趙大龍

摘 要：基于冷卻塔風(fēng)機(jī)的高效運(yùn)行，積極探索冷卻塔風(fēng)機(jī)節(jié)能優(yōu)化措施對(duì)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，可持續(xù)發(fā)展模式具有重要的意義。變頻技術(shù)是當(dāng)前節(jié)能技術(shù)的關(guān)鍵，本文就是結(jié)合工作實(shí)踐提出冷卻塔風(fēng)機(jī)優(yōu)化節(jié)能的具體控制策略。

關(guān)鍵詞：冷卻塔風(fēng)機(jī)；節(jié)能；控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.073

1 冷卻塔風(fēng)機(jī)節(jié)能控制技術(shù)

結(jié)合冷卻塔風(fēng)機(jī)的工作原理，目前對(duì)于冷卻塔風(fēng)機(jī)的節(jié)能優(yōu)化技術(shù)主要包括：一是對(duì)塔內(nèi)的結(jié)構(gòu)布局進(jìn)行優(yōu)化，以此降低空氣阻力，從而提高其工作效率；二是提高風(fēng)機(jī)的工作運(yùn)行效益，改進(jìn)其氣動(dòng)性能；三是增加風(fēng)機(jī)的接觸面積，以此提高熱力的擴(kuò)散速度。

一般對(duì)冷卻塔風(fēng)機(jī)的節(jié)能控制就是要求冷卻塔出水溫度與進(jìn)出水溫度差都要達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)，而且實(shí)現(xiàn)能源消耗的最低化。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，變頻技術(shù)廣泛的應(yīng)用到各種電器中，通過(guò)應(yīng)用變頻技術(shù)為解決冷卻塔風(fēng)機(jī)運(yùn)行提供了技術(shù)支持，冷卻塔風(fēng)機(jī)可以通過(guò)自動(dòng)控制運(yùn)行過(guò)程實(shí)現(xiàn)能源的優(yōu)化控制。

2 冷卻塔風(fēng)機(jī)優(yōu)化節(jié)能控制系統(tǒng)原理

經(jīng)過(guò)實(shí)踐冷卻塔風(fēng)機(jī)的工作能力與外界的氣候變化有著很大的關(guān)系，具體體現(xiàn)在：一是為了調(diào)整出水溫度，采取人工調(diào)整風(fēng)機(jī)作業(yè)以及調(diào)整風(fēng)機(jī)角度問(wèn)題，這樣會(huì)增加人工勞動(dòng)量，而且還存在安全隱患；二是頻繁的啟動(dòng)冷卻塔風(fēng)機(jī)會(huì)增加設(shè)備故障發(fā)生率，尤其是瞬間風(fēng)機(jī)啟動(dòng)會(huì)造成電流沖擊，造成電能浪費(fèi)。基于該問(wèn)題，需要設(shè)計(jì)節(jié)能控制系統(tǒng)。

冷卻塔風(fēng)機(jī)閉環(huán)節(jié)能控制系統(tǒng)原理：冷卻塔出水溫度主要是通過(guò)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量控制的，而風(fēng)量大小則是通過(guò)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)的，因此通過(guò)在出水管上安裝帶有溫度傳感器的控制設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)水溫的自動(dòng)控制以此實(shí)現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化控制，比如當(dāng)出水管的溫度高于設(shè)定值后，PLC控制變頻就會(huì)增加風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速以此降溫，當(dāng)出水溫度低于設(shè)定值時(shí)，控制器同樣就會(huì)降低風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速以此將出水溫度控制在一定的范圍內(nèi)。具體見(jiàn)圖1：

3 冷卻塔風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速控制要點(diǎn)

（1）由于冷卻塔風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量一般都較大，所以給定加減速時(shí)間要長(zhǎng)一些，如30 ～50s。

（2）在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中經(jīng)常會(huì)由于外界風(fēng)力的作用使冷卻風(fēng)機(jī)自轉(zhuǎn)，此時(shí)如果啟動(dòng)變頻器，電動(dòng)機(jī)會(huì)進(jìn)入再生狀態(tài)造成故障跳閘。對(duì)于變頻器應(yīng)該將啟動(dòng)方式設(shè)為轉(zhuǎn)速跟蹤再啟動(dòng)，這樣就可在變頻器啟動(dòng)前，通過(guò)檢測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)旋轉(zhuǎn)中電機(jī)的平滑無(wú)沖擊啟動(dòng)。

（3）由于是普通電機(jī)，因此應(yīng)該設(shè)置最低運(yùn)轉(zhuǎn)頻率，以保持電機(jī)合適的溫升，通常頻率下限為20Hz 。

（4）為防止在較寬運(yùn)轉(zhuǎn)頻率范圍內(nèi)（一般20～50Hz ）冷卻風(fēng)機(jī)出現(xiàn)特定轉(zhuǎn)速下的機(jī)械共振現(xiàn)象，應(yīng)該在試運(yùn)轉(zhuǎn)中分析這種情況，并采取修改參數(shù)的方法將系統(tǒng)的固有頻率列為跳躍頻率。

（5）閉環(huán)控制下的風(fēng)機(jī)工作主要是根據(jù)水溫變化而變化的，但是由于水溫的變化具有波動(dòng)性和隨機(jī)性，因此會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速出現(xiàn)震蕩變化，而變頻器的變化主要是由內(nèi)部的元件的充放電完成的，因此某種意義上其對(duì)冷卻塔風(fēng)機(jī)的元器件影響是巨大的，因此采取變頻信號(hào)離散化處理：轉(zhuǎn)速的離散臺(tái)階式控制法，即根據(jù)各轉(zhuǎn)速下的風(fēng)量和風(fēng)壓，測(cè)定風(fēng)機(jī)在各轉(zhuǎn)速下的效率，找到較高效率的速度點(diǎn)，將高效率速度點(diǎn)設(shè)為離散臺(tái)階型控制點(diǎn)，使風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率盡可能地工作在最佳工況點(diǎn)附近，實(shí)現(xiàn)最大程度上的節(jié)能。

4 冷卻劑風(fēng)機(jī)優(yōu)化控制系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用

為切實(shí)提高冷卻塔風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效果，經(jīng)過(guò)論證該系統(tǒng)在企業(yè)生產(chǎn)中投入使用，經(jīng)過(guò)安裝于調(diào)試，該系統(tǒng)可以準(zhǔn)確的反映風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，具有很好的實(shí)際應(yīng)用效果：一是降低了企業(yè)的費(fèi)用支出，通過(guò)應(yīng)用該控制系統(tǒng)，降低了企業(yè)的電費(fèi)支出，從而提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益；二是大大提高了風(fēng)機(jī)的運(yùn)行安全，并且延長(zhǎng)了使用壽命，避免了因?yàn)閭鹘y(tǒng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行簸動(dòng)較大，而存在的安全隱患，降低了安全事故的發(fā)生；三是降低了冷卻塔風(fēng)機(jī)的故障發(fā)生率，通過(guò)應(yīng)用變頻技術(shù)可以對(duì)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行情況進(jìn)行及時(shí)的了解，從而實(shí)現(xiàn)了能源節(jié)能化生產(chǎn)，因此具有很好的推廣價(jià)值。

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