高温风机节能改造实例分析

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1、一50一枷渗T2009．No．7高温风机节能改造实例分析熊周喻，葛军，柯盛稳(1．北京康孚环境控制有限公司，jE京100083；2．中材国际南京水泥工业设计研究院，江苏南京210029)中图分类号：TM921．51文献标识码：B文章编号：1002—9877(2009)07-0050-03水泥生产工艺中需要使用大量的风机，而这些风从曲线数据看，随着输出转速的降低，液力偶合机大部分都是工作在变流量工况，即需要根据生产工器的效率基本上正比降低(例如：额定转速时效况对流量进行调节。选择一个合理的变流量调节方率0．95，75％转速时效率约0．72，20％转速时效率案，不仅可以改善运行参

2、数，同时能最大限度地实现约0．19)，而变频器在输出转速下降时效率仍然较高节能降耗。高温风机是水泥厂众多风机中功率最大的(例如：额定转速时效率0．97，75％以上转速时效率大耗能设备之一，采用传统的液力偶合器调速方式来调于0．95，20％以上转速时效率大于0．9)。当输出转速节风量，但液力偶合器调速效率低，功耗较大。近年降低时，液力偶合器的效率比变频调速的效率下降快来，高压大功率变频调速技术的成熟，使得水泥厂各得多，因此变频调速的低速特性比液力偶合器要好。种高压大功率电动机的变频节能应用越来越多。下面变频调速通过电力电子整流和脉宽调制逆变技介绍笔者参加的一个高温风机变频节能改

3、造项目情术改变电动机电枢的电压和频率，可以在全转速范围况，除对有关数据进行分析对比外，还谈几点认识。内保持较高效率运行。而液力偶合器依靠泵和涡轮传1项目情况介绍递能量，在低速输出时，泵和涡轮的效率均下降，因此某1500t／d生产线窑尾高温风机采用高压变频综合效率随转速下降而下降。实际应用中，液力偶合调速技术进行节能改造前的运行工况见表1。器的效率比此理论效率更低。表1改造前高温风机工况3变频节能改造实例分析3．1选型电动机型号YRKK560一流量调节方式液力偶合器经多方考察和比较，最终选用在水泥行业有不少额定功率／l(WlO0o电动机启动方式液体电阻启动应用案例的深圳英威腾电

4、气股份有限公司额定电压／l(VlO风门开度／％1OOCHHIO0—1000—10高压变频器。该变频器采用先进的额定电流，A69．1电动机运行电流，A49．5功率单元串联叠波(又称功率单元多重化结构)方式、额定转速(风机)／(r／rain)l406实际转速／(r／min)1l47空间矢量控制的正弦波PWM调制方法，利用成熟的额定流量／(m3／h)280Ooo低压变频器技术和功率器件IGBT，从原理上保证了2变频调速与液力偶合器调速能耗分析对比系统的可靠性。整个高压变频器由移相变压器、功率图1为典型的液力偶合器和变频器(高一高变频单元和控制器组成。移相变压器副边绕组分为三相，器)

5、的效率一转速曲线。27个功率单元，每相由9个功率单元串联构成，每个功率单元的主回路相对独立，可等效为一台单相低压／变调速一效率j上／-变频器。当某个单元发生熔断器故障、过热和IGBT⋯／故障而不能继续工作时，该故障单元及其另外两相相应位置上的功率单元将自动被旁路掉，同时变频器将自动提高工作单元的输出电压，而保证变频器输出性书l能不变，实现无扰动自动旁路。．／3．2控制方案。为了保证高温风机的可靠运行，变频器方案具备00．10．20．30．40．50．60．70．80．91．0两级旁路功能，除设计了功率单元自动旁路外，在主输出转速比电气回路设计了手动旁路功能，变频器故障时可以旁

6、图1液力偶合器调节和变频调节效率对比2009．No．7熊周喻，等：高温风机节能改造实例分析一51一路运行，保证生产。旁路方案见图2。的150％在10Ws内保护；过压保护：检测每个功率模块的直流母线电压，如果超过额定电压的115％，则变频器保护；欠压保护：检测每个功率模块的直流母线电压，如果低于欠压保护定值，则变频器保护；自动旁路柜过热保护：包括两重保护：在变频调速系统柜体图2高压变频柜旁路示意内设置温度检测，当环境温度超过预先设置的值时，自动旁路和手动旁路可以在高压变频器本地进发报警信号；另外，在主要的发热元件，即整流变压器行选择。如果选择自动旁路，在运行期间，变频器发生和电

7、力电子功率器件上放置温度检测，一旦超过极限单个功率单元故障以外的重故障时，控制系统自动断温度(变压器130％、功率器件75oC)，则保护；开KM1、KM2，接通KM3，将电动机切换到工频运行。缺相保护：缺相保护设置在每个功率模块上。当选择手动旁路时，变频器发生故障后会给出故障告警变频器输入侧掉相系统发出报警信号，并保护；功率信号，并停止电动机运行。操作人员可以马上工频启模块的保险熔芯熔断缺相时，系统会发出报警信号，动，高温风机停机不超过5min一般可以不停窑。同时允许模块旁路运行；3．3电动机保护方案光