高压变频在除尘风机节能改造中的应用

宋贤斌（通化钢铁集团有限公司炼铁厂,吉林通化134003）

高压变频在除尘风机节能改造中的应用

宋贤斌
（通化钢铁集团有限公司炼铁厂,吉林通化134003）

结合高压变频在通钢炼铁高压2240KW除尘风机上的应用，分析变频调速节能原理，介绍高压变频调速装置改造方案，阐述高压变频在大功率风机使用中达到明显的节能效果。

高压变频；调速；节能

0　引言

通钢炼铁2#高炉矿槽除尘系统2007年设计投产运行，当时设计按生产中可能需要的最大风量并留有较大的裕量选的风机。除尘风机所配高压电机采用连轴器方式，启动方式采用直接热变水电阻(HTR3-2500/10X)启动，正常运行时为工频50HZ运行。而在日后的实际生产运行中风量不需要那么大，只能用风门挡板调节风量，能量利用率很低。由于转速高，风机振动大，运行不平稳．为了提高运行效率，保证设备稳定运行、节能降耗，有必要对风机电动机进行调速控制改造。

1　变频调速节能原理分析

采用调速方法节能的原理是基于风量、压力、转速、转矩之间的关系：Q∝nH∝T∝n2P∝Tn∝n3

式中：Q——风量风量与转速的1次方成正比

H——压力压力与转速的2次方成正比

P——轴功率轴功率与转速的2次方成正比（粗略计算P=HQ/102）

T——转矩

n——转速

风机的工作介质是气体，工艺上的应用通常是调节风量，风机全速运行，正常工作点为A，风门关小，风阻特性曲线由曲线②移至曲线④，工作点移至B点，风压为H2，消耗功率与面积OQ2BH2成正比。调节转速，风门全开，转速减少后，风压特性由曲线①移至曲线③，工作点移至C点，风压为H3，消耗功率与面积OQ2CH3成正比。对比以上两者可知，节约功率与面积H3CBH2成正比。可见，节能效果相当可观。

2　高压变频改造方案

变频控制采用一拖一方案，在原启动主回路增配一台变频调速装置。为增加运行可靠性，变频装置增加手动旁路，变频调速装置串在原来电动机开关柜和电动机之间，保留原热变水电阻启动方式，作为高压变频故障的备用启动设备。改造方案如下：

此方案是手动旁路的方案,原理是由3个高压隔离开关QS1、QS2和QS3组成。开关之间具有电气闭锁和机械闭锁，保证QS2和QS3不能同时闭合。变频运行时2QF闭合，QS1和QS2闭合，QS3断开；工频运行时，QS3闭合，QS1和QS2断开，2QF配合热变电阻延时闭合。变频装置出现故障时可系统会手动切换至工频热变水电阻启动运行，确保电机连续运行。

3　高压变频改造后运行效果

矿槽除尘风机电机参数：YKK7108-6额定功率：2240KW额定电压：10KV额定电流：162.6A额定转速：993r/min功率因数：0.84。

改造前原风机风道风门挡板开度最大65%时，实际工频运行电流:110A。除尘器的压差在1700Pa,风机负荷端与非负荷端轴瓦振幅分别为0.095mm和2.3mm。

变频改造后风门（挡板）开度:100%，运行各频率工况如表1：

实际运行频率降为40HZ，运行电流:61.5A。除尘器的压差及风量已达到原风机运行指标要求，风机负荷端与非负荷端轴瓦振幅分别为0.077mm和0.078mm。前后比较，风机振幅明显的降低。

4　经济效益分析

Pd：电动机功率；Cd：年耗电量值；U：电动机输入电压10KV；I：电动机输入电流；cosφ：电机、变频器功率因数分别取0.8和0.95；T：年运行时间8555小时；电费按0.5元/度计

根据计算公式（1）、（2），通过计算可得出改造前后负载的耗电量见表2：

表2　改造前后负载耗电量统计

年节约电量=设备工频的年耗电量-设备变频的年耗电量=4381528kW·h

年节电费=年节约电量*0.5元/度=2190764元

节电率=（P工-P变）/P工=33.6%

5　结束语

高压变频通过改变风机电动机的运行速度，首先达到了节约电能的目的；其次合理的设定加速和减速时间，使启、停机过程设备的冲击得到改善，平均运行速度的降低，使压力和磨损大为减少，从而使设备寿命延长；为企业带来可观的效益。

[1]韩安荣.通用变频器及其和应用[M].北京机械工业出版社,2004.

[2]张燕宾.变频调速460问[M].北京机械工业出版社,2006

[3]张选正.中高压变频器应用技术[M].北京：电子工业出版社,2007.