風(fēng)機(jī)變頻器發(fā)展應(yīng)用

在我國(guó)各行各業(yè)的各類機(jī)械與電氣設(shè)備中與風(fēng)機(jī)配套的電機(jī)約占全國(guó)電機(jī)裝機(jī)量的60%，耗用電能約占全國(guó)發(fā)電總量的三分之一。特別值得一提的是，大多數(shù)風(fēng)機(jī)在使用過程中都存在大馬拉小車的現(xiàn)象，加之因生產(chǎn)、工藝等方面的變化，需要經(jīng)常調(diào)節(jié)氣體的流量、壓力、溫度等；許多單位仍然采用落后的調(diào)節(jié)檔風(fēng)板或閥門開啟度的方式來調(diào)節(jié)氣體的流量、壓力、溫度等。這實(shí)際上是通過人為增加阻力的方式，并以浪費(fèi)電能和金錢為代價(jià)來滿足工藝和工況對(duì)氣體流量調(diào)節(jié)的要求。這種落后的調(diào)節(jié)方式，不僅浪費(fèi)了寶貴的能源，而且調(diào)節(jié)精度差，很難滿足現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)及服務(wù)等方面的要求，負(fù)面效應(yīng)十分嚴(yán)重。

變頻調(diào)速器的出現(xiàn)為交流調(diào)速方式帶來了一場(chǎng)革命。隨著近十幾年變頻技術(shù)的不斷完善、發(fā)展。變頻調(diào)速性能日趨完美，已被廣泛應(yīng)用于不同領(lǐng)域的交流調(diào)速。為企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)了工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化進(jìn)程。

變頻調(diào)速用于交流異步電機(jī)調(diào)速，其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過以往任何交、直流調(diào)速方式。而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)速范圍寬、調(diào)速精度高、安裝調(diào)試使用方便、保護(hù)功能完善、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、節(jié)能效果顯著，已經(jīng)成為交流電機(jī)調(diào)速的最新潮流。

我國(guó)的電動(dòng)機(jī)用電量約占全國(guó)發(fā)電量的60%～70%，風(fēng)機(jī)、水泵設(shè)備年耗電量約占全國(guó)電力消耗的1/3，造成這種狀況的主要原因是：風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法是通過調(diào)節(jié)入口或出口的擋板、閥門開度來調(diào)節(jié)給風(fēng)量和給水量，其輸出功率大量地消耗在擋板、閥門的截流過程中。由于風(fēng)機(jī)類大多為平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，軸功率與轉(zhuǎn)速成立方關(guān)系，所以當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降時(shí)，消耗的功率也大大下降，因此節(jié)能潛力非常大，最有效的節(jié)能措施就是采用變頻調(diào)速器來調(diào)節(jié)流量、風(fēng)量，應(yīng)用變頻器節(jié)電率一般為20%～50%，而且通常在設(shè)計(jì)中，用戶風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的容量比實(shí)際需要高出很多，存在“大馬拉小車”的現(xiàn)象，效率低下，造成電能的大量浪費(fèi)。因此推廣交流變頻調(diào)速裝置效益顯著。

風(fēng)機(jī)變頻器通常是交-直-交變頻器，是交流整流成直流，再通過逆變器逆變成所需要的頻率的交流，從而控制風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。

1、風(fēng)機(jī)運(yùn)行曲線：采用變頻器對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制，屬于減少空氣動(dòng)力的節(jié)電方法，它和一般常用的調(diào)節(jié)風(fēng)門控制風(fēng)量的方法比較，具有明顯的節(jié)電效果。

2、風(fēng)機(jī)在不同頻率下的節(jié)能率：從流體力學(xué)原理得知，風(fēng)機(jī)風(fēng)量與電機(jī)轉(zhuǎn)速功率相關(guān)：風(fēng)機(jī)的風(fēng)量與風(fēng)機(jī)（電機(jī)）的轉(zhuǎn)速成正比，風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓與風(fēng)機(jī)（電機(jī)）的轉(zhuǎn)速的平方成正比，風(fēng)機(jī)的軸功率等于風(fēng)量與風(fēng)壓的乘積，故風(fēng)機(jī)的軸功率與風(fēng)機(jī)（電機(jī)）的轉(zhuǎn)速的二次方成正比（即風(fēng)機(jī)的軸功率與供電頻率的二次方成正比）。

1、針對(duì)風(fēng)機(jī)節(jié)能控制設(shè)計(jì)；

2、內(nèi)置PID和先進(jìn)的節(jié)能軟件；

3、高效節(jié)能，節(jié)電效果20%～60%（根據(jù)實(shí)際工況而定）；

4、簡(jiǎn)便管理、安全保護(hù)、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制；

5、延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)設(shè)備壽命、保護(hù)電網(wǎng)穩(wěn)定、保減磨損，降低故障率；

6、實(shí)現(xiàn)軟起，制動(dòng)功能。

二次風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)參數(shù)：型號(hào)：YFKK一630—4W，額定功率：2 240 kW，額定電壓：6 kV，額定電流：257 A，額定頻率：5O Hz。此次改造對(duì)二次風(fēng)機(jī)電機(jī)進(jìn)行了變頻改造，每臺(tái)二次風(fēng)機(jī)電機(jī)新增1臺(tái)高壓變頻器，選用的是利德華福公司的HARSVERT—A06/270變頻器。冷卻方式采用空水冷。將變頻器接入到原有的風(fēng)機(jī)電機(jī)與高壓開關(guān)柜中。高壓變頻器由北京利德華福電氣技術(shù)有限公司生產(chǎn)，高壓變頻調(diào)速控制系統(tǒng)由變壓器柜、功率柜、控制柜等三部分，以及工變頻切換高壓開關(guān)柜組成 J。在正常情況下，每臺(tái)變頻器拖動(dòng)單臺(tái)風(fēng)機(jī)電機(jī)運(yùn)行。QF1和QF3實(shí)現(xiàn)機(jī)械互鎖，防止誤操作。

6 kV電源經(jīng)變頻器輸入開關(guān)QF1到高壓變頻器，變頻裝置輸出經(jīng)出線開關(guān)QF2送至電動(dòng)機(jī)，風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行時(shí)，通過控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速改變二次風(fēng)機(jī)風(fēng)量實(shí)現(xiàn)爐膛負(fù)壓的控制調(diào)節(jié)。當(dāng)機(jī)組運(yùn)行過程中變頻運(yùn)行回路(變頻器、QF1、QF2)發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)聯(lián)跳QF2開關(guān)、QF1開關(guān)、變頻器，自動(dòng)切換至QF3合閘啟動(dòng)二次風(fēng)機(jī)工頻運(yùn)行，恢復(fù)風(fēng)機(jī)人口擋板開度調(diào)節(jié)方式運(yùn)行 。

1 鍋爐啟動(dòng)時(shí)節(jié)能分析

機(jī)組啟動(dòng)過程中的節(jié)能問題是一個(gè)需要長(zhǎng)期研究的問題，具體采取的措施有：采用鍋爐低床料啟動(dòng)、在保證鍋爐主燃料跳閘條件：總風(fēng)量大于25%(230 kNm /h)的情況下，盡量按照低限控制。以往多次鍋爐啟動(dòng)時(shí)總風(fēng)量基本控制在450—500 kNm。/h左右，有時(shí)候會(huì)更高，風(fēng)量越大，會(huì)導(dǎo)致爐膛內(nèi)床料損失速度越快，床溫的溫升速度減慢，耗費(fèi)更多的燃油進(jìn)行助燃，延長(zhǎng)了鍋爐的啟動(dòng)時(shí)間。

所以，在鍋爐啟動(dòng)時(shí)使用二次風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行，能使鍋爐總風(fēng)量得到精確調(diào)整，并且二次風(fēng)機(jī)電耗能明顯下降，在以后的鍋爐啟動(dòng)過程中，可以逐步摸索，找出鍋爐啟動(dòng)過程中一個(gè)最節(jié)能及安全的總風(fēng)量控制，優(yōu)化鍋爐的啟動(dòng)過程。

2 鍋爐正常運(yùn)行時(shí)廠用電率對(duì)比

通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，以2#爐為例，分析了兩臺(tái)二次風(fēng)機(jī)運(yùn)行電流對(duì)比，單臺(tái)二次風(fēng)機(jī)電機(jī)額定功率為2 240 kW，額定電流為257 A，兩臺(tái)二次風(fēng)機(jī)額定電流之和為514 A，統(tǒng)計(jì)了2樣爐各個(gè)典型運(yùn)行工況下的兩臺(tái)二次風(fēng)機(jī)在變頻改造前后運(yùn)行電流之和，通過數(shù)據(jù)對(duì)比能發(fā)現(xiàn)明顯的節(jié)電效果。

主要部件：壓力傳感器、橫河變送器兩個(gè)、溫濕度變送器、噪聲計(jì)、進(jìn)口PLC、風(fēng)機(jī)變頻器、直流穩(wěn)定電源、輔助風(fēng)機(jī)等