優化鼓風機電氣控制系統措施

蘇文恒

摘 要：本文介紹了唐山三友遠達纖維有限公司污水處理工序鼓風機進行變頻器的改造；將原有鼓風機由原來的自耦降壓啟動控制改為變頻器控制，與原控制相比較，即節約了用電，降低了運行成本。

關鍵詞：鼓風機；變頻器；雷達液位計

中圖分類號：TM762 文獻標識碼：A

1 鼓風機運行狀態與生產工藝變化間存在矛盾

我公司一期污水場配套污水鼓風機5臺，單臺功率為160kW，鼓風機的風量是按照調節池最高液位進行配置，控制方式為自耦降壓啟動；由于生產工藝的變化及污水廠的實際運行情況，調節池的液位變化較大，大部分時間達不到最高液位，有時調節池的液位還比較低；當液位較低時，鼓風機還是在額定頻率下滿負荷運行，造成大量的電能的浪費，同時也造成鼓風機的故障率的升高；同時由于風量較大，降低廢氣中硫化氫的濃度。

為解決上述問題，研究改變鼓風機的控制方式，由原來的自耦降壓啟動改為變頻器控制；根據調節池液位的變化改變鼓風機的運行頻率，控制鼓風機的風量，在穩定生產的前提下，既節約了鼓風機電能損耗，又降低了鼓風機的故障率。

2 改造方案

原有鼓風機的控制方式為自耦降壓啟動，無論調節池內液位的高、低，鼓風機都一直在額定頻率下滿負荷運行，造成不必要的電能的損耗；在滿足工藝生產要求的前提下，將其中3臺鼓風機改為變頻控制，鼓風機的運行頻率隨調節池內液位的變化而變化；在調節池頂安裝雷達液位計，測量調節池的液位，將液位信號傳輸給液位顯示控制儀表，液位顯示控制儀表將液位信號轉換為鼓風機運行的頻率信號，使鼓風機的運行頻率隨調節池內的液位變化而改變（參見控制系統圖，如圖1所示）；既滿足了工藝生產的要求，又節省鼓風機的運行費用；同時也提高了置換出來的硫化氫廢氣的濃度，提高廢氣回收的產量。

3 鼓風機變頻器控制原理

將其中3臺鼓風機由自耦降壓啟動改為變頻器控制，并且具有手動、自動控制兩種控制方式：

3.1 手動控制：在值班室內安裝控制箱，當將鼓風機控制方式轉到手動控制方式時，在控制箱可以控制鼓風機的啟、停，并可以手動改變變頻器運行頻率，在生產比較穩定的情況時，手動輸入變頻器頻率，風機云新穩定；控制箱上安裝雙回路數顯表，顯示鼓風機的運行狀態，包括鼓風機的運行電流、運行頻率。

3.2 自動控制：當將鼓風機控制方式轉到自動控制方式時，鼓風機啟動后，鼓風機的運行頻率根據調節池的液位變化自動調整變頻器的運行頻率；調節池液位達到高液位時，鼓風機在工頻下運行，當調節池液位達到高液位以前，鼓風機運行頻率隨液位的變化而變化；為了保證3臺變頻控制的鼓風機同時自動控制運行頻率一致，在液位顯示控制儀表輸出的4～20mA信號加裝一拖二模擬信號隔離器，通過一拖二模擬信號隔離器將頻率信號分別傳輸給每臺鼓風機變頻器；從而保證了三臺風機變頻器的運行頻率的一致，保證生產穩定運行。系統圖及控制箱原理圖如圖2所示。

3.3 變頻器的選型和技術特性：目前市場上變頻器的種類較多，考慮到變頻器的性價比及公司內部備品備件問題，我公司選用AB生產的PowerFlex750系列的PowerFlex753變頻器，其功能強大，易于使用、靈活且適用于各種工業應用特點，維修方便。變頻器具體參數為6脈沖，帶直流端子；機柜為IP20，NEMA/UL，變頻器功率為160kW，額定電壓為400VAC；選用風機水泵類變頻器；變頻器的具體型號為：20F1NC302。變頻器控制柜距離風機距離為60m，小于100米，因此沒有選用出線電抗器。

4 安裝調試

為了保證公司生產穩定，3臺鼓風機分開單獨改造，一臺機組改造成功以后，再著手進行另1臺鼓風機改造，即保證了生產的穩定，又使鼓風機變頻改造工作連續進行，安裝調試一次成功。

結語

鼓風機改造完成后運行穩定，單臺鼓風機電動機的額定功率為160kW，額定電流為285A，通過這次變頻改造后，鼓風機實際運行頻率為38Hz，運行電流為210A；按年工作8000小時計算，單臺鼓風機每年可節省電能：W=UIT=×0.4×75×8000=415680kWt；按照每度電0.4元計算，年可節約電費約16.6272萬元；半年可收回改造投資成本。既保證了穩定生產，又為公司節約了電能。

參考文獻

[1]滿永奎.通用變頻器及其應用應用[M].北京：機械工業出版社，2012.

[2]于長官.自動控制技術及應用[M].哈爾濱：哈爾濱工業大學，2007.