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，使電動機可以在變頻電壓的電源驅(qū)動下發(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尤其是大功率的電機在生產(chǎn)過程中絕大部分是通過調(diào)節(jié)擋風板的開啟角度的機械調(diào)節(jié)方法來滿足不同的用風量，這種操作方式的缺點是：1)電機及風機的轉(zhuǎn)速高，負荷強度重，電能浪費嚴重;2)調(diào)節(jié)精度差，控制不精確;3)啟動電流對電網(wǎng)沖擊大;4)起動時機械沖擊大,設備使用壽命低;5)噪聲大，粉塵污染嚴重等。因此這些大功率、且連續(xù)運行的電機耗電量高是水泥制造成本高居不下的一個重要因素。據(jù)統(tǒng)計在水泥制造成本中電費成本約占總成本的30%左右，因此很有必要對相應耗電量大的電機做一些工藝上的節(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)營上的利潤空間和市場競爭力。

變頻改造后具有以下特點：1)不需要滿負荷運行，節(jié)電效果好;2)具有軟起功能，降低負荷強度，延長設備使用壽命;3)啟動電流小，相當于增加電網(wǎng)容量;4)調(diào)節(jié)風量精度準確;5)無需旁通放風，減少水泥粉塵污染;6)及時保護電機和其他設備，保證設備可靠運行等。

變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是根據(jù)電機轉(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、電機轉(zhuǎn)差率、電機磁極對數(shù));通過改變電動機工作電源頻率達到改變電機轉(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。 通過流體力學的基本定律可知：風機、泵類設備均屬平方轉(zhuǎn)矩負載，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。

對于風機、泵類設備采用變頻調(diào)速后的節(jié)能效果，通常采用以下兩種方式進行計算：

1、根據(jù)風機、泵類平方轉(zhuǎn)矩負載關(guān)系式：P / P0=(n / n0)3計算，式中為P0額定轉(zhuǎn)速n0時的功率;P為轉(zhuǎn)速n時的功率。

以已經(jīng)改造的這三臺風機為例。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)電流電壓直接計算

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

則改造前這三臺每年的電量分別為：

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元計算，則采用變頻調(diào)速每年

G20可節(jié)約電費192839元，

G21可節(jié)約電費227649元，

G22可節(jié)約電費257596元。

實踐證明，水