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        大功率風(fēng)機電機變頻改造的技術(shù)經(jīng)濟分析與實踐

        2014-09-03 10:54:07黃善云栗晉杰
        有色冶金節(jié)能 2014年4期
        關(guān)鍵詞:風(fēng)門節(jié)電工頻

        黃善云 栗晉杰

        (1.赤峰中色鋅業(yè)有限公司, 內(nèi)蒙古 赤峰 024000; 2.江蘇力普科技有限公司, 江蘇 南通 226100)

        大功率風(fēng)機電機變頻改造的技術(shù)經(jīng)濟分析與實踐

        黃善云1栗晉杰2

        (1.赤峰中色鋅業(yè)有限公司, 內(nèi)蒙古 赤峰 024000; 2.江蘇力普科技有限公司, 江蘇 南通 226100)

        企業(yè)大功率風(fēng)機電機“大馬拉小車”現(xiàn)象比較普遍。通過對鋅冶煉企業(yè)焙燒鼓風(fēng)機電機、SO2鼓風(fēng)機電機變頻改造的技術(shù)經(jīng)濟分析及實踐證明,企業(yè)對大功率風(fēng)機電機進(jìn)行變頻改造,將節(jié)約大量的電能,給企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益。

        大功率風(fēng)機電機; 變頻改造; 節(jié)能

        1 風(fēng)機電機變頻改造的必要性

        1.1 風(fēng)機節(jié)能簡介

        風(fēng)機采用變頻調(diào)速是我國重點推廣的一項節(jié)能技術(shù)。《中華人民共和國節(jié)約能源法》已將變頻調(diào)速列入通用節(jié)能技術(shù)加以推廣。

        高壓交流變頻調(diào)速技術(shù)是90年代迅速發(fā)展起來的一種新型電力傳動調(diào)速技術(shù),主要用于交流電動機的變頻調(diào)速,其技術(shù)和性能勝過其它任何一種調(diào)速方式(如:降壓調(diào)速、變極調(diào)速、滑差調(diào)速、內(nèi)反饋串級調(diào)速和液力耦合調(diào)速)。變頻調(diào)速以其節(jié)能效益顯著、調(diào)速精度高、調(diào)速范圍寬、電力電子保護(hù)功能完善,以及自動通信功能易于實現(xiàn)的優(yōu)點,得到了廣大用戶和市場的認(rèn)可。在運行的安全可靠、安裝使用、維修維護(hù)等方面,也給使用者帶來了極大的便利和快捷的服務(wù),使之成為企業(yè)采用電機節(jié)能方式的首選。

        1.2 調(diào)速方式的選擇

        目前,大功率高壓異步電動機的主要調(diào)速方式有串級調(diào)速、液力耦合器調(diào)速和高壓變頻調(diào)速等。

        1.2.1 串級調(diào)速

        優(yōu)點是可以回收轉(zhuǎn)差功率,所以調(diào)速效率比較高。但也存在諸多問題:它不適合于鼠籠型異步電機,必須更換電機;不能實現(xiàn)軟啟動,啟動過程非常復(fù)雜,啟動電流大;調(diào)速范圍有限,響應(yīng)慢,不易實現(xiàn)閉環(huán)控制;功率因數(shù)和效率低,并隨轉(zhuǎn)速的調(diào)低急劇下降,很難實現(xiàn)同PLC、DCS等控制系統(tǒng)的配合,對提高裝置的整體自動化水平和實現(xiàn)優(yōu)化控制無益。同時因控制裝置比較復(fù)雜、諧波污染大對電網(wǎng)干擾較大,進(jìn)一步限制了它的使用,屬落后技術(shù)。

        1.2.2 液力耦合器調(diào)速

        屬低效調(diào)速方式,調(diào)速范圍有限,高速丟轉(zhuǎn)約5%~10%,低速轉(zhuǎn)差損耗大,最高可達(dá)額定功率的15%。因效率與速度成正比,低速時效率極低,精度低、線性度差、響應(yīng)慢、啟動電流大、裝置大,必須加裝在設(shè)備與電機之間,不適合改造,無法軟啟動,維護(hù)復(fù)雜。耦合器故障時,無法切換運行,只能停車檢修,且檢修周期長、費用高,不能滿足提高裝置整體自動化水平的需要。另外,由于設(shè)備本身的缺欠或維修安裝不當(dāng),經(jīng)常漏油,現(xiàn)場環(huán)境很差。

        1.2.3 高壓變頻器調(diào)速

        由于應(yīng)用了先進(jìn)的電力電子技術(shù)、計算機控制技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)和高壓電氣、電機拖動等綜合性領(lǐng)域的學(xué)科技術(shù),具有其它調(diào)速方式無法比擬的技術(shù)優(yōu)勢。

        2 企業(yè)大功率風(fēng)機電機基本情況及存在的問題

        2.1 基本情況

        赤峰中色鋅業(yè)有限公司是年產(chǎn)21萬t鋅產(chǎn)品,副產(chǎn)硫酸40萬t的鋅冶煉企業(yè),目前有3套焙燒制酸系統(tǒng)運行。鋅冶煉焙燒制酸系統(tǒng)中焙燒鼓風(fēng)機、SO2風(fēng)機電機功率較大,原設(shè)計這3套焙燒制酸系統(tǒng)的焙燒風(fēng)機和SO2風(fēng)機都是工頻啟動和運行,風(fēng)量靠風(fēng)門或者耦合進(jìn)行調(diào)節(jié)。該運行狀態(tài)下,很多電能浪費在風(fēng)門上,很不經(jīng)濟。設(shè)備在選型時,為保證其滿足最大運行工況的需要,電機容量均按最大需求選取,風(fēng)機工作在最大工作需求狀態(tài)下,使得電機運行在大馬拉小車的狀態(tài)。為滿足工況變化的需要,風(fēng)機采用調(diào)整送風(fēng)擋板和風(fēng)門的開啟來調(diào)節(jié)風(fēng)量的方法,以及用電動機啟停等手段來調(diào)節(jié)風(fēng)壓、風(fēng)量。電氣控制采用直接啟動,頻繁的起停產(chǎn)生5~8倍的啟動電流,會沖擊電網(wǎng)的穩(wěn)定和使電動機發(fā)熱,增加了電機維修成本,縮短了電機的使用壽命。同時,調(diào)節(jié)擋板的頻繁開關(guān)調(diào)節(jié),也增加了風(fēng)機和管道的振動,產(chǎn)生噪音,供風(fēng)質(zhì)量變差,致使設(shè)備加速老化,大量電能在調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)中白白浪費。因此很有必要對現(xiàn)在的設(shè)備進(jìn)行變頻節(jié)能改造。

        2.2 系統(tǒng)工頻運行存在的問題

        (1)采用風(fēng)機電機定速運行,風(fēng)門調(diào)整節(jié)流損失大、出口壓力高、風(fēng)道磨損嚴(yán)重、系統(tǒng)效率低,造成能源的浪費。

        (2)當(dāng)風(fēng)量降低風(fēng)門開度減小時,風(fēng)門前后壓差增加,工作安全特性變壞,壓力損失嚴(yán)重,能耗增加。

        (3)長期的風(fēng)門調(diào)節(jié)加速了風(fēng)門自身磨損,導(dǎo)致風(fēng)門控制特性變差。

        (4)風(fēng)道壓力過高威脅系統(tǒng)設(shè)備密封性能,嚴(yán)重時導(dǎo)致風(fēng)門泄漏,不能關(guān)嚴(yán)。

        (5)設(shè)備使用壽命短,日常維護(hù)量大,維修成本高,造成各種資源的極大浪費。

        3 節(jié)能計算和改造方案

        3.1 計算依據(jù)

        3.1.1 能耗- 流量曲線

        利用理論計算結(jié)合長期現(xiàn)場經(jīng)驗得到的離心式風(fēng)機各種調(diào)節(jié)方式的能耗- 流量曲線(在不考慮壓力的情況下)來指導(dǎo)節(jié)能計算,見圖1。

        圖1中的流量是風(fēng)機運行時的流量與額定流量的比值,功率是風(fēng)機運行時的功率與額定功率的比值。

        圖1 離心式風(fēng)機各種調(diào)節(jié)方式的能耗- 流量曲線

        3.1.2 離心式風(fēng)機流量、壓力、軸功率與其轉(zhuǎn)速的關(guān)系

        對于同一臺風(fēng)機,當(dāng)輸送的流體密度ρ不變而僅轉(zhuǎn)速改變時,其性能參數(shù)的變化遵循比例定律:流量與轉(zhuǎn)速的一次方成正比;揚程(壓力)與轉(zhuǎn)速的二次方成正比;軸功率則與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。

        即:

        Q/Q′=n/n′

        (1)

        H/H′=(n/n′)2

        (2)

        p/p′=(n/n′)2

        (3)

        P/P′=(n/n′)3

        (4)

        3.1.3 設(shè)備名稱

        改造的主要設(shè)備見表1。

        表1 改造的主要設(shè)備

        3.2 改造方案

        3.2.1 二期焙燒風(fēng)機

        (1)設(shè)備參數(shù)

        2臺,1用1備。電機型號JK290- 2,功率290 kW,額定電壓10 kV,額定電流20.1 A,轉(zhuǎn)速2 981 r/min,功率因數(shù)0.88,實際電流為14 A。閥門開度70%,額定流量為24 000 m3/h,額定出口壓力27.4 kPa。實際流量為15 000 m3/h,實際出口壓力14.4 kPa。

        (2)節(jié)能分析

        工頻運行時消耗的有功功率P1:

        P1=1.732I1U1cosφA=

        1.732×14×10×0.88×0.85=181 kW

        (5)

        其中A為功率因數(shù)下降系數(shù),根據(jù)額定電流同實際運行電流的差值有所變化,一般為0.8~0.95,差值越大系數(shù)越小,下文同此。

        變頻運行時消耗的有功功率P2:

        安裝變頻器后,將入口風(fēng)門開度調(diào)整為100%,通過變頻調(diào)速控制風(fēng)量。以壓力為準(zhǔn)計算,風(fēng)機壓力比為:14.4/27.4=52.55%。

        P2=Pe×(H2/H1)3/2=

        290×(14.4/27.4)3/2=110 kW

        (6)

        式中Pe為風(fēng)門全開時的功率,最大為290 kW。

        變頻時合計消耗電能:

        P3=P2/λ1/λ2=110/96%/95%=121 kW

        (7)

        λ1為變頻效率;λ2為傳動效率。

        理論節(jié)電率η理論為:η理論=(P1-P3)/P1=(181-121)/181=33%

        (8)

        考慮到現(xiàn)場實際運行工況,生產(chǎn)工藝對出口風(fēng)壓的要求,實際節(jié)電率可能略低:

        η實際=η理論×0.8 =33%×0.8=26%

        (3) 年節(jié)約電量和電費

        設(shè)備運行時間為8 000 h,電價按0.55元/kW·h計,

        節(jié)約電量=181 kW×26%×8 000 h=376 480 kW·h

        節(jié)約電費=376 480×0.55=20.7萬元

        (4) 改造后的一次回路

        改造后的一次回路見圖2。

        圖2 二期焙燒風(fēng)機變頻調(diào)速一拖二系統(tǒng)(自動旁路,手動切換)

        圖中兩段高壓母線可為同一路或雙路供電,變頻器可任意拖動其一的電機,同時保留原工頻系統(tǒng)。

        (5) 變頻器的選型和控制方式

        根據(jù)現(xiàn)場電機參數(shù),負(fù)載特性及環(huán)境因素綜合考慮,選用通用型高壓變頻器,外形尺寸為:

        變頻器:寬×高×深=2 150×2 400×1 600 mm,

        自動旁路柜:寬×高×深=1 600×2 400×1 600 mm,

        手動切換柜:寬×高×深=800×2 400×1 600 mm。

        變頻改造后,可采用原有的遠(yuǎn)程控制方式手動設(shè)置變頻器調(diào)速,也可以根據(jù)現(xiàn)場的生產(chǎn)工藝,通過壓力或流量要求進(jìn)行變頻器的閉環(huán)控制(變頻器自身具備PID調(diào)節(jié)功能),自動調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速。當(dāng)變頻器故障時,可以自動切換到工頻系統(tǒng)。

        3.2.2 二期SO2風(fēng)機

        (1) 設(shè)備參數(shù)

        2臺,1用1備。電機型號 JK- 500,功率500 kW,額定電壓10 kV,額定電流36.5 A,輸入轉(zhuǎn)速2 975 r/min,功率因數(shù)0.87,實際電流為26 A。額定流量為36 000 m3/h,額定壓力35 kPa,閥門開度50%。

        (2) 節(jié)能分析

        工頻運行時消耗的有功功率P1:

        在額定轉(zhuǎn)速下運行,根據(jù)運行電流求出電機工頻運行時消耗的有功功率:

        P1=1.732I1U1cosφ=

        1.732×26×10×0.87×0.85=333 kW

        (9)

        變頻運行時消耗的有功功率P2:

        安裝變頻器后,將入口風(fēng)門開度調(diào)整為100%,通過變頻調(diào)速控制風(fēng)量?,F(xiàn)風(fēng)門開度值為50%,根據(jù)風(fēng)機特性,風(fēng)機實際風(fēng)量為額定風(fēng)量的82%左右。

        P2=Pe×(n2/n1)3=

        333/0.75×(0.82)3=245 kW

        (10)

        式中Pe為風(fēng)門全開時的功率,為333/0.75 kW。

        變頻時合計消耗電能:

        P3=P2/λ1/λ2=245/96%/95%=269 kW

        (11)

        λ1為變頻效率;λ2為傳動效率。

        理論節(jié)電率η理論:η理論=(P1-P3)/P1=(333-269)/333=19%

        (12)

        考慮到現(xiàn)場實際運行工況及生產(chǎn)工藝對出口風(fēng)壓的要求,實際節(jié)電率可能略低:

        η實際=η理論×0.8=19%×0.8=15.2%

        (3) 年節(jié)約電量和電費

        節(jié)約電量=333 kW×15.2%×8 000 h= 404 928 kW·h

        節(jié)約電費=404 928×0.55=22.3萬元

        (4) 改造后的一次回路

        同3.2.1二期焙燒風(fēng)機中(4)。

        (5) 變頻器的選型和控制方式:

        同3.2.1二期焙燒風(fēng)機中(5)。

        3.2.3 三期焙燒風(fēng)機

        (1) 設(shè)備參數(shù)

        2臺,1用1備。電機型號YK630- 2,功率630 kW,額定電壓10 kV,額定電流42 A,轉(zhuǎn)速2 980 r/min,功率因數(shù)0.87,實際電流為27.8 A,閥門開度30%。額定流量為48 000 m3/h,額定出口壓力29.4 kPa。實際流量為21 100 m3/h,實際出口壓力18.6 kPa。

        (2) 節(jié)能分析

        工頻運行時消耗的有功功率P1:

        在額定轉(zhuǎn)速下運行,根據(jù)運行電流求出電機工頻運行時消耗的有功功率:

        P1=1.732I1U1cosφ=

        1.732×27.8×10×0.87×0.85=356 kW

        (13)

        變頻運行時消耗的有功功率P2:

        安裝變頻器后,將入口風(fēng)門開度調(diào)整為100%,通過變頻調(diào)速控制風(fēng)量。以壓力為準(zhǔn)計算,風(fēng)機壓力比為:18.6/29.4=63%。

        P2=Pe×(H2/H1)3/2=

        356/0.7×(18.6/29.4)3/2=256 kW

        (14)

        式中Pe為風(fēng)門全開時的功率,為356/0.7 kW。

        變頻時合計消耗電能:

        P3=P2/λ1/λ2=245/96%/95%=281 kW

        (15)

        λ1為變頻效率;λ2為傳動效率

        理論節(jié)電率(η理論)η理論=(P1-P3)/P1=(356-281)/356=21%

        (16)

        考慮到現(xiàn)場實際運行工況,生產(chǎn)工藝對出口風(fēng)壓的要求,實際節(jié)電率可能略低:

        η實際=η理論×0.8=21%×0.8=16.8%

        (3)年節(jié)約電量和電費

        節(jié)約電量=356 kW×16.8%×8 000 h= 478 464 kW·h

        節(jié)約電費=478 464×0.55=26.3萬元

        (4) 改造后的一次回路

        同3.2.1二期焙燒風(fēng)機中(4)。

        (5) 變頻器的選型和控制方式

        同3.2.1二期焙燒風(fēng)機中(5)。

        3.2.4 三期SO2風(fēng)機

        (1) 設(shè)備參數(shù)

        2臺,1用1備。電機型號 JK1250- 2,功率1 250 kW,額定電壓10 kV,額定電流85 A,輸入轉(zhuǎn)速2 986 r/min,功率因數(shù)0.89,實際電流為76 A。額定流量為84 000 m3/h,額定壓力129 kPa,實際壓力34 kPa。液耦調(diào)速,額定轉(zhuǎn)速3 000 r/min,實際轉(zhuǎn)速1 650 r/min。

        (2) 節(jié)能分析

        在額定轉(zhuǎn)速下運行,根據(jù)運行電流求出電機工頻運行時消耗的有功功率P1:

        P1=1.732I1U1cosφ=

        1.732×76×10×0.89×0.9=1 054 kW

        (17)

        計算節(jié)電率的方法同上,流量比=1 650/3 000=0.55,

        據(jù)此,在圖1中找到液耦調(diào)速功率比與變頻調(diào)速的功率比的差值為21%,此值即為拆除液耦情況下變頻改造后系統(tǒng)的節(jié)電率,如果要保留液耦,節(jié)電率約為16%。

        (3) 年節(jié)約電量和電費

        保留液耦時:

        節(jié)約電量=1 054 kW×16%×8 000 h= 1 349 120 kW·h

        節(jié)約電費=1 349 120×0.55=74.2萬元

        可根據(jù)現(xiàn)場情況決定是否拆除液耦,如果液耦工作狀態(tài)良好,變頻改造后可保留液耦,將其設(shè)為滿開度,作為備用。若液耦頻發(fā)故障,拆除液耦加裝聯(lián)軸器也是較好的選擇,節(jié)省了液耦維護(hù)費用的同時提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

        (4) 改造后的一次回路

        改造后的一次回路同3.2.1中的(4)。

        (5) 變頻器的選型和控制方式

        根據(jù)現(xiàn)場電機參數(shù),負(fù)載特性及環(huán)境因素綜合考慮可選用通用型高壓變頻器,外形尺寸為:

        變頻器:寬×高×深=2 500×2 100×1 585 mm,

        自動旁路柜:寬×高×深=1 600×2 100×1 585 mm,

        手動切換柜:寬×高×深=800×2 100×1 585 mm。

        變頻改造后,可采用原有的遠(yuǎn)程控制方式手動設(shè)置變頻器調(diào)速,也可以根據(jù)現(xiàn)場的生產(chǎn)工藝,通過壓力或流量要求進(jìn)行變頻器的閉環(huán)控制(變頻器自身具備PID調(diào)節(jié)功能),自動調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速。當(dāng)變頻器故障時,可以自動切換到工頻系統(tǒng)。

        3.2.5 四期焙燒風(fēng)機

        (1) 設(shè)備參數(shù)

        2臺,1用1備。電機型號YKS5003- 2,功率900 kW,額定電壓10 kV,額定電流62.2 A,轉(zhuǎn)速2 985 r/min,功率因數(shù):0.88,實際電流為35 A。液力耦合器調(diào)速,額定轉(zhuǎn)速3 000 r/min,實際轉(zhuǎn)速2 270 r/min,額定流量為84 000 m3/h,額定壓力2 700 Pa。

        (2) 節(jié)能分析

        在額定轉(zhuǎn)速下運行,根據(jù)運行電流求出電機工頻運行時消耗的有功功率P1:

        P1=1.732I1U1cosφ=

        1.732×35×10×0.88=533 kW

        (18)

        圖1中橫軸處的流量即為現(xiàn)場液耦輸出轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速的比值。根據(jù)液耦輸出轉(zhuǎn)速得到對應(yīng)的流量,然后在圖中對應(yīng)找到液耦調(diào)速和變頻調(diào)速消耗的功率,相減后即為變頻改造后的節(jié)電率。(該節(jié)電率是拆除液耦后的節(jié)電率,如果保留液耦,節(jié)電率會下降6%左右。)

        通過上述方法,首先得到風(fēng)機運行時的轉(zhuǎn)速比n2/n1=流量比=2 270/3 000=76%,據(jù)此在圖1中找到液耦調(diào)速功率比與變頻調(diào)速的功率比的差值為24%,此值即為拆除液耦情況下變頻改造后系統(tǒng)的節(jié)電率,如果要保留液耦,節(jié)電率約為18%。

        (3) 年節(jié)約電量和電費

        保留液耦時:

        節(jié)約電量=533 kW×18%×8 000 h= 767 520 kW·h

        節(jié)約電費=767 520×0.55=42.21萬元

        可根據(jù)現(xiàn)場情況決定是否拆除液力耦合器,如果液耦工作狀態(tài)良好,變頻改造后可保留液耦,將其設(shè)為滿開度,作為備用。若液耦頻發(fā)故障,拆除液耦加裝聯(lián)軸器也是一個較好的選擇,在節(jié)省了液耦維護(hù)費用的同時提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

        (4) 改造后的一次回路

        改造后的一次回路見圖3。

        圖3 四期焙燒風(fēng)機變頻調(diào)速一拖二系統(tǒng)(自動旁路,手動切換)

        圖中兩段高壓母線可為同一路或雙路供電,變頻器可任意拖動其一的電機,同時保留原工頻系統(tǒng)。

        (5) 變頻器的選型和控制方式

        根據(jù)現(xiàn)場電機參數(shù),負(fù)載特性及環(huán)境因素綜合考慮可選用通用型高壓變頻器,外形尺寸為:

        變頻器:寬×高×深=2 500×2 100×1 585 mm,

        自動旁路柜:寬×高×深=1 600×2 300×1 585 mm,

        手動切換柜:寬×高×深=800×2 300×1 585 mm,

        變頻改造后,可采用原有的遠(yuǎn)程控制方式手動設(shè)置變頻器調(diào)速,也可以根據(jù)現(xiàn)場的生產(chǎn)工藝,通過壓力或流量要求做變頻器的閉環(huán)控制(變頻器自身具備PID調(diào)節(jié)功能),自動調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速。當(dāng)變頻器故障時,可以自動切換到工頻系統(tǒng)。

        3.2.6 四期SO2風(fēng)機

        (1)設(shè)備參數(shù)

        2臺,1用1備。電機型號 YKS7102- 2,功率2 800 kW,額定電壓10 kV,額定電流188.8 A,輸入轉(zhuǎn)速2 895 r/min,功率因數(shù):0.89,實際電流為70 A。液力耦合器調(diào)速,額定轉(zhuǎn)速3 000 r/min,實際轉(zhuǎn)速2 400 r/min。有增速器,風(fēng)機主軸轉(zhuǎn)速4 450 r/min,額定流量為135 000 m3/h,額定壓力5 000 Pa。

        (2) 節(jié)能分析

        在額定轉(zhuǎn)速下運行,根據(jù)運行電流求出電機工頻運行時消耗的有功功率P1:

        P1=1.732I1U1cosφ=

        1.732×70×10×0.89=1 079 kW

        (19)

        計算節(jié)電率的方法同上,流量比=2 400/3 000=0.8

        據(jù)此,在圖1中找到液耦調(diào)速功率比與變頻調(diào)速的功率比的差值為22%,此值即為拆除液耦情況下變頻改造后系統(tǒng)的節(jié)電率,如果要保留液耦,節(jié)電率約為16%。

        (3) 年節(jié)約電量和電費

        保留液耦時:

        節(jié)約電量=1 079 kW×16%×8 000 h= 1 381 120 kW·h

        節(jié)約電費=1 381 120×0.55=75.96萬元

        可根據(jù)現(xiàn)場情況決定是否拆除液耦,如果液耦工作狀態(tài)良好,變頻改造后可保留液耦,將其設(shè)為滿開度,作為備用。若液耦頻發(fā)故障,拆除液耦加裝聯(lián)軸器也是較好的選擇,在節(jié)省了液耦維護(hù)費用的同時提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

        (4) 改造后的一次回路

        改造后的一次回路同3.2.1中的(4)。

        (5) 變頻器的選型和控制方式

        根據(jù)現(xiàn)場電機參數(shù),負(fù)載特性及環(huán)境因素綜合考慮可選用通用型高壓變頻器,外形尺寸為:

        變頻器:寬×高×深=4 500×2 200×1 585 mm,

        自動旁路柜:寬×高×深=1 600×2 300×1 585 mm,

        手動切換柜:寬×高×深=800×2 300×1 585 mm。

        變頻改造后,可采用原有的遠(yuǎn)程控制方式手動設(shè)置變頻器調(diào)速,也可以根據(jù)現(xiàn)場的生產(chǎn)工藝,通過壓力或流量要求做變頻器的閉環(huán)控制(變頻器自身具備PID調(diào)節(jié)功能),自動調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速。當(dāng)變頻器故障時,可以自動切換到工頻系統(tǒng)。

        4 投資與效益

        4.1 節(jié)能量匯總

        改造后的設(shè)備節(jié)能量統(tǒng)計如表4所示。

        表4 改造后設(shè)備節(jié)能量

        4.2 三期焙燒風(fēng)機和SO2風(fēng)機改造的效果及計劃

        公司2013年初對三期焙燒鼓風(fēng)機電機及SO2風(fēng)機電機進(jìn)行了變頻改造,通過幾個月的運行,節(jié)電效果超過預(yù)期,當(dāng)年即可以收回投資。下一步準(zhǔn)備對二期、四期的焙燒鼓風(fēng)機電機、SO2風(fēng)機電機及其它大功率風(fēng)機電機、水泵電機進(jìn)行變頻改造,以達(dá)到預(yù)期的經(jīng)濟效果。

        5 結(jié)束語

        目前,企業(yè)大功率風(fēng)機電機大馬拉小車的現(xiàn)象比較普遍,為滿足工況變化的需要,風(fēng)機采用調(diào)整送風(fēng)擋板、風(fēng)門的開啟來調(diào)節(jié)風(fēng)壓、風(fēng)量,造成了電能的嚴(yán)重?fù)p失。通過對公司三期焙燒鼓風(fēng)機電機及SO2風(fēng)機電機變頻改造得知,對大功率風(fēng)機電機進(jìn)行變頻改造會節(jié)約大量電能,并給企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益。所以,對大功率風(fēng)機電機、水泵電機進(jìn)行變頻改造勢在必行。

        [1] 張燕賓. 變頻器應(yīng)用教程[M]. 機械工業(yè)出版社, 2007.

        [2] 徐甫榮. 高壓變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用實踐[M]. 中國電力出版社,2007.

        [3] 周正剛. 高壓變頻器在高爐風(fēng)機上的應(yīng)用[J]. 電力冶金自動化???2012.

        Techno-economic Analysis and Practice of Variable Frequency Transformation in High Power Fan Motors

        HUANG Shan-yun, LI Jin-jie

        Electrical idling is a relatively common phenomenon in high power fan motors of enterprise. Through techno-economic analysis and practice in zinc smelting enterprises’ roasting blower motor and SO2blower motor, it proves that variable frequency transformation in high-power fan motors will save a lot of energy and bring considerable economic benefits to the enterprise.

        high-power fan motor; variable frequency transformation; energy saving

        2013-12-15

        黃善云(1961—),男,內(nèi)蒙古赤峰人,大學(xué)本科,高級工程師,主要從事企業(yè)技術(shù)及管理工作。

        TM921.51

        A

        1008-5122(2014)04-0041-06

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