风机变频调速节能技术的应用.pdf

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1、第22卷增刊矿冶Vo1．22，Suppl2013年11月MINING＆METALLURGYNovember2013文章编号：1005—7854(2013)SO一0008—05风机变频调速节能技术的应用王焕云(首钢矿业公司烧结厂，河北迁安064404)摘要：围绕首钢矿业公司烧结厂在风机变频调速节能技术方面的研究和应用，介绍了风机类负载的特性，针对实际进行了理论分析，为降低能源消耗、提高烧结厂清洁生产水平，在企业开展了工序节能方面的研究与实践。关键词：变频器；节能；风机；应用中图分类号：TD614文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1005~854．2013．z1．0

2、03能源短缺和环境污染是人类当前共同面临的两1风机类负载的特性大难题。我国人口众多，能源资源相对匮乏，节约能源犹显重要。1．1风机类负载钢铁工业是我国国民经济的重要基础产业，我生产机械中电动机的负载种类千差万别，按负国钢铁年产量和消费量名列世界之首。但钢铁行业载分为平方转矩、恒转矩和恒功率等几类机械特也是高消耗、高污染的“大户”，其节能减排关系到性。恒转矩负载包括输送机、卷扬机、升降机、起重全社会整体节能减排工作的成效。国家发布的钢铁机；恒功率负载包括金属切削机床；平方转矩类负载行业“十二五”规划，对钢铁行业品种质量、节能减包括风机、水泵。排、技术创新等方面提出了规划目标，要求降

3、低钢铁一般在设计、选型过程中，考虑裕量过大。如设企业单位增加值能源消耗，开展烧结工序节能减排计过程中很难计算管网的阻力，并不能考虑长期运系统集成优化¨。行过程中可能发生的各种问题，通常总把系统的最2012年钢铁行业呈现出高产能、低需求、低产大风量和风压裕量作为选型的依据，同时风机、水泵量、低价位的不景气状况，烧结厂也面临着产量不饱的系列有限，往往选不到合适的型号就往上靠，大满、固定费用上升的情况，因此节约能源响应国家行20％～30％的情况比较常见。业政策需要，同时降低消耗、增收节支更是企业生存生产中，对风机常用阀门进行节流调节，增加了发展的必要途径。管路的阻尼，电机仍旧以额定速度

4、运行，这时能量消据有关资料报道，我国风机、水泵、空气压缩机耗较大。如果用变频器对风机设备进行调速控制，总量约为4200万台，装机容量约为1．1亿kW。但不需要再用阀门进行节流调节，将阀门开到最大，管系统实际运行效率仅为30％～40％，其损耗电能占路阻尼最小，能耗也大为减少。总发电量的38％以上。由于许多风机、水泵的拖动1．2风机类负载流量调节方法电机处于恒速运转状态，而生产中的风、水流量要求一般情况下，风机的性能特性曲线和管道阻力处于变工况运行；还有许多企业在进行系统设计时，曲线如图1所示。容量选择得较大，系统匹配不合理，往往是“大马拉图1中，风机在工频运行的特性曲线为n．，额小

5、车”，造成大量的能源浪费。因此，做好风机、水定工作点为A，额定流量Q．，额定压力日，管网理想泵的节能工作，对烧结厂的可持续发展具有重要阻力曲线为JR，。此时系统的工作点为A，电动机的意义轴功率P与面积0一Q．A—A—H一0成正比。如果要将流量减少为Q，主要的调节方法有两种：作者简介：王焕云，工程师，自动化专业。一是采用节流调节，电动机的转速保持不变，将王焕云：风机变频调速节能技术的应用·9·图2变极调速图1风机、水泵的特性曲线由异步电机的电势公式UocE=4．4，变阀门关小，这时的实际管网阻力曲线为R，工作点频调速基本有两种控制方式。在基频以下，保持为B，流量Q：，压力日：，电动

6、机轴功率P：与面积0一不变，磁通恒定，属于“恒转矩调速”性质，而在基Q一一一0成正比。频以上，转速升高时，电压不变，磁通降低，属于二是采用变频调速，阀门的开度不变，降低电动“恒功率调速”。机的转速，这时特性曲线为n，理想工作点为C，流U量Q：，压力日，，电动机的轴功率P，与面积0一Q一c一一0成正比。由此可以看出，采用两种流量调节方法，电动机中mN轴功率相差量为△P=P一P，，即一c一一的面积。2风机变频改造的节能分析o2．1电机调速方案．由电机转子异步转速公式：图3变频调速控制方式60f／7,=n(1一s)=—(1一s)(1)在大部分场合，要求在调速时，电机产生最大转p矩不变，

7、需要维持磁通不变，由频率和电压协调控制可知若要改变异步电动机的转速，可以通过以来实现，称为可变频率可变电压调速(VVVF)，简称下方法：改变电动机的磁极对数P；改变电动机的电变频调速。源频率；改变电动机的转差率s。3)转差调速1)变极调速定子调压调速、转子电路串电阻调速和串级通过改变电动机定子绕组的接线，改变电动机调速。的磁极对数，从而达到调速的目的。2．2变频调速节能原理如图2，当、、外接三相交流电源，而、相似定律是风机在理论分析当中的一条很重要、对外断开时，电动机的定子绕组接