變頻節能在除塵系統的應用

王海峰，袁海生

(北京航天拓撲高科技有限責任公司，北京 100176)

變頻節能在除塵系統的應用

王海峰，袁海生

(北京航天拓撲高科技有限責任公司，北京 100176)

節能減排是企業面臨的一個重要的課題。本文著重對卷煙企業制絲車間除塵系統的節能降耗進行了分析和研究，采用變頻節能方式，優化設備控制方法，使其在節能方面取得了一定的成效。

節能減排；變頻控制；優化控制

近年來，許多工業企業在能源管理、節能降耗方面投入大量資金，如何控制生產成本，降低生產消耗，節約生產能源是卷煙生產企業面臨的一項重要課題。隨著煙草行業的發展，節能降耗越來越受到各個卷煙生產企業的關注。

本文著重對制絲車間除塵系統的節能降耗進行了分析和研究，采用變頻節能方式，優化設備控制方法，使其在節能方面取得了一定的成效。

1 變頻節能原理

變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。變頻器的調速技術的基本原理是根據電機轉速與工作電源輸入頻率成正比的關系：

式中n、f、s、p分別表示轉速、輸入頻率、電機轉差率、電機磁極對數。通過改變電動機工作電源頻率達到改變電機轉速的目的。

由流體力學可知，P(功率)=Q(流量)×H(壓力)，流量Q與轉速N的一次方成正比，壓力H與轉速N的平方成正比，功率P與轉速N的立方成正比。由此可見降低電機轉速可得到立方級的節能效果。

用變頻器拖動風機負載時，當風機負載不需要太大風量時，可以采用降低變頻器輸出頻率，進而降低變頻器輸出功率的方法達到節能的效果。

2 現狀分析

在制絲車間除塵系統中，除塵器分為獨立設備的除塵器、環境除塵器等。除塵器的啟停控制受制于獨立設備的運行狀態和環境除塵需求。除塵器一旦運行后，將按照設定的頻率運行，無法在滿足除塵需求的時候動態的調整運行頻率。本文著重研究了在除塵器運行過程中，如何在滿足生產需求的情況下，動態的降低變頻器的運行頻率，使之達到節能的目的。

3 優化控制

本文對獨立設備的除塵器和環境除塵器分別進行了研究分析。

3.1 獨立設備的除塵器

獨立設備的除塵器是為單一固定設備服務的，當某一設備發出請求除塵器運行時，除塵器接收到信號后，自動啟動運行并將運行信號反饋給相應的設備。這種控制方法只是做到了設備的連鎖控制模式，在運行過程中并未考慮除塵器運行頻率的調整。圖1是一款獨立設備的除塵器設備示意圖。

圖1

在制絲流水線生產過程中，物料是從上游向下游輸送，一段時間內制絲線某個設備是處于空運轉模式，例如冷卻風選機。風選機處于運行時，也許物料剛從源頭向下游輸送，此時風選機是空運行的，生產物料并未處于加工狀態。但此時的除塵器卻按照生產模式的運行頻率在運行，運行頻率處于高位，若此時將運行頻率設置在低位，那么可以有效的降低除塵器的電能消耗。

因此，將生產線物料的生產狀態引入到除塵器的控制當中，一方面能有效降低除塵器高頻運行時間，另一方也提高了除塵器有效利用率。

3.2 環境除塵器

制絲車間的環境除塵點分散廣，點數多。一臺除塵器負責一片區域甚至是一條生產線，環境除塵器的管道也具有多個分支。只要任何區域需要環境除塵，那么除塵器都需要運行。但是某個環境除塵器負責的區域在同一時間內并不是所有的點都需要除塵器運行的，那么如何保證所有除塵點的需求，而又能有效降低除塵器的能耗呢。因此，將除塵點位的信息加入到環境除塵的控制中。

圖2 除塵器示意圖

如圖2所示：將一臺環境除塵器的管道分支設置為7路分支，每個分支上按照有電動閥，當該分支的除塵點位有除塵需求時，分支電動閥打開，反之則關閉分支的電動閥。如果全部分支全部有除塵需求，那么除塵器滿負荷運行，如果有一半有需求，那么降低除塵器的運行頻率。這樣也有效降低了除塵器的電能消耗。

4 結語

企業的節能降耗勢在必行，在保證企業生產的前提下降低能耗是一項艱巨的任務。本文提出優化控制方法，多點控制相結合的方式能夠有效降低生產過程的能源消耗，也能有效降低單位產能的能源消耗。

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