高壓變頻技術在風機節能中的應用

孫立亭 孫松山 戰強

摘 要：變頻技術在風機、水泵節能工作中具有重要的作用，隨著變頻技術的發展和完善，高壓變頻技術日趨成熟，對高壓大功率負荷設備的節能工作，具有舉足輕重的作用。通過實施風機、水泵的高壓變頻節能技術改造，可實現大幅度節能，無論是從經濟效益還是社會效益，均有顯著的成績。

關鍵詞：高壓變頻；節能；風機

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

0 前言

習總書記指出，騰籠換鳥、鳳凰涅槃，實質意思就是說新舊動能要轉換，再往前走必須要進行結構調整、轉型升級，新舊動能轉換要銜接好。山東省省長龔正在十三屆人民代表大會山東代表團的會議上指出：“山東堅持騰籠換鳥，努力轉變經濟發展方式，提高經濟發展質量和效益。”積極開展新舊動能轉換，以往靠高能耗來發展經濟的方式向低碳節能發展經濟的方式轉變，既是企業的義務，也是企業承擔的責任。對于傳統行業來說，積極推廣應用新型節能技術，既是提效降耗的內在舉措，也是迫在眉睫的社會壓力，對于轉變經濟發展方式來說具有重要的作用。

風機、水泵在傳統工業企業中隨處可見，以淄博鐵鷹鋼鐵有限公司為例，公司的主要產品為球團礦，生產線6kV高壓風機有6臺，合計負荷為2580kW，年用電量為1400萬kWh左右，節能潛力及節能效益巨大。通過高壓變頻節能技術的推廣應用，實施風機高壓變頻技術改造，既能取得巨大的節能效益，又能提高風機設備的可靠性，因此，公司制定了風機高壓變頻技術改造計劃，并逐步實施風機高壓變頻技術改造。

1 循環風機高壓變頻技術改造

1.1 循環風機簡介

循環風機用途是從回轉窯及環冷機抽取熱風，用于鏈篦機生球加熱，共有2臺，電機為6kV、355kW高壓電機，實際月用電在24萬kWh左右，風機轉速百分比在35%左右。

1.2 循環風機高壓變頻技術改造方案

根據循環風機工況實際，提出高壓變頻技術改造指標，并通過合理選型采購2臺高壓變頻器，用于循環風機高壓變頻技術改造。

1.2.1 設計指標

（1）變頻系統采用高-高方案，拓撲結構采用功率單元串聯方式，無需外置或內置升壓變壓器、輸出濾波器及類似變壓環節，變頻器可直接輸出0-6kV電壓；

（2）變頻器必須滿足電網瞬時掉電，若1-3s內來電，系統不停機；

（3）變頻器和配套整流變壓器的額定容量具備5s持續輸出150%的過載能力；

（4）變頻器保護裝置齊全、各模擬、數字檢測和操作信號齊全。

1.2.2 改造方案

（1）拆除風機現場液力耦合器及其底座支架，結合電機底座數據重新設計、制作和安裝電機支架，以及對兩臺電機底座基礎重新澆制，實現基礎牢固；

（2）將2臺RMVC5000-6/45-AT型安裝在變頻器室內，并按照技術要求進行內部線路連接、參數設置等；

（3）對變頻器外部電路按產品要求敷設，并在操作室安裝好遠控箱；

（4）分模擬試車、空載試車、負載試車步驟進行試車，滿足生產要求。

1.2.3 改造效果

改造完畢后，循環風機實現轉速10%～100%全范圍調速運行，滿足了生產需求，高壓電機運行電流同等工況下得到大幅下降，節能效果顯著。

（1）改造后負載運行中兩臺循環風機運行輸出電流大幅降低，具體見表1。

（2）變頻技術改造后兩臺循環風機用電情況，選取改造前后典型月份用電量進行對比，對比情況見表2。

2 經濟效益

2.1 改造成本

此項改造設備投入成本32.6萬，主要為2臺變頻器、2臺遠控箱及線纜輔材等。

2.2 效益計算

循環風機工序電單耗改造前4.84 kWh/t，改造后2.71 kWh/t。從工藝操作角度考慮，改造前風機轉速35%左右，改造后風機轉速65%左右，在循環風機負荷大幅增加的情況下，工序電單耗下降了44%。

從實際使用來看，循環風機高壓變頻改造后，盡管因生產工藝需求導致風機負載大幅增加186%，電單耗仍實現下降44%，節能效果顯著，月節電9.9萬kWh左右，月節約電費成本5.94萬元左右（電費按0.60元/kWh）。對應年節約成本59.4萬元（生產10個月）。

2.3 改造效益

變頻器可安全運行五年，因此，年創效為59.4-32.6/5=52.88萬元。

3 總結

球團循環風機高壓變頻改造，解決了原液力耦合器調速控制的制約和局限性，避免液力耦合器故障和相應的維護費用，提高了循環風系統的工作性能，滿了球團生產工藝要求，實現既提高風機系統安全運行的前提下，又大幅的降低運行成本，成效顯著。實踐證明，高壓變頻技術在風機節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與管理工作。