变频调速装置在风机泵类设备上的国内外应用情况及技术特点目前，高、低压变频器技术已相当成熟，适合于各种场合及调速设备的变频器生产厂家及型号很多。采用变频器驱动具有很高的节能空间，许多国家均已指定流量压力控制必须采用变频调速装置取代传统方式，中国国家能源法第29条第二款也明确规定风机泵类负载应该采用电力电子调速。国内外，特别是钢铁企业等耗能大户已大面积地推广使用交流变频技术，使其风机泵类设备实现调速而达到精确控制和节能的目的。由于风机、水泵类大多为平方转矩负载，轴功率与转速成立方关系，所以当风机、水泵转速下降时，消耗的功率也大大下降，因此节能潜力非常大。采用变频调速器来调节流量、压力，节电率可达到20％￣50％。
采用变频调速可以解决控制难度大，用PID或限幅控制等常规的调节方法，通过调节入口或出口及回流管道的挡板、阀门开度来调节压力或流量而不能很好控制的具有复杂特性的控制对象。达到改善工艺、减少维护量、降低工作强度、节能等效果，满足各种生产工艺工况和精确调速要求。
对酒钢现有风机泵类设备进行变频改造的可行性分析我们对酒钢正在应用和引进的传动设备进行了全面的了解和使用情况跟踪，分析总结了现有设备的技术优点和缺陷，并做过大量的实验。经过对现场生产工艺和风机泵类设备的调查，从我公司各类风机、水泵的型号、能力及运行状况看，完全适合进行变频改造。项目的实施而不需要更换电机、风机、水泵、工艺管道等设施，只对相关的电器柜进行更换就可以实现。如3＃高炉助燃风机，若进行变频改造就不需要更换电机和风机及工艺管道，只需对现有的电器柜进行改造并增加变频装置，取消风机出口调节阀和放散调节阀，并保持送风风道切断阀在全开位置。热风炉助燃风机控制是炼铁高炉控制系统的一个子系统，其控制功能程序已存在，将其调节功能纳入现场原有的计算机控制系统，只需对原程序进行修改就可以实现，原有的硬件设备如变送器、导线等无需增加。且助燃风机目前的运行方式为1用1备，在项目实施过程中，只要保证一台助燃风机正常运行，另一台就可以进行改造，不会对生产造成大的影响。
采取的方案（1）根据酒钢高压风机泵类设备的电压等级和国内外目前采用的高压电机变频控制技术及应用方式，酒钢风机泵类设备的变频改造拟采用如下的系统接线图：其中高压变频器选用与现有电机电压等级一致的型号，考虑到这些设备在酒钢生产中的重要性，为了不影响生产，保证设备正常工作，每台变频器还配置工频旁路，以备在变频器出现故障退出运行后，将电机投切到工频下运行。在旁路柜中共有3个高压隔离开关，为了确保不向变频器输出端反送电，K2与K3采用一个双投隔离开关，实现自然机械互锁。当K1、K2闭合，K3断开时，电机运行在变频状态；当K1、K2断开，K3闭合时，电机工频运行，此时变频器从高压中隔离出来，便于检修、维护和调试。旁路柜必须与上级高压断路器DL连锁，旁路柜隔离开关未合到位时，不允许DL合闸。
DL合闸时，绝对不允许操作隔离开关，以防出现拉弧现象，确保操作人员和设备的安全。系统保留原有的启动电抗器，同时保留原有对电机的保护及其整定，以确保电机工频旁路时的启动性能，及实现工频旁路时对电机和变频运行时对变频器的保护。
（2）低压风机泵类设备的变频控制通常采用如下的系统接线图：低压变频选用与现场设备电压等级一致的交流变频器，由于低压变频性能稳定、价格较低、应用比较普遍，且现场低压风机泵类设备都有备用设备，一般不采用旁路。
（3）根据现场设备的配置情况，采用1台变频器拖动1台电机的控制方式，现有设备的主备关系不变。变频器选型应符合以下要求：变频器应适用于海拔2500米以上，40℃以上的环境；符合IEC、EN、NEMA、UL、IEEE标准；防护等级IP30；具有自诊断和保护功能；变频器引起的电网谐波含量满足IEEESTD519―――1992和GB／T14549－93标准；功能单元模块化；具有网络通信接口，能够和PLC进行实时通信；具有完善的数字控制功能。变频器的操作方式设置机旁和远程两种。机旁时，由操作人员在变频柜上手动启停设备，这种操作方式一般只用于检修维护和故障处理；远程时，变频器通过通讯网络与PLC连接，作为计算机系统的一个远程设备，操作人员在CRT上通过与PLC连接的通讯网络启停助燃风机，并随时监控设备的状态。为实现P1.C远程控制，可将这些设备纳入工艺系统的计算机控制系统，把其作为计算机系统的I／O设备，通过调整原计算机系统的程序来实现。原有的仪表设备如变送器、导线等无需增加。
效益分析对于三相异步电动机，其转速公式为n＝60f／p（1一s）（1）式中n―电机转速，r／min；p―电机极对数；f―电源频率，Hz；S―转差率。当极对数p与转差率s一定时，有：n／n′＝f／f′（2）式中n′一频率f′下的转速。当频率与转速成正比时，调节电机频率可达到调节电机转速的目的。根据离心泵及风机的比例定律，在n与n′下的流量Q和Q′、功率N和N′、扬程H和H′分别与转速有下列关系：Q／Q′＝n／n′N／N′＝（n／n′）3（3）H／H′＝（n／n′）2由式（1）￣式（3）得出。调节电机交流电的频率就能调节流量、功率、扬程，使之符合工艺要求，以消除控制阀节流引起的能量损失。
显示了当流量由Q1降为Q2，其负载阻力特性则由RI变为R2，采用阀门调节流量时，工作点从A－＞B，轴功率为：NB＝Q2HB／η（4）采用调速方法，其负载特性仍为R1不变，使轴转速从η1降到η2，新的工作点为C，同样，流量也调到Q2，这时轴功率为：NC＝Q2HC／η（5）图2中的阴影部分即为调速方法与调节阀门方法相比节约的能量：△N＝NB－NC＝QZ△H／η通过以上的分析，如果流量下降20％，采用变频调速方法使转速下降20％，则轴功率下降到（1￣20％）3，即51.2％；若流量下降40％，则轴功率下降到21.6％，节电效果十分明显。根据对现场设备的使用情况调查，酒钢运行的风机类设备的实际利用率平均为80％以下，若采用变频调速技术，将在现有能耗的基础上节能约48.8％；酒钢运行的泵类设备的实际利用率平均为85％以下。若采用变频调速技术，将在现有能耗的基础上节能约38.6％。根据酒钢公司现有各类高低压风机泵类设备的在装量，采用变频器控制后，初步估算每年可为公司节约大约3000万的资金。
结束语变频调速技术具有很好的节能降耗效果，符合国家倡导的建设节约型社会的时代潮流，是降低酒钢能源消耗和提高能源利用率的有效方法。对效率低、能耗高的风机泵类设备进行变频改造，将进一步降低我公司的能耗指标，节省企业运行成本，并改善设备的运行状况和控制精度。若成功实施，将极大地提高我公司的节能水平和变频器的应用水平，具有广泛的经济效益和社会效益。
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