淺析電機(jī)變頻節(jié)能技術(shù)與應(yīng)用

李福永

摘 要：隨著工業(yè)的發(fā)展，電機(jī)的應(yīng)用越來越多。我國電機(jī)耗電占工業(yè)耗能的60%～70%，而發(fā)達(dá)國家只占工業(yè)耗能45%左右。因此電機(jī)節(jié)能成為工業(yè)節(jié)能中最為關(guān)鍵的項(xiàng)目，在國家指定的十大重點(diǎn)節(jié)能工程中，電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能工程是其中重要的一項(xiàng)。對冶金行業(yè)而言，隨著產(chǎn)量和產(chǎn)品種類的增加，用電負(fù)荷不斷攀升。電費(fèi)開支通常為企業(yè)的第三項(xiàng)或第四項(xiàng)最大的成本支出，降低電力消耗，減少電費(fèi)支出，進(jìn)而降低成本增強(qiáng)企業(yè)競爭力。

關(guān)鍵詞：電機(jī)變頻節(jié)能原理；調(diào)研分析；節(jié)能計(jì)算

引言：

電機(jī)變頻節(jié)能主要應(yīng)用在風(fēng)機(jī)、水泵等平滑負(fù)載，以中、低壓變頻器作為媒介和手段，不僅可有效解決新型電機(jī)在設(shè)計(jì)過程中考慮安全系數(shù)產(chǎn)生的電機(jī)容量冗余問題，而且還可以解決負(fù)載輸出負(fù)荷變化時采用機(jī)械控制方式造成的能源浪費(fèi)，在精確控制、電機(jī)保護(hù)、設(shè)備啟動、投資收益、延長電機(jī)使用壽命、降低設(shè)備維護(hù)成本、提高系統(tǒng)效率等方面都具有巨大優(yōu)勢。

本鋼北營公司經(jīng)過多年的理論考證和現(xiàn)場調(diào)研，發(fā)現(xiàn)有大量電機(jī)有變頻節(jié)能的潛力，通過前期在煉鐵燒結(jié)除塵風(fēng)機(jī)、常壓水泵、煉鋼輔原料除塵風(fēng)機(jī)、脫硫風(fēng)機(jī)、軋鋼濁環(huán)水泵、發(fā)電鍋爐引風(fēng)機(jī)、增壓水泵、焦化脫酚風(fēng)機(jī)等19臺中、低壓電機(jī)的成功應(yīng)用，節(jié)能效果顯著，平均節(jié)電率達(dá)到了45%以上，為公司節(jié)能降耗做出了一定貢獻(xiàn)。

1.風(fēng)機(jī)、水泵電機(jī)變頻節(jié)能的原理

2.調(diào)研分析（以煉鋼轉(zhuǎn)爐一次除塵風(fēng)機(jī)為例）

2.1 轉(zhuǎn)爐一次除塵風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況

目前煉鋼廠二區(qū)共4臺同型號的轉(zhuǎn)爐一次除塵風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)名稱為0#-3#除塵風(fēng)機(jī)，1#、2#、3#風(fēng)機(jī)分別對應(yīng)1#、2#、3#轉(zhuǎn)爐風(fēng)道，0#為1#、2#、3#風(fēng)機(jī)的備用風(fēng)機(jī)，可通過調(diào)整閥門的開閉使其分別替代1#、2#或3#風(fēng)機(jī)供風(fēng)。4臺風(fēng)機(jī)由4臺10kV電機(jī)驅(qū)動，電機(jī)參數(shù)一致，均為軸瓦油膜電機(jī)，通過液力耦合器調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，液耦與電機(jī)間布有油管實(shí)現(xiàn)電機(jī)潤滑。風(fēng)機(jī)入口閥門開度約80%，無出口閥門，設(shè)備年運(yùn)行330天以上，每天電機(jī)日耗電量約3.5萬kWh。調(diào)研時1#風(fēng)機(jī)檢修停機(jī)，0#、2#、3#風(fēng)機(jī)以40分鐘為周期工頻運(yùn)行，其中30分鐘運(yùn)行在高速檔，轉(zhuǎn)速約1350rpm，運(yùn)行電流120A，此時風(fēng)機(jī)入口壓力在-17kpa和-19kpa之間，出口壓力約3.0kpa；10分鐘運(yùn)行在低速檔，轉(zhuǎn)速約300rpm，運(yùn)行電流40A，風(fēng)機(jī)入口壓力在-1kpa和-2kpa之間，出口壓力約0.5kpa，高、低速檔的切換過程約4分鐘。當(dāng)選擇手動模式時，操作人員根據(jù)調(diào)度通知，選擇高速或低速檔位，PLC輸出相應(yīng)4mA-20mA信號至液力耦合器；當(dāng)選擇自動模式時，液力耦合器根據(jù)轉(zhuǎn)爐出鋼信號自動調(diào)節(jié)液耦轉(zhuǎn)速。目前1#風(fēng)機(jī)可實(shí)現(xiàn)自動調(diào)速，其余3臺風(fēng)機(jī)均手動調(diào)速。

2.2 節(jié)能分析

3.結(jié)論

1）通過調(diào)研分析，電機(jī)變頻節(jié)能適用于負(fù)荷變化大、存在“大馬拉小車”的風(fēng)機(jī)、水泵等平滑負(fù)載。

2）電機(jī)變頻節(jié)能改造控制技術(shù)先進(jìn)而且可靠，是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的有效途徑；是企業(yè)利用現(xiàn)有裝備內(nèi)部挖潛的較好手段，而且投資少、改造量和影響都較小。

參考文獻(xiàn)：

[1] 流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)，中國建筑工業(yè)出版社

[2] 通用變頻器應(yīng)用技術(shù)，福建科學(xué)技術(shù)出版社