p。

而異步電動機轉(zhuǎn)速n與同步轉(zhuǎn)速n1存在一個滑差關(guān)系：n＝n1（1－s）=60f/p（1－s）。

由上式可以得到，改變異步電動機的轉(zhuǎn)速可以通過改變f、p、s達(dá)到。針對某一電動機而言P是一定的，而通過改變s進(jìn)行調(diào)速空間非常小，所以變頻調(diào)速通過改變定子供電頻率f來改變同步轉(zhuǎn)速是異步電動機最為合理的調(diào)速方法。若均勻地改變供電頻率f，即可平滑地改變電動機的同步轉(zhuǎn)速。異步電動機變頻調(diào)速具有調(diào)速范圍寬、平滑性較高、機械特性較硬的優(yōu)點，目前變頻調(diào)速已成為異步電動機最主要的調(diào)速方式，在很多領(lǐng)域都獲得了廣泛的應(yīng)用。

根據(jù)流體力學(xué)相似定律：

Q1/Q2＝n1/n2，輸出風(fēng)量Q與轉(zhuǎn)速n成正比；

H1/H2＝（n1/n2）2，輸出壓力H與轉(zhuǎn)速n2成正比；

P1/P2＝（n1/n2）3，輸出軸功率P與轉(zhuǎn)速n3成正比。

當(dāng)風(fēng)機風(fēng)量需要改變時，如調(diào)節(jié)風(fēng)門的開度，則會使大量電能白白消耗在閥門及管路系統(tǒng)阻力上。如采用變頻調(diào)速調(diào)節(jié)風(fēng)量，可使軸功率隨流量的減小大幅度下降。變頻調(diào)速時，當(dāng)風(fēng)機低于額定轉(zhuǎn)速時，理論節(jié)電為：

式中：n——額定轉(zhuǎn)速；

可見，通過變頻技術(shù)對風(fēng)機進(jìn)行改造，不但節(jié)能而且大大提高了設(shè)備運行性能。以上公式為變頻節(jié)能提供了充分的理論依據(jù)。

2 項目概況及投資預(yù)算情況

高壓變頻改造項目于2008年底入選公司2009年生產(chǎn)經(jīng)營計劃的技術(shù)改造項目。2009年4月1日成立了高壓變頻節(jié)能改造項目管理小組。9月底利用停機檢修時間對1#循環(huán)風(fēng)機和2#余風(fēng)風(fēng)機進(jìn)行了高壓變頻改造，其中1#生料立磨循環(huán)風(fēng)機使用變頻器的型號為HIVERT-Y 06/243，2#窯頭余風(fēng)風(fēng)機使用變頻器的型號為HIVERT-Y 06/154。

高壓變頻改造項目投資預(yù)算：180萬元，實際投資為173萬元。分別為設(shè)備投資（含安裝調(diào)試費）158萬元；土建費用10萬元；空調(diào)費用5萬元。預(yù)計年經(jīng)濟效益150萬元。

3 實際運行效果對比

3.1 以實際運行功率進(jìn)行比較（見表1）

表1 實際運行功率比較

少降低運行功率200kW；2#窯頭余風(fēng)風(fēng)機最少降低運行功率460kW。

3.2 按單位產(chǎn)品電耗進(jìn)行測算（見表2）

由表2可知：改造后生料單位產(chǎn)品電耗降低1.57 kWh/t；熟料單位產(chǎn)品電耗降低2.41 kWh/t，節(jié)能效果明顯。

3.3 按單位時間內(nèi)的實際消耗電量進(jìn)行測算（見表3）

表2 單位產(chǎn)品電耗測算

表3 單位時間內(nèi)的實際消耗電量測算

根據(jù)表3可知：改造后1#生料立磨循環(huán)風(fēng)機的單位時間電耗節(jié)約270kWh；2#窯頭余風(fēng)風(fēng)機單位時間電耗節(jié)約580kWh，節(jié)能效果明顯。

4 經(jīng)濟效益分析

按以上三種方法中節(jié)約量最小的第一種方法（兩臺合計每小時節(jié)約電量660kWh）計算，按每年7000小時運行，節(jié)約電量4620000kWh，電價按不含稅單價0.44元計算，節(jié)約電費：202萬元，實際收回成本約為10個月。節(jié)能效果明顯，達(dá)到了預(yù)期改造目標(biāo)，計劃其它高壓電機拖動的風(fēng)機也要進(jìn)行高壓變頻改造。實踐證明在風(fēng)機的系統(tǒng)中接入變頻系統(tǒng)，利用變頻技術(shù)改變電機轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)風(fēng)量和壓力的變化用來取代閥門控制風(fēng)量，能取得明顯的節(jié)能效果。

（編輯：向仕強）

TM4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1007-6344（2010）03-0052-02

2010-01-05】