王碩

（安徽省經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)江淮汽車股份有限公司乘用車公司乘用車二廠涂裝分廠 230601）

長期以來，火電廠鍋爐離心式風(fēng)機在運行過程中存在著電機按定速方式運行，造成功率損耗大，浪費電能，嚴(yán)重影響電機的絕緣性能和使用壽命。大型生產(chǎn)車間往往幾百臺機共用一套除塵裝置來過濾含塵氣流，其中抽風(fēng)機是按系統(tǒng)所需最大壓力并考慮一定裕量來選型的。引風(fēng)機的風(fēng)量需要隨著發(fā)電負荷的變化而改變，采用高壓變頻技術(shù)能減少能源消耗，同時控制實時變化的風(fēng)量，電廠引風(fēng)機的變頻改造在工程實踐中證明了節(jié)能效果明顯。一套除塵裝置下的機器也不一定全部一齊工作，所以實際運行的負荷往往是低于額定值且不斷變化的。變頻調(diào)速技術(shù)是解決上述問題的好辦法。經(jīng)過改造后的除塵系統(tǒng)能夠根據(jù)抽風(fēng)管內(nèi)壓力變化情況自動調(diào)節(jié)抽風(fēng)機轉(zhuǎn)速，從而保證壓力值穩(wěn)定在期望區(qū)間內(nèi)，進而改善了生產(chǎn)工藝，同時避免了能源的浪費。

1 風(fēng)機變頻調(diào)速的基本原理

圖1 不同調(diào)節(jié)方式下功率消耗比較

圖2 風(fēng)機變頻前/后特性曲線

風(fēng)機的最優(yōu)選擇交流電動機的輸出功率，為了保證抽風(fēng)管網(wǎng)內(nèi)的壓力穩(wěn)定在某一范圍內(nèi)，經(jīng)常需要人為地對風(fēng)機工作狀況進行調(diào)節(jié)。盡管各種方式都能到達調(diào)節(jié)風(fēng)量和壓力的目的，但不同的調(diào)節(jié)方法在調(diào)壓范圍、調(diào)壓效率上卻有很大差別。此外由于變頻調(diào)速方式在頻率范圍、動態(tài)響應(yīng)、低頻轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)差補償、功率因數(shù)、工作效率等方面的也具有巨大的優(yōu)勢，如圖1所示離心式風(fēng)機各種調(diào)節(jié)方式下功耗差別，從圖中可知變頻器控制最為接近理想曲線節(jié)能效果也最明顯。

慮效率的下降和調(diào)速裝置的附加損耗,風(fēng)機通過調(diào)速控制可節(jié)能30%左右。可見與擋板控制相比，轉(zhuǎn)速控制的節(jié)能效果更好。

2 抽風(fēng)系統(tǒng)軟件設(shè)計

2.1 硬件設(shè)計

PLC每隔一個控制周期檢測抽風(fēng)管網(wǎng)內(nèi)的壓力。變頻器作為執(zhí)行機構(gòu)在執(zhí)行PLC命令的同時將部分運行信息反饋給PLC處理。

圖3 硬件設(shè)計

2.2 軟件設(shè)計

系統(tǒng)軟件設(shè)計主要分為3個模塊：參數(shù)設(shè)定模塊、密碼管理模塊以及自動運行模塊。

圖4 軟件設(shè)計

2.3 改造方案的實施

圖5 高壓變頻接線方案

系統(tǒng)接線方案如圖5所示。系統(tǒng)采用自動工頻旁路功能,當(dāng)電機變頻運行中發(fā)生故障時能自動轉(zhuǎn)為工頻運行。

3 改造效果分析

機組正常運行時，引風(fēng)機變頻器未出現(xiàn)故障現(xiàn)象，自動投入率明顯提高。引風(fēng)機變頻控制后,在機組定壓狀態(tài)下運行時，其電機的運行頻率一般在30～40 Hz之間通過變頻器實現(xiàn)了電機軟起停，起停過程平穩(wěn)。避免了工頻直接起動時大電流對電網(wǎng)、負荷等的沖擊和停止時對機械設(shè)備的摩擦沖擊，可以減少設(shè)備維護費用，延長設(shè)備使用壽命。變頻調(diào)節(jié)風(fēng)壓變化平緩，用風(fēng)設(shè)備壓力變化小，減輕了風(fēng)道振動和軸承的磨損。，也就是說被拖動的機械轉(zhuǎn)速在444～592 r/min之間。由于運行轉(zhuǎn)速的降低，且風(fēng)機運行時進出口擋板全開，從而減少了機械部分的磨損，可延長風(fēng)機大修周期，節(jié)省大量的檢修費用。

引風(fēng)機變頻調(diào)速改造后，實現(xiàn)了電機的軟啟動,對電機和電網(wǎng)的沖擊大幅度下降,延長了設(shè)備的使用壽命，提高了電氣保護質(zhì)量。電動機按固定速度轉(zhuǎn)動，這樣的控制不可能在整個被控制范圍內(nèi)達到最優(yōu)的運行效率，可以通過改變電動機的轉(zhuǎn)速來改變系統(tǒng)的機械輸出，這樣可以實現(xiàn)節(jié)能、降低二氧化碳和其他污染物的排放量，并最小化設(shè)備運行成本。引風(fēng)機變頻改造后,系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)速度快,調(diào)節(jié)線性好,自動投入率高，爐膛負壓調(diào)整穩(wěn)定，從而大大降低了運行人員的勞動強度，亦提高了機組運行的安全性。

結(jié)語

引風(fēng)機改為變頻調(diào)速控制后，設(shè)備運行穩(wěn)定，廠用電量得到大幅度降低，穩(wěn)定可靠，節(jié)能效果顯著。同時鍋爐調(diào)節(jié)特性及運行工況都得到了改善，機組自動投入率明顯提高，從而提高了機組運行的安全可靠性。從而提升控制精度，具有更好的節(jié)能性能。

[1]胡炫，朱虎，楊志.高壓變頻器在發(fā)電廠引風(fēng)機上的應(yīng)用與節(jié)能分析[J].電機與控制應(yīng)用，2010，37(2):38.

[2]王洪平.紡織廠風(fēng)機節(jié)能降耗的途徑[J].國際紡織導(dǎo)報，2008(1):55.

[3]Mitsubishi.三菱通用變頻器使用手冊[M].