浅谈引风机采用变频控制后的节能效果

2012-11-16王硕

中国新技术新产品 2012年4期

王硕

（安徽省经济技术开发区江淮汽车股份有限公司乘用车公司乘用车二厂涂装分厂 230601）

长期以来，火电厂锅炉离心式风机在运行过程中存在着电机按定速方式运行，造成功率损耗大，浪费电能，严重影响电机的绝缘性能和使用寿命。大型生产车间往往几百台机共用一套除尘装置来过滤含尘气流，其中抽风机是按系统所需最大压力并考虑一定裕量来选型的。引风机的风量需要随着发电负荷的变化而改变，采用高压变频技术能减少能源消耗，同时控制实时变化的风量，电厂引风机的变频改造在工程实践中证明了节能效果明显。一套除尘装置下的机器也不一定全部一齐工作，所以实际运行的负荷往往是低于额定值且不断变化的。变频调速技术是解决上述问题的好办法。经过改造后的除尘系统能够根据抽风管内压力变化情况自动调节抽风机转速，从而保证压力值稳定在期望区间内，进而改善了生产工艺，同时避免了能源的浪费。

1 风机变频调速的基本原理

图1 不同调节方式下功率消耗比较

图2 风机变频前/后特性曲线

风机的最优选择交流电动机的输出功率，为了保证抽风管网内的压力稳定在某一范围内，经常需要人为地对风机工作状况进行调节。尽管各种方式都能到达调节风量和压力的目的，但不同的调节方法在调压范围、调压效率上却有很大差别。此外由于变频调速方式在频率范围、动态响应、低频转速、转差补偿、功率因数、工作效率等方面的也具有巨大的优势，如图1所示离心式风机各种调节方式下功耗差别，从图中可知变频器控制最为接近理想曲线节能效果也最明显。

虑效率的下降和调速装置的附加损耗,风机通过调速控制可节能30%左右。可见与挡板控制相比，转速控制的节能效果更好。

2 抽风系统软件设计

2.1 硬件设计

PLC每隔一个控制周期检测抽风管网内的压力。变频器作为执行机构在执行PLC命令的同时将部分运行信息反馈给PLC处理。

图3 硬件设计

2.2 软件设计

系统软件设计主要分为3个模块：参数设定模块、密码管理模块以及自动运行模块。

图4 软件设计

2.3 改造方案的实施

图5 高压变频接线方案

系统接线方案如图5所示。系统采用自动工频旁路功能,当电机变频运行中发生故障时能自动转为工频运行。

3 改造效果分析

机组正常运行时，引风机变频器未出现故障现象，自动投入率明显提高。引风机变频控制后,在机组定压状态下运行时，其电机的运行频率一般在30～40 Hz之间通过变频器实现了电机软起停，起停过程平稳。避免了工频直接起动时大电流对电网、负荷等的冲击和停止时对机械设备的摩擦冲击，可以减少设备维护费用，延长设备使用寿命。变频调节风压变化平缓，用风设备压力变化小，减轻了风道振动和轴承的磨损。，也就是说被拖动的机械转速在444～592 r/min之间。由于运行转速的降低，且风机运行时进出口挡板全开，从而减少了机械部分的磨损，可延长风机大修周期，节省大量的检修费用。

引风机变频调速改造后，实现了电机的软启动,对电机和电网的冲击大幅度下降,延长了设备的使用寿命，提高了电气保护质量。电动机按固定速度转动，这样的控制不可能在整个被控制范围内达到最优的运行效率，可以通过改变电动机的转速来改变系统的机械输出，这样可以实现节能、降低二氧化碳和其他污染物的排放量，并最小化设备运行成本。引风机变频改造后,系统动态响应速度快,调节线性好,自动投入率高，炉膛负压调整稳定，从而大大降低了运行人员的劳动强度，亦提高了机组运行的安全性。