《電子技術(shù)應用》
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山宇變頻器在化工風機的節(jié)能改造應用
摘要: 目前化肥廠共有四臺加壓風機,其中兩臺大風機功率為280KW,另外兩臺風機功率分別為為240KW、155KW,一般情況下為一臺280KW和240KW工作(電流分別是490A、405A),利用主管的回路閥開度進行風量的調(diào)節(jié),以滿足后段壓縮工段的需要。這就造成系統(tǒng)負荷發(fā)生變化時需要人工頻繁調(diào)節(jié)回路閥以穩(wěn)定系統(tǒng)壓力,而且長期有一部分電能消耗在回路閥上。
Abstract:
Key words :

一、方案說明
  目前化肥廠共有四臺加壓風機,其中兩臺大風機功率為280KW,另外兩臺風機功率分別為為240KW、155KW,一般情況下為一臺280KW和240KW工作(電流分別是490A、405A),利用主管的回路閥開度進行風量的調(diào)節(jié),以滿足后段壓縮工段的需要。這就造成系統(tǒng)負荷發(fā)生變化時需要人工頻" title="工頻">工頻繁調(diào)節(jié)回路閥以穩(wěn)定系統(tǒng)壓力,而且長期有一部分電能消耗在回路閥上。
  本系統(tǒng)可根據(jù)具體需要做成一拖二、一拖三兩種方式,一拖三方式相比較而言安全性更高,在控制上也更靈活,可在兩臺電機均出現(xiàn)問題時仍然能夠保證變頻控制系統(tǒng)" title="控制系統(tǒng)">控制系統(tǒng)的正常運行,將系統(tǒng)的風險性降至最低。如考慮成本及系統(tǒng)安全性已能滿足要求,也可采用一拖二的控制方案。
  在變頻器的選型上,因為加壓風機屬于整個生產(chǎn)線上非常重要的環(huán)節(jié),而且羅茨風機較離心風機而言屬于重型負載,在啟動力矩及負荷變化時變頻器要求更高,所以我們在本方案中使用了通用性變頻器,通用性變頻器在IGBT逆變模塊、整流元件、儲能元件上都較同功率的風機水泵型變頻器放大了一檔,可以更有效地保證變頻器的穩(wěn)定性、可靠性及使用壽命。
  針對工藝現(xiàn)狀,本變頻控制系統(tǒng)采用閉環(huán)控制方式" title="控制方式">控制方式,回路閥全關(guān),通過壓力傳感器采集出口風壓" title="風壓">風壓至變頻器,通過變頻器的PID回路調(diào)節(jié),調(diào)整輸出到電機的電壓、頻率參數(shù),從而調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速,以達到出口風壓恒定的目的。這樣既在系統(tǒng)負荷發(fā)生變化時可以自動地穩(wěn)定系統(tǒng)壓力,而且消耗在回路閥門上的電能也能夠有效地節(jié)約.
 

  二、控制電路
  1、可方便地在操作間進行變頻器的啟停和速度調(diào)節(jié);
  2、可實現(xiàn)變頻到工頻的無擾切換,以滿足系統(tǒng)對安全性的需要;
  3、當280KW變頻電機" title="變頻電機">變頻電機或240KW工頻電機出現(xiàn)故障時,此時由變頻器切換到另外一臺280KW電機,原280KW或240KW電機工頻運行,避免了因變頻電機故障而影響變頻閉環(huán)控制的情況。
  4、變頻器或電機故障時,可聲光報警,便于及時排故;
  5、壓力目標值可根據(jù)工藝上的需要隨時指定,操作簡單方便。
  6、可在操作間實時觀察變頻器和設(shè)備的輸入電流及電壓,便于了解電機及設(shè)備工作狀況。
  
   三、效益分析
  1、節(jié)電降耗效果明顯。根據(jù)風機的負載特性,功率與風機轉(zhuǎn)速的三次方成正比,當轉(zhuǎn)速下降時,電機功率迅速下降,通常風機的平均節(jié)電率都在20%以上。目前滬州天力化肥廠加壓機每月做功為380V×(490+405)A×0.89÷1000×24小時×30天×1.732=217936度),回路閥開度約1/3,節(jié)能保守估計約20%,則每月節(jié)電43587度,按電電費均價0.35計算,則每月可節(jié)省15255.00元,一年按工作10個月計算,則全年可節(jié)省152550.00元。
  2、增加了工藝參數(shù)的穩(wěn)定性,降低了物料的消耗,可以有效地提高生產(chǎn)效率,降低單位成本。
   3、通過變頻器調(diào)節(jié)風機轉(zhuǎn)速(電機從0Hz開始啟動),電機可以軟啟動,實現(xiàn)恒壓供風,可降低啟動電流,提高電氣保護質(zhì)量,從而提高了起動轉(zhuǎn)矩,因此,對電機和電網(wǎng)的沖擊下降,啟動壓降減小,對電網(wǎng)的容量要求降低,變頻器能快速檢測和保護,它的保護功能齊全,保護的反應速度和精度均比常規(guī)電氣保護大為提高,對電動機的保護更為完善,有利于電機的安全運行。
  4、解決了出口壓力升高時的憋壓現(xiàn)象,機械磨損減小,降低了設(shè)備損耗,電機、風機等機械磨損減小,可有效地延長設(shè)備的使用壽命,降低設(shè)備維護及采購成本。
  5、控制方式為閉環(huán)自控,提高了生產(chǎn)上的自動化程度,消除了人工調(diào)節(jié)時的誤差。反應速度快、精度高、控制方便:變頻器的機械特性硬,調(diào)速性能好,可滿足嚴格的工藝要求,控制質(zhì)量高。


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