變頻器在水泥廠的節(jié)能改造

變頻器是將電網(wǎng)電壓提供的恒壓恒頻轉(zhuǎn)換成電壓和頻率都可以通過控制改變的轉(zhuǎn)換器，使電動(dòng)機(jī)可以在變頻電壓的電源驅(qū)動(dòng)下發(fā)揮更好的工作性能。

水泥制造行業(yè)，大部分水泥廠的一些電機(jī)尤其是大功率的電機(jī)在生產(chǎn)過程中絕大部分是通過調(diào)節(jié)擋風(fēng)板的開啟角度的機(jī)械調(diào)節(jié)方法來滿足不同的用風(fēng)量，這種操作方式的缺點(diǎn)是：1)電機(jī)及風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高，負(fù)荷強(qiáng)度重，電能浪費(fèi)嚴(yán)重;2)調(diào)節(jié)精度差，控制不精確;3)啟動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)沖擊大;4)起動(dòng)時(shí)機(jī)械沖擊大,設(shè)備使用壽命低;5)噪聲大，粉塵污染嚴(yán)重等。因此這些大功率、且連續(xù)運(yùn)行的電機(jī)耗電量高是水泥制造成本高居不下的一個(gè)重要因素。據(jù)統(tǒng)計(jì)在水泥制造成本中電費(fèi)成本約占總成本的30%左右，因此很有必要對(duì)相應(yīng)耗電量大的電機(jī)做一些工藝上的節(jié)能改造，利用節(jié)電的效果來降低水泥的制造成本、提高經(jīng)營(yíng)上的利潤(rùn)空間和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

變頻改造后具有以下特點(diǎn)：1)不需要滿負(fù)荷運(yùn)行，節(jié)電效果好;2)具有軟起功能，降低負(fù)荷強(qiáng)度，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命;3)啟動(dòng)電流小，相當(dāng)于增加電網(wǎng)容量;4)調(diào)節(jié)風(fēng)量精度準(zhǔn)確;5)無需旁通放風(fēng)，減少水泥粉塵污染;6)及時(shí)保護(hù)電機(jī)和其他設(shè)備，保證設(shè)備可靠運(yùn)行等。

變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系：

n =60 f(1-s)/p，(式中n、f、s、p分別表示轉(zhuǎn)速、輸入頻率、電機(jī)轉(zhuǎn)差率、電機(jī)磁極對(duì)數(shù));通過改變電動(dòng)機(jī)工作電源頻率達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。變頻器就是基于上述原理采用交-直-交電源變換技術(shù)，電力電子、微電腦控制等技術(shù)于一身的綜合性電氣產(chǎn)品。 通過流體力學(xué)的基本定律可知：風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備均屬平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，其轉(zhuǎn)速n與流量Q，壓力H以及軸功率P具有如下關(guān)系：Q∝n ，H∝n2，P∝n3;即，流量與轉(zhuǎn)速成正比，壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。

對(duì)于風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備采用變頻調(diào)速后的節(jié)能效果，通常采用以下兩種方式進(jìn)行計(jì)算：

1、根據(jù)風(fēng)機(jī)、泵類平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載關(guān)系式：P / P0=(n / n0)3計(jì)算，式中為P0額定轉(zhuǎn)速n0時(shí)的功率;P為轉(zhuǎn)速n時(shí)的功率。

以已經(jīng)改造的這三臺(tái)風(fēng)機(jī)為例。改造后轉(zhuǎn)速分別為1173r/min、1068r/min、1017r/min。則節(jié)電率分別 (除去變頻器自耗電2%左右)為:

y1=1-(1173/1485)3-2%=48%,

y2=1-(1068/1485) 3-2%=60%,

y3=1-(1017/1485) 3-2%=66%.

2、根據(jù)電流電壓直接計(jì)算

改造前電壓為380V，電流分別為216A、209A、217A，運(yùn)行工況仍以 24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行，全年運(yùn)行時(shí)間以300天，功率因素以0.85為計(jì)算依據(jù)。

則改造前這三臺(tái)每年的電量分別為：

Wg20=1.73×380×216×0.85×24×300=869030kW˙h

Wg21=1.73×380×209×0.85×24×300=840867kW˙h

Wg22=1.73×380×217×0.85×24×300=873053kW˙h

改造后電壓分別為300V，260V，260V。電流分別為152A，140A，130A。

這三臺(tái)每年的電量分別為：

Wg20=1.732×300×152×0.85×24×300=483352kW˙h

Wg21=1.732×260×140×0.85×24×300=385388kW˙h

Wg22=1.732×260×130×0.85×24×300=357860kW˙h

相比較節(jié)電量為：

Wg20= W1-W11=869030-483352=385678kW˙h

Wg21= W1-W11=840867-385388=455299kW˙h

Wg22= W1-W11=873053-357860=515193kW˙h

每度電按0.5元計(jì)算，則采用變頻調(diào)速每年

G20可節(jié)約電費(fèi)192839元，

G21可節(jié)約電費(fèi)227649元，

G22可節(jié)約電費(fèi)257596元。

實(shí)踐證明，水