高壓變頻器在我廠技改中的應用及效果

汪紅芍 徐波

（中國聯合水泥集團有限公司南陽分公司，河南南陽474250）

高壓變頻器在我廠技改中的應用及效果

汪紅芍 徐波

（中國聯合水泥集團有限公司南陽分公司，河南南陽474250）

我公司風機風量調節都是通過風門調節實現，電機處于工頻狀態運行，在風門擋板上要消耗部分能量，存在節能空間。根據對生產設備的運行情況進行綜合分析，確定對1#生料立磨循環風機和2#窯頭余風風機進行技術改造，在原有控制柜和高壓電機之間采用高壓變頻器調節電機轉速來滿足生產用風，減少風門擋板上消耗的能量，提高電機使用效率，節約電能。

1 變頻器節能原理

電動機的同步轉速公式：n1＝60f/p。

而異步電動機轉速n與同步轉速n1存在一個滑差關系：n＝n1（1－s）=60f/p（1－s）。

由上式可以得到，改變異步電動機的轉速可以通過改變f、p、s達到。針對某一電動機而言P是一定的，而通過改變s進行調速空間非常小，所以變頻調速通過改變定子供電頻率f來改變同步轉速是異步電動機最為合理的調速方法。若均勻地改變供電頻率f，即可平滑地改變電動機的同步轉速。異步電動機變頻調速具有調速范圍寬、平滑性較高、機械特性較硬的優點，目前變頻調速已成為異步電動機最主要的調速方式，在很多領域都獲得了廣泛的應用。

根據流體力學相似定律：

Q1/Q2＝n1/n2，輸出風量Q與轉速n成正比；

H1/H2＝（n1/n2）2，輸出壓力H與轉速n2成正比；

P1/P2＝（n1/n2）3，輸出軸功率P與轉速n3成正比。

當風機風量需要改變時，如調節風門的開度，則會使大量電能白白消耗在閥門及管路系統阻力上。如采用變頻調速調節風量，可使軸功率隨流量的減小大幅度下降。變頻調速時，當風機低于額定轉速時，理論節電為：

式中：n——額定轉速；

可見，通過變頻技術對風機進行改造，不但節能而且大大提高了設備運行性能。以上公式為變頻節能提供了充分的理論依據。

2 項目概況及投資預算情況

高壓變頻改造項目于2008年底入選公司2009年生產經營計劃的技術改造項目。2009年4月1日成立了高壓變頻節能改造項目管理小組。9月底利用停機檢修時間對1#循環風機和2#余風風機進行了高壓變頻改造，其中1#生料立磨循環風機使用變頻器的型號為HIVERT-Y 06/243，2#窯頭余風風機使用變頻器的型號為HIVERT-Y 06/154。

高壓變頻改造項目投資預算：180萬元，實際投資為173萬元。分別為設備投資（含安裝調試費）158萬元；土建費用10萬元；空調費用5萬元。預計年經濟效益150萬元。

3 實際運行效果對比

3.1 以實際運行功率進行比較（見表1）

表1 實際運行功率比較

少降低運行功率200kW；2#窯頭余風風機最少降低運行功率460kW。

3.2 按單位產品電耗進行測算（見表2）

由表2可知：改造后生料單位產品電耗降低1.57 kWh/t；熟料單位產品電耗降低2.41 kWh/t，節能效果明顯。

3.3 按單位時間內的實際消耗電量進行測算（見表3）

表2 單位產品電耗測算

表3 單位時間內的實際消耗電量測算

根據表3可知：改造后1#生料立磨循環風機的單位時間電耗節約270kWh；2#窯頭余風風機單位時間電耗節約580kWh，節能效果明顯。

4 經濟效益分析

按以上三種方法中節約量最小的第一種方法（兩臺合計每小時節約電量660kWh）計算，按每年7000小時運行，節約電量4620000kWh，電價按不含稅單價0.44元計算，節約電費：202萬元，實際收回成本約為10個月。節能效果明顯，達到了預期改造目標，計劃其它高壓電機拖動的風機也要進行高壓變頻改造。實踐證明在風機的系統中接入變頻系統，利用變頻技術改變電機轉速來調節風量和壓力的變化用來取代閥門控制風量，能取得明顯的節能效果。

（編輯：向仕強）

TM4 文獻標識碼：B 文章編號：1007-6344（2010）03-0052-02

2010-01-05】