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一、概述
通常工業(yè)鍋爐上的鼓風(fēng)、引風(fēng)機(jī)，煉鋼爐的除塵風(fēng)機(jī)都是電機(jī)以定速運(yùn)轉(zhuǎn)，再通過改變風(fēng)機(jī)入口的檔板開度來調(diào)節(jié)風(fēng)量。而風(fēng)機(jī)的最大特點(diǎn)是負(fù)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(jī)的定速運(yùn)轉(zhuǎn)改為根據(jù)需要的風(fēng)量來調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速就可節(jié)約大量的電能。
沙鋼潤中煉鋼廠除塵風(fēng)機(jī)，在沒有調(diào)速控制之前，電動機(jī)采用直接起動方式，正常生產(chǎn)時，電動機(jī)全速運(yùn)行，而風(fēng)量的大小則通過風(fēng)門來調(diào)節(jié)。一般情況下，風(fēng)門的開度為50%～80%，電機(jī)只能是滿負(fù)荷運(yùn)行，電動機(jī)的工作效率很低，造成很大浪費(fèi)，而且設(shè)備受到機(jī)械沖擊，減短設(shè)備使用壽命，增加維修費(fèi)用。
二、CL2700系列變頻器調(diào)速的特點(diǎn)及節(jié)能分析
怎樣能根據(jù)工況而直接控制風(fēng)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(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，用CL2700系列變頻器改造風(fēng)機(jī)，具有以下特點(diǎn)：
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(yùn)行。
3.操作簡便，維護(hù)量小。
4.輸出特性可滿足風(fēng)機(jī)性能要求。
5.生產(chǎn)工藝改善，節(jié)能效果顯著。
6.可實(shí)現(xiàn)工/變頻快速切換。
根據(jù)風(fēng)機(jī)的特性，理論上，風(fēng)機(jī)的風(fēng)量Q與轉(zhuǎn)速成正比，風(fēng)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(fēng)機(jī)在維持效率不變（風(fēng)阻不變?yōu)榍疤幔┑臓顟B(tài)下，軸功率以轉(zhuǎn)速的立方關(guān)系下降，電機(jī)消耗的電能急劇減小；而采用進(jìn)口導(dǎo)流葉片調(diào)節(jié)時，隨著風(fēng)量和風(fēng)壓的下降導(dǎo)致風(fēng)機(jī)效率降低，運(yùn)行工況偏離額定工況越遠(yuǎn)效率越低，因此，風(fēng)量雖然下降了，風(fēng)機(jī)軸功率及電機(jī)消耗的電能變化并不大，這就是風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)在沒有變頻改造前，正常生產(chǎn)時電機(jī)在工頻運(yùn)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(fēng)量低，不需要風(fēng)機(jī)滿轉(zhuǎn)速運(yùn)行，出鋼時間約3分鐘。
根據(jù)沙鋼潤中生產(chǎn)實(shí)際情況，每個生產(chǎn)周期分風(fēng)機(jī)為高速運(yùn)行和低速運(yùn)行兩個階段，在滿足生產(chǎn)工藝的前提下，高速段運(yùn)行頻率為47Hz，低速段運(yùn)行頻率為25Hz。另外，用變頻器對風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造不必對原系統(tǒng)進(jìn)行大改動，而且配置工頻旁路系統(tǒng)，電氣圖如下圖所示：
當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障停機(jī)時，馬上可以切換到工頻運(yùn)行，盡可能的降低因變頻器原因?qū)е峦C(jī)造成的損失。因此，變頻器在風(fēng)機(jī)改造方面得到廣泛的應(yīng)用，在變頻改造的過程中，當(dāng)我們需要時，讓電動機(jī)高速運(yùn)行以達(dá)到我們的要求。當(dāng)不在工作時，使電動機(jī)低速運(yùn)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(guān)的變頻器輸出頻率，以達(dá)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(yīng)用進(jìn)行總結(jié)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
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(jī)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(jī)轉(zhuǎn)速下降，機(jī)械磨損減小，故障率下降，減少了停機(jī)、停爐對生產(chǎn)的影響。
3、檔板和調(diào)節(jié)閥的機(jī)械磨損、卡死等故障不復(fù)存在了。
四、改造效果
1.改造前實(shí)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(yùn)行330天計）
375.411KW×24×330=2973255.1度
2、改造后實(shí)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(yùn)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(fèi)（按0.6元/度計）：
576544×0.6=345926.4元
五、總結(jié)
對沙鋼潤中除塵風(fēng)機(jī)改造表明：
1.采用CL2700系列變頻器對風(fēng)機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造具有結(jié)構(gòu)簡單、改造方便、節(jié)能效果明顯、投資回收期短的特點(diǎn)。
2.使用變頻器后，風(fēng)機(jī)可軟起軟停、減少設(shè)備機(jī)械沖擊、延長設(shè)備使用壽命、降低設(shè)備的維修費(fèi)用。
3.變頻調(diào)速技術(shù)先進(jìn)、成熟，提高了設(shè)備的技術(shù)含量。
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