宋賢斌（通化鋼鐵集團有限公司煉鐵廠,吉林通化134003）

高壓變頻在除塵風(fēng)機節(jié)能改造中的應(yīng)用

宋賢斌
（通化鋼鐵集團有限公司煉鐵廠,吉林通化134003）

結(jié)合高壓變頻在通鋼煉鐵高壓2240KW除塵風(fēng)機上的應(yīng)用，分析變頻調(diào)速節(jié)能原理，介紹高壓變頻調(diào)速裝置改造方案，闡述高壓變頻在大功率風(fēng)機使用中達到明顯的節(jié)能效果。

高壓變頻；調(diào)速；節(jié)能

0　引言

通鋼煉鐵2#高爐礦槽除塵系統(tǒng)2007年設(shè)計投產(chǎn)運行，當(dāng)時設(shè)計按生產(chǎn)中可能需要的最大風(fēng)量并留有較大的裕量選的風(fēng)機。除塵風(fēng)機所配高壓電機采用連軸器方式，啟動方式采用直接熱變水電阻(HTR3-2500/10X)啟動，正常運行時為工頻50HZ運行。而在日后的實際生產(chǎn)運行中風(fēng)量不需要那么大，只能用風(fēng)門擋板調(diào)節(jié)風(fēng)量，能量利用率很低。由于轉(zhuǎn)速高，風(fēng)機振動大，運行不平穩(wěn)．為了提高運行效率，保證設(shè)備穩(wěn)定運行、節(jié)能降耗，有必要對風(fēng)機電動機進行調(diào)速控制改造。

1　變頻調(diào)速節(jié)能原理分析

采用調(diào)速方法節(jié)能的原理是基于風(fēng)量、壓力、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系：Q∝nH∝T∝n2P∝Tn∝n3

式中：Q——風(fēng)量風(fēng)量與轉(zhuǎn)速的1次方成正比

H——壓力壓力與轉(zhuǎn)速的2次方成正比

P——軸功率軸功率與轉(zhuǎn)速的2次方成正比（粗略計算P=HQ/102）

T——轉(zhuǎn)矩

n——轉(zhuǎn)速

風(fēng)機的工作介質(zhì)是氣體，工藝上的應(yīng)用通常是調(diào)節(jié)風(fēng)量，風(fēng)機全速運行，正常工作點為A，風(fēng)門關(guān)小，風(fēng)阻特性曲線由曲線②移至曲線④，工作點移至B點，風(fēng)壓為H2，消耗功率與面積OQ2BH2成正比。調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，風(fēng)門全開，轉(zhuǎn)速減少后，風(fēng)壓特性由曲線①移至曲線③，工作點移至C點，風(fēng)壓為H3，消耗功率與面積OQ2CH3成正比。對比以上兩者可知，節(jié)約功率與面積H3CBH2成正比。可見，節(jié)能效果相當(dāng)可觀。

2　高壓變頻改造方案

變頻控制采用一拖一方案，在原啟動主回路增配一臺變頻調(diào)速裝置。為增加運行可靠性，變頻裝置增加手動旁路，變頻調(diào)速裝置串在原來電動機開關(guān)柜和電動機之間，保留原熱變水電阻啟動方式，作為高壓變頻故障的備用啟動設(shè)備。改造方案如下：

此方案是手動旁路的方案,原理是由3個高壓隔離開關(guān)QS1、QS2和QS3組成。開關(guān)之間具有電氣閉鎖和機械閉鎖，保證QS2和QS3不能同時閉合。變頻運行時2QF閉合，QS1和QS2閉合，QS3斷開；工頻運行時，QS3閉合，QS1和QS2斷開，2QF配合熱變電阻延時閉合。變頻裝置出現(xiàn)故障時可系統(tǒng)會手動切換至工頻熱變水電阻啟動運行，確保電機連續(xù)運行。

3　高壓變頻改造后運行效果

礦槽除塵風(fēng)機電機參數(shù)：YKK7108-6額定功率：2240KW額定電壓：10KV額定電流：162.6A額定轉(zhuǎn)速：993r/min功率因數(shù)：0.84。

改造前原風(fēng)機風(fēng)道風(fēng)門擋板開度最大65%時，實際工頻運行電流:110A。除塵器的壓差在1700Pa,風(fēng)機負(fù)荷端與非負(fù)荷端軸瓦振幅分別為0.095mm和2.3mm。

變頻改造后風(fēng)門（擋板）開度:100%，運行各頻率工況如表1：

實際運行頻率降為40HZ，運行電流:61.5A。除塵器的壓差及風(fēng)量已達到原風(fēng)機運行指標(biāo)要求，風(fēng)機負(fù)荷端與非負(fù)荷端軸瓦振幅分別為0.077mm和0.078mm。前后比較，風(fēng)機振幅明顯的降低。

4　經(jīng)濟效益分析

Pd：電動機功率；Cd：年耗電量值；U：電動機輸入電壓10KV；I：電動機輸入電流；cosφ：電機、變頻器功率因數(shù)分別取0.8和0.95；T：年運行時間8555小時；電費按0.5元/度計

根據(jù)計算公式（1）、（2），通過計算可得出改造前后負(fù)載的耗電量見表2：

表2　改造前后負(fù)載耗電量統(tǒng)計

年節(jié)約電量=設(shè)備工頻的年耗電量-設(shè)備變頻的年耗電量=4381528kW?h

年節(jié)電費=年節(jié)約電量*0.5元/度=2190764元

節(jié)電率=（P工-P變）/P工=33.6%

5　結(jié)束語

高壓變頻通過改變風(fēng)機電動機的運行速度，首先達到了節(jié)約電能的目的；其次合理的設(shè)定加速和減速時間，使啟、停機過程設(shè)備的沖擊得到改善，平均運行速度的降低，使壓力和磨損大為減少，從而使設(shè)備壽命延長；為企業(yè)帶來可觀的效益。

[1]韓安榮.通用變頻器及其和應(yīng)用[M].北京機械工業(yè)出版社,2004.

[2]張燕賓.變頻調(diào)速460問[M].北京機械工業(yè)出版社,2006

[3]張選正.中高壓變頻器應(yīng)用技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社,2007.