變頻節(jié)能在除塵系統(tǒng)的應(yīng)用

王海峰，袁海生

(北京航天拓?fù)涓呖萍加邢挢?zé)任公司，北京 100176)

變頻節(jié)能在除塵系統(tǒng)的應(yīng)用

王海峰，袁海生

(北京航天拓?fù)涓呖萍加邢挢?zé)任公司，北京 100176)

節(jié)能減排是企業(yè)面臨的一個(gè)重要的課題。本文著重對(duì)卷煙企業(yè)制絲車(chē)間除塵系統(tǒng)的節(jié)能降耗進(jìn)行了分析和研究，采用變頻節(jié)能方式，優(yōu)化設(shè)備控制方法，使其在節(jié)能方面取得了一定的成效。

節(jié)能減排；變頻控制；優(yōu)化控制

近年來(lái)，許多工業(yè)企業(yè)在能源管理、節(jié)能降耗方面投入大量資金，如何控制生產(chǎn)成本，降低生產(chǎn)消耗，節(jié)約生產(chǎn)能源是卷煙生產(chǎn)企業(yè)面臨的一項(xiàng)重要課題。隨著煙草行業(yè)的發(fā)展，節(jié)能降耗越來(lái)越受到各個(gè)卷煙生產(chǎn)企業(yè)的關(guān)注。

本文著重對(duì)制絲車(chē)間除塵系統(tǒng)的節(jié)能降耗進(jìn)行了分析和研究，采用變頻節(jié)能方式，優(yōu)化設(shè)備控制方法，使其在節(jié)能方面取得了一定的成效。

1 變頻節(jié)能原理

變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。變頻器的調(diào)速技術(shù)的基本原理是根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系：

式中n、f、s、p分別表示轉(zhuǎn)速、輸入頻率、電機(jī)轉(zhuǎn)差率、電機(jī)磁極對(duì)數(shù)。通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)工作電源頻率達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。

由流體力學(xué)可知，P(功率)=Q(流量)×H(壓力)，流量Q與轉(zhuǎn)速N的一次方成正比，壓力H與轉(zhuǎn)速N的平方成正比，功率P與轉(zhuǎn)速N的立方成正比。由此可見(jiàn)降低電機(jī)轉(zhuǎn)速可得到立方級(jí)的節(jié)能效果。

用變頻器拖動(dòng)風(fēng)機(jī)負(fù)載時(shí)，當(dāng)風(fēng)機(jī)負(fù)載不需要太大風(fēng)量時(shí)，可以采用降低變頻器輸出頻率，進(jìn)而降低變頻器輸出功率的方法達(dá)到節(jié)能的效果。

2 現(xiàn)狀分析

在制絲車(chē)間除塵系統(tǒng)中，除塵器分為獨(dú)立設(shè)備的除塵器、環(huán)境除塵器等。除塵器的啟停控制受制于獨(dú)立設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和環(huán)境除塵需求。除塵器一旦運(yùn)行后，將按照設(shè)定的頻率運(yùn)行，無(wú)法在滿(mǎn)足除塵需求的時(shí)候動(dòng)態(tài)的調(diào)整運(yùn)行頻率。本文著重研究了在除塵器運(yùn)行過(guò)程中，如何在滿(mǎn)足生產(chǎn)需求的情況下，動(dòng)態(tài)的降低變頻器的運(yùn)行頻率，使之達(dá)到節(jié)能的目的。

3 優(yōu)化控制

本文對(duì)獨(dú)立設(shè)備的除塵器和環(huán)境除塵器分別進(jìn)行了研究分析。

3.1 獨(dú)立設(shè)備的除塵器

獨(dú)立設(shè)備的除塵器是為單一固定設(shè)備服務(wù)的，當(dāng)某一設(shè)備發(fā)出請(qǐng)求除塵器運(yùn)行時(shí)，除塵器接收到信號(hào)后，自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行并將運(yùn)行信號(hào)反饋給相應(yīng)的設(shè)備。這種控制方法只是做到了設(shè)備的連鎖控制模式，在運(yùn)行過(guò)程中并未考慮除塵器運(yùn)行頻率的調(diào)整。圖1是一款獨(dú)立設(shè)備的除塵器設(shè)備示意圖。

圖1

在制絲流水線(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中，物料是從上游向下游輸送，一段時(shí)間內(nèi)制絲線(xiàn)某個(gè)設(shè)備是處于空運(yùn)轉(zhuǎn)模式，例如冷卻風(fēng)選機(jī)。風(fēng)選機(jī)處于運(yùn)行時(shí)，也許物料剛從源頭向下游輸送，此時(shí)風(fēng)選機(jī)是空運(yùn)行的，生產(chǎn)物料并未處于加工狀態(tài)。但此時(shí)的除塵器卻按照生產(chǎn)模式的運(yùn)行頻率在運(yùn)行，運(yùn)行頻率處于高位，若此時(shí)將運(yùn)行頻率設(shè)置在低位，那么可以有效的降低除塵器的電能消耗。

因此，將生產(chǎn)線(xiàn)物料的生產(chǎn)狀態(tài)引入到除塵器的控制當(dāng)中，一方面能有效降低除塵器高頻運(yùn)行時(shí)間，另一方也提高了除塵器有效利用率。

3.2 環(huán)境除塵器

制絲車(chē)間的環(huán)境除塵點(diǎn)分散廣，點(diǎn)數(shù)多。一臺(tái)除塵器負(fù)責(zé)一片區(qū)域甚至是一條生產(chǎn)線(xiàn)，環(huán)境除塵器的管道也具有多個(gè)分支。只要任何區(qū)域需要環(huán)境除塵，那么除塵器都需要運(yùn)行。但是某個(gè)環(huán)境除塵器負(fù)責(zé)的區(qū)域在同一時(shí)間內(nèi)并不是所有的點(diǎn)都需要除塵器運(yùn)行的，那么如何保證所有除塵點(diǎn)的需求，而又能有效降低除塵器的能耗呢。因此，將除塵點(diǎn)位的信息加入到環(huán)境除塵的控制中。

圖2 除塵器示意圖

如圖2所示：將一臺(tái)環(huán)境除塵器的管道分支設(shè)置為7路分支，每個(gè)分支上按照有電動(dòng)閥，當(dāng)該分支的除塵點(diǎn)位有除塵需求時(shí)，分支電動(dòng)閥打開(kāi)，反之則關(guān)閉分支的電動(dòng)閥。如果全部分支全部有除塵需求，那么除塵器滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行，如果有一半有需求，那么降低除塵器的運(yùn)行頻率。這樣也有效降低了除塵器的電能消耗。

4 結(jié)語(yǔ)

企業(yè)的節(jié)能降耗勢(shì)在必行，在保證企業(yè)生產(chǎn)的前提下降低能耗是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。本文提出優(yōu)化控制方法，多點(diǎn)控制相結(jié)合的方式能夠有效降低生產(chǎn)過(guò)程的能源消耗，也能有效降低單位產(chǎn)能的能源消耗。

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