變頻器在水泥廠的節能改造

在水泥制造行業，大部分水泥廠的一些電機尤其是大功率的電機在生產過程中絕大部分是通過調節擋風板的開啟角度的機械調節方法來滿足不同的用風量，這種操作方式的缺點是：1）電機及風機的轉速高，負荷強度重，電能浪費嚴重；2）調節精度差，控制不精確；3）啟動電流對電網沖擊大；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。據統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能改造，利用節電的效果來降低水泥的制造成本、提高經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，相當于增加電網容量；4）調節風量精度準確；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：

n =60 f（1-s）／p，（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。變頻器就是基于上述原理采用交-直-交電源變換技術，電力電子、微電腦控制等技術于一身的綜合性電氣產品。 通過流體力學的基本定律可知：風機、泵類設備均屬平方轉矩負載，其轉速n與流量Q，壓力H以及軸功率P具有如下關系：Q∝n ，H∝n2，P∝n3；即，流量與轉速成正比，壓力與轉速的平方成正比，軸功率與轉速的立方成正比。

對于風機、泵類設備采用變頻調速后的節能效果，通常采用以下兩種方式進行計算：

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

以已經改造的這三臺風機為例。改造后轉速分別為1173r/min、1068r/min、1017r/min。則節電率分別 (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小時連續運行，全年運行時間以300天，功率因素以0.85為計算依據。

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，則采用變頻調速每年

G20可節約電費192839元，

G21可節約電費227649元，

G22可節約電費257596元。

實踐證明，水泥行業變頻改造具有顯著的節電效果，是一種理想的調速控制方式。既提高了設備效率，又滿足了生產工藝要求，并且因此而大大減少了設備維護、維修費用，還降低了停產周期。直接和間接經濟效益十分明顯，設備一次性投資通?？梢栽谧冾l改造后短短幾個月的時間里僅僅靠節約電費就能收回。