變頻技術應用于鹽業生產的實踐

周正永（江蘇省銀寶鹽業有限公司電力服務分公司,江蘇 鹽城 224000）

變頻技術應用于鹽業生產的實踐

周正永
（江蘇省銀寶鹽業有限公司電力服務分公司,江蘇 鹽城 224000）

摘 要：變頻調速技術具有諸多優點，已經在諸多行業制鹽行業上獲得大量應用，在制鹽行業上也有廣泛的應用前景。

關鍵詞：變頻技術；制鹽行業；應用

0 引言

變頻調速技術應用現代化電機控制理論，集計算機通信技術、微電子控制技術、大功率晶閘管技術為一體，在許多行業都獲得了廣泛的利用。相較于既有技術，變頻調速技術調速幅度更寬、動態性能更強、工人易于操作，電機在線運行效率提高顯著。具體到制鹽行業，變頻技術也有廣泛的應用前景。

1 變頻調速技術在制鹽生產中的節能效應顯著

目前，在制鹽生產實踐中，節能降耗壓力比較大，生產中所用各種泵類設備絕大多數是采用閥門來控制流量，而調節轉速則利用變速聯軸器，用電量比較大，給企業帶來很大的經濟成本負擔。有關調查顯示，有些企業機械配用電機一般用電量甚至占到企業用電總量的60%左右。鑒于此，建議在制鹽企業全面推廣采用變頻調速技術。變頻調速技術原理是通過根據轉速來控制流量，這就不需要工作人員對閥門頻繁啟閉和調節，另外還將很大程度上減少用電量，節能降耗。變頻器節能原理可以通過設備（泵類或風機）變頻器安裝前后的功率P與轉速n的比例關系得以體現，如公式（1）。

公式（1）式中P1為機器的額定功率，P2為機器實際運行功率，n1為機器額定轉速，n2為機器實際運行轉速。

當n1=n2時，p1=p2，無節能，即未裝變頻時狀態。

很容易得到下列數據：

n2=0.5n1時，P2=0.125P1，節電87.5%，裝變頻時狀態；

n2=0.7n1時，P2=0.343P1，節電56.7%，裝變頻時狀態；

n2=0.8n1時，P2=0.512P1，節電48.8%，裝變頻時狀態；

n2=0.9n1時，P2=0.729P1，節電17.1%，裝變頻時狀態。

可以發現，n1、P1與n2、P2兩組數存在“共進退”的關系，即實際轉速相較于額定轉速越小，實際功率相較于額定功率也越小，而且因為有一個立方的關系，形成類似于“杠桿”的效應：轉速哪怕降低一點兒，也能夠讓實際功率得到很大幅度的降低，節能效果顯著，如圖1。

圖1 節能特性圖

通過測算，如果在額定功率為90kw的電機循環泵上，安裝一臺額定功率為110kw的變頻器，理論上節電效果可以達到每天300Kwh，那么月最少節電可達9000Kwh，年節電可達108000Kwh，即使按0.5元/Kwh計算，年節約電費至少54000元，所投入成本不到一年即可收回。

從圖1及上文的分析可以看出，在制鹽生產中，使用變頻調速技術給節能降耗提供了很大的空間，生產效益顯著提高。

2 變頻調速技術在制鹽生產工藝中的其他應用實踐

2.1 變頻器通過調整循環泵轉速來，調整循環泵的流量

生產過程中，在加熱管內，工藝操作的一個重要方面就是找到最佳流速值。既有處理方法是多輪更換各種直徑的皮帶輪進行試錯，直到確定一個符合工藝要求的流速為止，費時費力，效果還不佳。變頻技術調速器可以很便捷地進行調試，通過變頻調速器調整循環泵轉速，根據循環泵轉速，確定皮帶輪直徑。

2.2 變頻器通過提高循環泵轉速，提高產品質量

企業制鹽生產時，經過刷罐操作后，開始新一輪生產流程。為有效提高生產效率，保證產品質量，全系統蒸發量需要大幅提高，那么，首先就需要使加熱管盡快換熱，實踐中，可以通過安裝變頻調速器來使循環泵的轉速提高到超出一般的標準，目的是使循環量迅速加大，從而使罐內容物盡快達到工藝所需固液比標準。當罐內容物固液比達到控制工藝參數標準時，就可將循環泵轉速調至正常標準值，首先是便于穩定控制NaCl晶體結晶速率，其次是保證所產鹽粒徑達到產品要求標準。電機經過一段時間運行過后，其加熱管的內壁將會形成垢層，使蒸發強度減弱，影響傳熱速率。在工藝操作過程中可有意識地適當提高罐內容物固液比，同時可通過變頻器利用變頻調速技術提高循環泵轉速，從而增加容物循環流速，促使加熱管內“鹽砂”對垢層進行沖刷，形成除垢效應，使傳熱速率可以迅速達到正常，刷罐周期得以延長。

2.3 變頻器通過調節風機，延長生產周期

在制鹽生產中，風機一般多采用風門調節風量，其一大缺陷在于風道的鹽由于物理、化學作用極易使風機銹死、卡澀，最后導致風門無法對風機進行調節。經過較長時間的生產過程，風機上會吸附越來越多的鹽顆粒，這些鹽顆粒堵塞孔隙通道，致使通風量下降，達不到工藝預定通風效果。企業就不得不周期性地停車對風機進行大幅檢修，直接影響了生產。應用變頻調速技術后，操作越過了風機，直接通過調節轉速來控制風量，根據風機風力情況及工藝要求，對轉速進行調整。

2.4 變頻器通過大幅降低制鹽蝕，減少燒毀電機現象

制鹽生產中，鹽對設備的腐蝕現象特別嚴重，經常造成電機燒毀事故。其中一個重要的原因是缺少可靠的電機保護。而變頻器對電路有瞬時電流保護、電流過載保護等多種保護功用，并且操作動作非常可靠，對電路異常敏感，及時自動處理各種電路異常，有效防止事故發生或者進一步的擴大化，電機燒毀現象可以大幅度降低。

3 制鹽生產中變頻器的選擇

在制鹽生產中，變頻調速技術主要應用于風機、水泵類設備。可知，T2＜n2（T2為轉矩，n為轉速），設備在低速運行情況下，轉矩較小，因此不需要特別功能，可以只選擇普通功能性變頻器，由于設備需要連續運轉，故所選用變頻器的主要指標計算式為公式（2）或（3）。

公式（2），（3）中：

PM-----負載額定電動機軸輸出功率

η-----電機工作效率（通常約0.8～0.85）

cosφ-----電機工作功率因數（通常為0.8）

UM-----電機工作額定電壓（V）

IM-----電機工作（工頻）電流（A）

K-----電源波形修正系數（通常為PWM方式，取值1.05～1.0）

PCN-----變頻器的額定容量（KVA）

ICN-----變頻器的額定電流（A）

在設定加、減速時間上應根據公式（4）、（5）進行，以避免操作太快導致過流失速而引起回路誤動作。

t加-----給定加速時間

t減-----給定減速時間

Nmax-----最高轉速（rpm）

GD2-----電機飛輪轉矩＋有其他數據換算到電機的負載飛輪轉矩

T加min-----最小加速轉矩

T減min-----最小減速轉矩

因為高次諧波分量的存在，變頻器所輸出的電壓輸出波形并不呈一般的正弦波形，如圖2。

圖2 電機電流波形圖

高層次諧波的存在會影響配電系統的運行。為消除高層次諧波，可在變頻器輸入側接入交流電抗器，如選用變頻器數量多，可選擇專用變壓器。部分負載安裝變頻器之后負載出現劇烈震動、嘯叫、溫升加速、絕緣老化加速、負載頻繁損毀，此時可選用變頻器輸出濾波器，可明顯改善如上狀況。

參考文獻：

[1]崔艷華，馬宏忠.變頻調速技術在火力發電廠風機與泵中的應用[J].能源技術與管理，2009（02）:108-110.

[2]蘇娜.變頻器在煉油裝置中的控制設計與應用[D].大連理工大學，2006.

[3]趙反帝等.低壓變頻技術在水泵系統的應用[J].節能與環保，2006（11）:50-51.

作者簡介：周正永（1966-），男，江蘇鹽城人，主要從事：電力維修、安裝、設備管理。