一、概述
通常工業(yè)鍋爐上的鼓風、引風機,煉鋼爐的除塵風機都是電機以定速運轉(zhuǎn),再通過改變風機入口的檔板開度來調(diào)節(jié)風量。而風機的最大特點是負載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比,而軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比,因此如將電機的定速運轉(zhuǎn)改為根據(jù)需要的風量來調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速就可節(jié)約大量的電能。
沙鋼潤中煉鋼廠除塵風機,在沒有調(diào)速控制之前,電動機采用直接起動方式,正常生產(chǎn)時,電動機全速運行,而風量的大小則通過風門來調(diào)節(jié)。一般情況下,風門的開度為50%~80%,電機只能是滿負荷運行,電動機的工作效率很低,造成很大浪費,而且設備受到機械沖擊,減短設備使用壽命,增加維修費用。
二、CL2700系列變頻器調(diào)速的特點及節(jié)能分析
怎樣能根據(jù)工況而直接控制風量的大小而滿足工況的要求呢?CL2700系列變頻器很好的解決了這個問題。CL2700系列變頻器實現(xiàn)無級調(diào)速,用CL2700系列變頻器改造風機,具有以下特點:
1.起動停止平衡,無級調(diào)速,調(diào)速范圍大。
2.工作可靠,能長期穩(wěn)定運行。
3.操作簡便,維護量小。
4.輸出特性可滿足風機性能要求。
5.生產(chǎn)工藝改善,節(jié)能效果顯著。
6.可實現(xiàn)工/變頻快速切換。
根據(jù)風機的特性,理論上,風機的風量Q與轉(zhuǎn)速成正比,風壓H與轉(zhuǎn)速的平方成正比,軸功率P與轉(zhuǎn)速的立方成正比。隨著轉(zhuǎn)速的降低,風機在維持效率不變(風阻不變?yōu)榍疤幔┑臓顟B(tài)下,軸功率以轉(zhuǎn)速的立方關系下降,電機消耗的電能急劇減。欢捎眠M口導流葉片調(diào)節(jié)時,隨著風量和風壓的下降導致風機效率降低,運行工況偏離額定工況越遠效率越低,因此,風量雖然下降了,風機軸功率及電機消耗的電能變化并不大,這就是風機變頻調(diào)速的節(jié)能依據(jù)。
三、改造方案
沙鋼潤中煉鋼廠500KW的除塵風機在沒有變頻改造前,正常生產(chǎn)時電機在工頻運行,平均30-40分鐘出一次鋼,為一個生產(chǎn)周期。出鋼時要求風量低,不需要風機滿轉(zhuǎn)速運行,出鋼時間約3分鐘。
根據(jù)沙鋼潤中生產(chǎn)實際情況,每個生產(chǎn)周期分風機為高速運行和低速運行兩個階段,在滿足生產(chǎn)工藝的前提下,高速段運行頻率為47Hz,低速段運行頻率為25Hz。另外,用變頻器對風機進行改造不必對原系統(tǒng)進行大改動,而且配置工頻旁路系統(tǒng),電氣圖如下圖所示:

當變頻器出現(xiàn)故障停機時,馬上可以切換到工頻運行,盡可能的降低因變頻器原因?qū)е峦C造成的損失。因此,變頻器在風機改造方面得到廣泛的應用,在變頻改造的過程中,當我們需要時,讓電動機高速運行以達到我們的要求。當不在工作時,使電動機低速運轉(zhuǎn)節(jié)約電能。同時,可根據(jù)我們的需要而調(diào)節(jié)變頻器,以滿足我們的工作要求。
控制器的輸出信號將控制相關的變頻器輸出頻率,以達到穩(wěn)定工況及提高鍋爐熱效率和節(jié)能之目的。通過對CL2700系列變頻器在工業(yè)鍋爐上的應用進行總結(jié),具有以下優(yōu)點:
1、節(jié)電降耗效果顯著,操作簡便,調(diào)節(jié)平衡,尤其與微機控制相聯(lián)更體現(xiàn)了優(yōu)越性,深受司爐工的歡迎。
2、平滑啟動及轉(zhuǎn)機轉(zhuǎn)速下降,機械磨損減小,故障率下降,減少了停機、停爐對生產(chǎn)的影響。
3、檔板和調(diào)節(jié)閥的機械磨損、卡死等故障不復存在了。
四、改造效果
1.改造前實測數(shù)據(jù)
U=10KV,
I=25.5A ,
cosΦ=0.85
P=1.732UIcosΦ
=1.732×10000×25.5×0.85
=375.411KW
改造前每年耗電量(全年運行330天計)
375.411KW×24×330=2973255.1度
2、改造后實測數(shù)據(jù)
(a)高速段47Hz
U=10KV , I=19A, cosΦ=0.96
P=1.732×10000×19×0.96=315.9168度
(b)低速段25Hz
U=10KV, I=11A, cosΦ=0.96
P=1.732×10000×11×0.96=182.9度
改造后每年耗電量(全年運行330天計)
高速段:315.9168KW×24×0.9×330=2251855度
低速段:182.9KW ×24×0.1×330=144856.17度
總耗電量:2251855KW+144856.1KW=2396711.1度
3、每年節(jié)省的電量:
2973255.1-2396711.1=576544度
節(jié)電率:576544÷2973255.1=19.4%
每年節(jié)約電費(按0.6元/度計):
576544×0.6=345926.4元
五、總結(jié)
對沙鋼潤中除塵風機改造表明:
1.采用CL2700系列變頻器對風機進行節(jié)能改造具有結(jié)構簡單、改造方便、節(jié)能效果明顯、投資回收期短的特點。
2.使用變頻器后,風機可軟起軟停、減少設備機械沖擊、延長設備使用壽命、降低設備的維修費用。
3.變頻調(diào)速技術先進、成熟,提高了設備的技術含量。
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