高压变频器在高温风机的改造应用.pdf

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1、中图分类号：TQl72．6-__I-_同文献标识码：B文章编号：1007—0389(2012)04—78—02压变频器在高温风机的改造应用魏征(惠州市光大水泥企业有限公司，广东惠州516840)1高温风机变频节能改造考虑惠州市光大水泥企业有限公司成立于2004年，是广东光大企业集团有限公司独资倾力打造的水泥生产企业，目前龙华厂A、B线(5000ffd熟料生产线)已正常投入使用，其窑尾高温风机配置为：额定风量143331T13hi、轴功率2338kW，配套电机功率2500kW、电压10kV、额定电流171．7A。该高温风机采用转子

2、串水电阻方式进行启动和调速，在正常生产中，风机转速给定值在750r／rain(75％)，并通过调节风机的进口阀门来满足生产工艺的要求，阀门调节范围在85％～95％之间变化。窑尾高温风机主要是用来满足窑尾及窑系统的风量和风压要求。根据工艺要求C1筒的负压一般要保持在一5t00Pa左右，实际生产中负压在一4700。一5200Pa之问，通过转子串水电阻调节风机转速及风门开关控制，从而达到风量和风压满足正常生产。转子串水电阻在调速过程中虽然保证了正常生产，但会消耗电机的很大一部分功率，并且在调节过程中响应速度、精度并不理想(不同步)，从

3、而造成调节偏差(一般为偏大)，风门一般在85％开度。经过现场数据调查，若将窑尾高温风机改为高压变频调速控制后，由于变频器自身能耗低、响应速度快、调速精度高，节电空问较火，且还能提高系统的调节精度、运行的稳定性，因此实施了此项改造并获得很好的节能改造效果。2高压变频调速节能分析及水电阻调速能耗计算2．1变频调节的节能分析风机的工作介质为气体，水泵的T作介质为液体，均为流体机械设备，特别是离心式风机及水泵，其工作特j生基本相同。以风机为例说明其调速工作原理。风机的工作特性见图1。在第1种负荷工况下，风机工作在A点，风量为Q。，风压为

4、日，。如果风机仍然按Ⅳ。速度定速运行，用挡板将风量调节为Q：时，风压将上升到脶，风机工作点移到B点。由于挡板的截流作用，风道阻力曲线由③变为④。在A、B两点，风机功率分别为P。=H1xQ，，P。=飓×p：，虽然Q：H。，二者曼乜蓦日-噻趣Q2Qt风量Q／(m3·h。1)曲线①，②分别为风机按转速Ⅳl和Ⅳ2工作时的特性曲线，曲线③和④为风道阻力曲线。图1风机的工作特性图实际减小的功率有限。如改用变频调节风机转速(至Ⅳ2)来减小风量至Q：，这时风路阻力特性保持曲线③不变，工作特性为曲线②，风机工作点在c，压力降为见。

5、相比B、c两点，获得同样的风量Q：时，变频控制比阀门控制降低的轴功率为AP=P。一Pc=(H3一H2)xQ：。在风道阻力特性不变的情况下，离心式风机的风量Q、压力日、轴功率P和转速Ⅳ之间满足如下关系(相似定理)：(：)。cⅣ，H。cN2，pocⅣ，因此调速控制在风机应用的节能十分显著。图2是风机采用各种调节方法时消耗功率与风量关系的曲线。显而易见，在众多的调速方式中，节能效果最好的是变频调速。2．2转子串水电阻调速能耗计算调速型转子串水电阻工作时，存在两个循环流动：一是水电阻柜内的循环流动，其水电阻一般用电液电解液，流量为q；二

6、是冷却水的循环流动，其流量为Q，它通过板式换热器实现对水电阻柜液体冷却。常规循环流量的确定原则为：为了保证调速型转子串水电阻在各种工况下正常运转，必须提供足够的冷却水循环流量，才能达到将调速过程中产生的热量(即损失的能量)及时散发。转子串水电阻能量损耗计算公式如下：E液耗=QxpxCxATx2．77778×10—4kWh式中：p一转子串水电阻冷却水流量，m3／h；p～水的质量密度，1000kg／m3；C_水的比热容，C=4．2kJ／(kg·oC)；△丁为出入冷却水的温差，℃。-78-水淀工程些型气肆奄尊，蹲奄<集毫臀脚风量p1一

7、输出端风门控制时电动机的输入功率；2一输入端风门控制时电动机的输入功率；3一转差调速控制(采用转差电动机，转子串水电阻调速)时电动机的输入功率；4一变频调速控制时变频器的输入功率；5一调速控制时风机所需轴输入功率即电机轴输出功率。图2风机采用各种调节方法时消耗功率比较现场实测A线高温风机在串水电阻调速时冷却水流量Q=47．2m3／h，出人水温差△r=9．5℃，1h转子串水电阻调速能耗为：E=47．2×1000x4．2×9．5×2．77778×10。4kwh=523kW2．3变频器能耗计‘算凶变频调速时管路阻力不变，其无功功耗主要

8、是变频器自身运行功耗。仍以A线高温风机为例，其风机电机额定功率2500kW、负荷率约80％，实际运行功率2500x80％=2000kW。变频器自身损耗功率约3％，变频器实际损耗功率2000×3％=60kW。2．4应用变频器改造的节能效果A线高温风机实施变频节能改