高壓變頻技術(shù)在風(fēng)機(jī)節(jié)能中的應(yīng)用

孫立亭 孫松山 戰(zhàn)強(qiáng)

摘 要：變頻技術(shù)在風(fēng)機(jī)、水泵節(jié)能工作中具有重要的作用，隨著變頻技術(shù)的發(fā)展和完善，高壓變頻技術(shù)日趨成熟，對高壓大功率負(fù)荷設(shè)備的節(jié)能工作，具有舉足輕重的作用。通過實(shí)施風(fēng)機(jī)、水泵的高壓變頻節(jié)能技術(shù)改造，可實(shí)現(xiàn)大幅度節(jié)能，無論是從經(jīng)濟(jì)效益還是社會效益，均有顯著的成績。

關(guān)鍵詞：高壓變頻；節(jié)能；風(fēng)機(jī)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.14.028

0 前言

習(xí)總書記指出，騰籠換鳥、鳳凰涅槃，實(shí)質(zhì)意思就是說新舊動能要轉(zhuǎn)換，再往前走必須要進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整、轉(zhuǎn)型升級，新舊動能轉(zhuǎn)換要銜接好。山東省省長龔正在十三屆人民代表大會山東代表團(tuán)的會議上指出：“山東堅(jiān)持騰籠換鳥，努力轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量和效益?！狈e極開展新舊動能轉(zhuǎn)換，以往靠高能耗來發(fā)展經(jīng)濟(jì)的方式向低碳節(jié)能發(fā)展經(jīng)濟(jì)的方式轉(zhuǎn)變，既是企業(yè)的義務(wù)，也是企業(yè)承擔(dān)的責(zé)任。對于傳統(tǒng)行業(yè)來說，積極推廣應(yīng)用新型節(jié)能技術(shù)，既是提效降耗的內(nèi)在舉措，也是迫在眉睫的社會壓力，對于轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式來說具有重要的作用。

風(fēng)機(jī)、水泵在傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)中隨處可見，以淄博鐵鷹鋼鐵有限公司為例，公司的主要產(chǎn)品為球團(tuán)礦，生產(chǎn)線6kV高壓風(fēng)機(jī)有6臺，合計(jì)負(fù)荷為2580kW，年用電量為1400萬kWh左右，節(jié)能潛力及節(jié)能效益巨大。通過高壓變頻節(jié)能技術(shù)的推廣應(yīng)用，實(shí)施風(fēng)機(jī)高壓變頻技術(shù)改造，既能取得巨大的節(jié)能效益，又能提高風(fēng)機(jī)設(shè)備的可靠性，因此，公司制定了風(fēng)機(jī)高壓變頻技術(shù)改造計(jì)劃，并逐步實(shí)施風(fēng)機(jī)高壓變頻技術(shù)改造。

1 循環(huán)風(fēng)機(jī)高壓變頻技術(shù)改造

1.1 循環(huán)風(fēng)機(jī)簡介

循環(huán)風(fēng)機(jī)用途是從回轉(zhuǎn)窯及環(huán)冷機(jī)抽取熱風(fēng)，用于鏈篦機(jī)生球加熱，共有2臺，電機(jī)為6kV、355kW高壓電機(jī)，實(shí)際月用電在24萬kWh左右，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速百分比在35%左右。

1.2 循環(huán)風(fēng)機(jī)高壓變頻技術(shù)改造方案

根據(jù)循環(huán)風(fēng)機(jī)工況實(shí)際，提出高壓變頻技術(shù)改造指標(biāo)，并通過合理選型采購2臺高壓變頻器，用于循環(huán)風(fēng)機(jī)高壓變頻技術(shù)改造。

1.2.1 設(shè)計(jì)指標(biāo)

（1）變頻系統(tǒng)采用高-高方案，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用功率單元串聯(lián)方式，無需外置或內(nèi)置升壓變壓器、輸出濾波器及類似變壓環(huán)節(jié)，變頻器可直接輸出0-6kV電壓；

（2）變頻器必須滿足電網(wǎng)瞬時掉電，若1-3s內(nèi)來電，系統(tǒng)不停機(jī)；

（3）變頻器和配套整流變壓器的額定容量具備5s持續(xù)輸出150%的過載能力；

（4）變頻器保護(hù)裝置齊全、各模擬、數(shù)字檢測和操作信號齊全。

1.2.2 改造方案

（1）拆除風(fēng)機(jī)現(xiàn)場液力耦合器及其底座支架，結(jié)合電機(jī)底座數(shù)據(jù)重新設(shè)計(jì)、制作和安裝電機(jī)支架，以及對兩臺電機(jī)底座基礎(chǔ)重新澆制，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)牢固；

（2）將2臺RMVC5000-6/45-AT型安裝在變頻器室內(nèi)，并按照技術(shù)要求進(jìn)行內(nèi)部線路連接、參數(shù)設(shè)置等；

（3）對變頻器外部電路按產(chǎn)品要求敷設(shè)，并在操作室安裝好遠(yuǎn)控箱；

（4）分模擬試車、空載試車、負(fù)載試車步驟進(jìn)行試車，滿足生產(chǎn)要求。

1.2.3 改造效果

改造完畢后，循環(huán)風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速10%～100%全范圍調(diào)速運(yùn)行，滿足了生產(chǎn)需求，高壓電機(jī)運(yùn)行電流同等工況下得到大幅下降，節(jié)能效果顯著。

（1）改造后負(fù)載運(yùn)行中兩臺循環(huán)風(fēng)機(jī)運(yùn)行輸出電流大幅降低，具體見表1。

（2）變頻技術(shù)改造后兩臺循環(huán)風(fēng)機(jī)用電情況，選取改造前后典型月份用電量進(jìn)行對比，對比情況見表2。

2 經(jīng)濟(jì)效益

2.1 改造成本

此項(xiàng)改造設(shè)備投入成本32.6萬，主要為2臺變頻器、2臺遠(yuǎn)控箱及線纜輔材等。

2.2 效益計(jì)算

循環(huán)風(fēng)機(jī)工序電單耗改造前4.84 kWh/t，改造后2.71 kWh/t。從工藝操作角度考慮，改造前風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速35%左右，改造后風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速65%左右，在循環(huán)風(fēng)機(jī)負(fù)荷大幅增加的情況下，工序電單耗下降了44%。

從實(shí)際使用來看，循環(huán)風(fēng)機(jī)高壓變頻改造后，盡管因生產(chǎn)工藝需求導(dǎo)致風(fēng)機(jī)負(fù)載大幅增加186%，電單耗仍實(shí)現(xiàn)下降44%，節(jié)能效果顯著，月節(jié)電9.9萬kWh左右，月節(jié)約電費(fèi)成本5.94萬元左右（電費(fèi)按0.60元/kWh）。對應(yīng)年節(jié)約成本59.4萬元（生產(chǎn)10個月）。

2.3 改造效益

變頻器可安全運(yùn)行五年，因此，年創(chuàng)效為59.4-32.6/5=52.88萬元。

3 總結(jié)

球團(tuán)循環(huán)風(fēng)機(jī)高壓變頻改造，解決了原液力耦合器調(diào)速控制的制約和局限性，避免液力耦合器故障和相應(yīng)的維護(hù)費(fèi)用，提高了循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)的工作性能，滿了球團(tuán)生產(chǎn)工藝要求，實(shí)現(xiàn)既提高風(fēng)機(jī)系統(tǒng)安全運(yùn)行的前提下，又大幅的降低運(yùn)行成本，成效顯著。實(shí)踐證明，高壓變頻技術(shù)在風(fēng)機(jī)節(jié)能改造中值得積極推廣。

作者簡介：孫立亭（1981-），男，本科，工程師，從事電氣自動化技術(shù)與管理工作。