冷卻塔風機優化節能控制系統分析

趙大龍

摘 要：基于冷卻塔風機的高效運行，積極探索冷卻塔風機節能優化措施對實現節能減排目標，可持續發展模式具有重要的意義。變頻技術是當前節能技術的關鍵，本文就是結合工作實踐提出冷卻塔風機優化節能的具體控制策略。

關鍵詞：冷卻塔風機；節能；控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.073

1 冷卻塔風機節能控制技術

結合冷卻塔風機的工作原理，目前對于冷卻塔風機的節能優化技術主要包括：一是對塔內的結構布局進行優化，以此降低空氣阻力，從而提高其工作效率；二是提高風機的工作運行效益，改進其氣動性能；三是增加風機的接觸面積，以此提高熱力的擴散速度。

一般對冷卻塔風機的節能控制就是要求冷卻塔出水溫度與進出水溫度差都要達到預定的目標，而且實現能源消耗的最低化。隨著計算機技術的快速發展，變頻技術廣泛的應用到各種電器中，通過應用變頻技術為解決冷卻塔風機運行提供了技術支持，冷卻塔風機可以通過自動控制運行過程實現能源的優化控制。

2 冷卻塔風機優化節能控制系統原理

經過實踐冷卻塔風機的工作能力與外界的氣候變化有著很大的關系，具體體現在：一是為了調整出水溫度，采取人工調整風機作業以及調整風機角度問題，這樣會增加人工勞動量，而且還存在安全隱患；二是頻繁的啟動冷卻塔風機會增加設備故障發生率，尤其是瞬間風機啟動會造成電流沖擊，造成電能浪費。基于該問題，需要設計節能控制系統。

冷卻塔風機閉環節能控制系統原理：冷卻塔出水溫度主要是通過風機的風量控制的，而風量大小則是通過轉速實現的，因此通過在出水管上安裝帶有溫度傳感器的控制設備，實現對水溫的自動控制以此實現節能優化控制，比如當出水管的溫度高于設定值后，PLC控制變頻就會增加風機的轉速以此降溫，當出水溫度低于設定值時，控制器同樣就會降低風機的轉速以此將出水溫度控制在一定的范圍內。具體見圖1：

3 冷卻塔風機采用變頻調速控制要點

（1）由于冷卻塔風機驅動部分的轉動慣量一般都較大，所以給定加減速時間要長一些，如30 ～50s。

（2）在實際運轉中經常會由于外界風力的作用使冷卻風機自轉，此時如果啟動變頻器，電動機會進入再生狀態造成故障跳閘。對于變頻器應該將啟動方式設為轉速跟蹤再啟動，這樣就可在變頻器啟動前，通過檢測電機的轉速和方向來實現對旋轉中電機的平滑無沖擊啟動。

（3）由于是普通電機，因此應該設置最低運轉頻率，以保持電機合適的溫升，通常頻率下限為20Hz 。

（4）為防止在較寬運轉頻率范圍內（一般20～50Hz ）冷卻風機出現特定轉速下的機械共振現象，應該在試運轉中分析這種情況，并采取修改參數的方法將系統的固有頻率列為跳躍頻率。

（5）閉環控制下的風機工作主要是根據水溫變化而變化的，但是由于水溫的變化具有波動性和隨機性，因此會導致風機轉速出現震蕩變化，而變頻器的變化主要是由內部的元件的充放電完成的，因此某種意義上其對冷卻塔風機的元器件影響是巨大的，因此采取變頻信號離散化處理：轉速的離散臺階式控制法，即根據各轉速下的風量和風壓，測定風機在各轉速下的效率，找到較高效率的速度點，將高效率速度點設為離散臺階型控制點，使風機的運轉頻率盡可能地工作在最佳工況點附近，實現最大程度上的節能。

4 冷卻劑風機優化控制系統的實際應用

為切實提高冷卻塔風機的運行效果，經過論證該系統在企業生產中投入使用，經過安裝于調試，該系統可以準確的反映風機的運行狀態，具有很好的實際應用效果：一是降低了企業的費用支出，通過應用該控制系統，降低了企業的電費支出，從而提高了企業的經濟效益；二是大大提高了風機的運行安全，并且延長了使用壽命，避免了因為傳統風機運行簸動較大，而存在的安全隱患，降低了安全事故的發生；三是降低了冷卻塔風機的故障發生率，通過應用變頻技術可以對風機的運行情況進行及時的了解，從而實現了能源節能化生產，因此具有很好的推廣價值。

參考文獻：

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