变频调速装置在煤气鼓风机系统中应用
高压变频器在焦化煤气鼓风机的应用
节 电率 ：△Ｐ １ ／ Ｐ ｌ ｖ ＝ ２ ３ １ ／ １ ３ ７ １ ＝ ｌ ６ ． ８ ％ 上述节 电率为改造后采用变频器 同时 去除 液力耦合 器后的节 电率 ，若 仍需保 留液耦 ，则 需将液 耦开至 １ ０ ０ ％ ，以减低 损耗 ，则需要增加 额 定效率 ，故节 电率为 １ ２ ． ５ ％ 。按年运 行 时间
风 机在 实 际应 用 中数量 众 多 ，分布 面极 广 ，耗 电量巨大 。 目前，靠节流调节变负荷运 行 的定速风机还有很 大的节 电潜力 ，其潜 力挖 掘 的焦 点是提高风机 的运行效率 。一般来讲 ， 风 机基 本上都采用定速 驱动 。这种定速驱动 的 风 机，如果需要 调节服 务点的压力或流量 ，只 好 采用节流 阀或风 门调节流量，这样就存在严 重的节流损耗 。尤其在 机组变负荷运行 时，由 于风机的运行偏 离高效点，使运行效率 降低 。 调查表 明：我 国风机 运行效率 低于７ ０ ％ 的 占一 半 以上 ，低于５ ０ ％ 的 占１ ／ ５ 左右 ，有 的甚至 不到 ３ ０ ％ ，结果是 白白地 浪费掉 大量 的电能 ，已经 到了非改不可的地步 。 ２ ． 设备现状 节能计 算分析 目前我公 司有 １ ０ Ｋ Ｖ １ ４ ０ ０ Ｋ Ｗ 煤气 鼓风 机两台 （ Ｙ Ｂ Ｋ Ｓ ５ ６ ０ ３ — ２ 额 定电流：９ ７ ． ６ Ａ 运行 功率 因数： ０ ． ８ ８ 转速２ ９ ７ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ ） 一开一备 ，运行 电流９ ０ Ａ ， 而且风机 目前采 用液力偶合器调速 ，反 应速度 及调 节 精度 都不 够 ，因此 计划 安 装变 频器 调 节，计算如下： 工频 的实 际运 行功率为：Ｐ １ ｖ ＝ １ ． ７ ３ ２ Ｕ Ｉ ｃ ｏ ｓ
△Ｐ ｓ Ｉ 为液 偶的转 差损耗 率，不包括 液偶 的轴承磨损损 失、油路损失 、鼓 风损失、导管 损失等 ，此部分损耗按照 电机输 出轴功率 的３ ％ 计算 ，所 以液偶的全部功损为：
变频调速装置在煤气鼓风机系统中的应用
避塑鲺．变频调速装置在煤气鼓风机系统中的应用尹国强崔彦龙(平禹煤电公司供电分公司，河南禹州461670)睛要l通过对煤气鼓风运行工况的分析，应用变频调建装鼍和PL C构成风匾闭环控制系统，实现对煤气鼓风机风量的自动控铡，解决了“失马拉小车“的同题，达鳓了节能降耗的日的。
尉薯套翮程序拉锎器；变额调速；节能；鼓风系统交频调速技术是当今节电节能、改善工艺结构，以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。
但在电气拖动设备的运行过程中，经常遇到这样的问题，即拖动设备的负荷变化较大，而动力源电机的转速却不变，也就是说输出功率的变化不能随负荷的变化而变化。
在实际中这种“大马拉，J、车”的现象较为普遍，浪费能源。
在许多生产过程中采用变频调速实现电动机的变速运行，不仅可以满足生产的需要，而目还能俐氏电筋肖耗，延长设备的使用寿命。
这里介绍的煤气鼓风机系统采用变频调，并应用PL C构成风压闭环自动控系统，实现了电机负荷的变化变速运行自动谓节风量，即满足了生产需要，又达到了节能降耗的目的。
1工况分析鼓风机系统构成如下。
1)风机型号：9—26，风量：8588—10735m狮，风压：10020—9630Pao2)电机型号：Y225M一2，功率：45kW，电压：380V，电流：83．9A，频率：50H z，功率因数：0f39，效率：2970r／m i nD通过对鼓风机几年来的恒速运动实际情况的记录分析，鼓风机系统运行规律如下：最大负荷时的只量为1600 m狮，电机的电流为38A，运行时间1个月；一般负荷的风量为950 m掣h'电机的电流为36A，运行时间9个月：最低负荷时的风量为500 m狮。
电机的电流为18A，运行时间2个月。
由此可以看出，对于该鼓风机来说，最大负荷也不到额定负荷的一半，当风量下降时，用调节管道风门的方法来改变风道阻力，使功率下降不多，耗能仍很大。
采用电气传动愀置来调节风机电动机的转速是实现经济地调节风量、有交啼能的最佳方法。
变频调速技术在鼓风机中的应用
间接经济效益为 ：０ ０ ２ ＋２０ ２ ０ ＋８ ５ ４ ０＝５２ 元 Ｉ ２５ 总的经济效益为 ： ８ ６ ．５ ２ ５ ４ ８ ．５ ４ ８ ３ ２ ＋５ ５ ＝５０ ８２
元 ／年 。
二 改 进 措施
通过调研 和理论计算 ，如采用变 频器进行调 节， 不仅可 使风量 和风压达 到满意效果 ， 解决正 压燃烧 问题 ，而且可节省电能消耗。
一
，
风量授詹
一
直 接 经 济 效 益 ｔ１ １５ ｋ ７ ４ ０ Ｗｈ × ０２ ５ ／ Ｗ ｈ ．８ 元 ｋ
＝４ ８ ３ ２ 元 。 ８６ ．５
燃 用煤 种为 贫煤 ，低 位 发热 量 为 ０
６ ０ ｋ ａ／ ｇ， 热量为 ６ ０×１￣ｃ ｌｈ 假设全 ０ ０ ｃｌ ｋ 供 ０ ｋ ａ／ ， Ｏ 负荷运行 ， 热效率为 ７ ％ ， ０ 则该炉每小时所需的燃 料量为 ： Ｂ＝６ ０×１４（０ ０×７ ％） ４ ８ ５ （ｇ ｈ ０ ０／ ６ ０ ０ ＝１２ ．７ｋ ／ ） 每斤该 燃料 完全燃烧所需空气量为 ：
壤 ＃ 磷 辫 ｉ
五 ，投资回报分析
若投资上 马 ６ ３ ｋ 变频控制器 ，所需投 资 台 ０Ｗ 为 ６×２＝ １ 万元 ） 变 频控 制器每年 的维修费用 ２（ ， 很低 ，不到三个采暖期 则可收回全部投资。■
科
维普资讯
ＥＮ ＥＲＧＹＣＯＮＳ ＥＲＶ ＯＮ ＾ ＡＴＩ ＮＤ Ｅ ＮｎＲ Ｍ Ｅ ＮＴＰ Ｒ０强
现： 鼓风机 风量偏大 ，风压偏高 。造成燃烧所需风
量调节很困难 ， 以致于锅炉长期正压燃烧 ， 门经 炉 常烧坏 ， 室内环境条件恶 劣 ， 还造成了电能的浪费。
运行 １ 小时 ，全年运 行 １０ ５ 天计算 ，６台鼓风机一 ５ 个采暖期 的节 电量 ：
变频调速节能技术在加热炉鼓风机上的应用
加 热炉 鼓 风 机 经 过 变 频 节 能 改 造 投 用 一 年 来， 变频 调速器 操作 安 全平 稳 ， 具有 过 载 、 压 、 过 过 流、 欠压 、 电源 缺相 等 自动 保 护 功 能 ， 现 了风 量 实 压 闭 回路 自动 调节控 制 。驱 动 电机 可 实现 软启 动
节， 设备 运 行 能 耗 长 期 居 高 不 下 。 为提 高加 热 炉
江石 化 公 司 已投 入 运 行 的变 频 调 速 器 有 ４ ２台 ， ６
总装机 容 量达 到 １０ ０ｋ ６０ Ｗ。若 按 每 台设 备 平均节
电率 ４ ％ 计 算 ， 每 年 至 少 可 节 约 电 能 ４ ０ ｏ 则 ２ ０万 ｋ ， 年仅 节约 电费 一项 就达 ２ ０ 每 ５ ０多万元 ， 约 节 设备 维修 费 、 材料 费 １ ０多 万元 。 ０
的 经 济 效 益 和 社会 效 益 。
关键 词 ： 油 化 工 ；鼓风 机 ； 频 调 速 ；节 能 改 造 石 变
中国石化 股份 有 限公 司九 江石 化 公 司是 江 西 省 内唯一 的炼 油 、 化肥 、 工 配套 生 产 的 国有 特 大 化
型石 油化 工 联 合 企 业 ， 中 国石 化 长 江沿 江 主要 是 炼 化企 业之 一 。该 公 司 努 力 挖 潜 增 效 、 化 生 产 优 运行 ， 靠 科 技 进 步 实 现 节 能 降 耗 。为 了 降低 电 依
焦炉煤气鼓风机高压变频调速控制系统的设计档
浅谈焦炉煤气鼓风机高压变频调速控制系统的设计2009-10-16 9:40:26北京利德华福电气技术有限公司技术工程部杜新宇〔摘要〕：本文对焦炉煤气加压控制系统进行了分析，在焦炉煤气加压机控制系统中运用变频调速技术对其进行改造，从而实现煤气加压机运转的自动调节，有效的稳定了焦炉煤气母管压力，保证安全运行，并且达到节约能源的效果。
解决了两台鼓风机并列运行，靠调节回流阀无法实现压力恒定这个始终困扰焦炉生产的难题。
〔关键词〕：焦炉煤气鼓风机、高压变频器、压力PID闭环控制、鼓风机无扰切换一、前言天铁冶金集团有限公司焦化厂现有58型焦炉两座和JN43-80型焦炉一座，以及配套的备煤、煤气；净化、辅助化工原料回收、污水处理等一套完善的生产系统，年产焦炭112万吨，焦炉煤气5亿立方米，焦油45000吨，粗苯13000吨，硫酸铵15000吨，以及日处理污水2400吨的能力。
随着焦炭产量提高，煤气收集压力增大，原抽气鼓风机一运两备的运行方式在夏季高温天气情况下已不能满足生产要求，主要原因是煤气压力增大、温度增高，若不能及时排出将可能发生爆炸。
焦炉生产工艺中，集气管煤气压力的控制效果将直接影响焦炉的生产。
如果炉内压力过高，会导致焦炉冒黑烟，煤气外泄，严重污染环境，给现场工人的工作和健康造成极大影响和危害；如果炉内压力过低，炭化室将出现负压操作，会吸入大量空气，浪费大量的煤气，严重影响焦炭和煤气的产量和质量，并且长期负压操作将会影响焦炉的正常生产及寿命。
如果要鼓风机实施两运一备运行方式，通过调整回流阀（也称小循环阀）的开度来调节煤气总管压力，由于鼓风机前后压差较大，使得调节阀轻微动作，总管压力就会发生剧烈波动，超过工艺容许范围。
因此会引起回炉煤气压力及外网用户煤气量均发生剧变，造成焦炉煤气量不足或外网用户不能正常生产，并且煤气回流造成能量浪费。
通过多方调研，焦化厂的技术人员提出使用变频调速来改变鼓风机转速，从而调节集气管的压力方案。
煤气鼓风机变频调速系统的应用
１ 节 能 原 理
Ａｐ ｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ＶＶＶＦ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｎ ｇ ａ ｓ ｅ ｘ ｈ ａ ｕｓ ｔ ｅ ｒ
Ｐ ｅ ｎ ｇ Ｇｕ ａ ｎ ｇ ｗｅ ｎ （ Ｃ ｏ ｋ ｉ ｎ ｇ Ｐ ｌ ａ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｌ ｉ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｉ ｒ ｏ ｎ＆ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ Ｃ ｏ ． Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｌ ｉ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ ５ ４ ５ ０ ０ ２， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａ ｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ：Ｉ ｎ ｖ ｉ ｅ ｗ ｏ ｆ ｈｉ ｇ ｈ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｃ ｏ ｎ ｓ ｕｍｐｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｇ ａ ｓ ｅ ｘ ｈａ ｕ ｓ ｔ ｅ ｒ ｒ ｕｎ ｎ ｉ ｎ ｇ ａ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｆ ｒ ｅ ｑｕ ｅ ｎ ｃ ｙ， ｔ ｈｉ ｓ ｐ ａ ｐｅ ｒ ｄ ｅ ｓ ｃ ｒ ｉ ｂｅ ｄ ａ ｎ ｉ ｎ ｎｏ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｆ ｒ ｅ ｑｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｇ ａ ｓ ｅ ｘ ｈ ａ ｕｓ ｔ ｅ ｒ ．Ｔｈ ｅ ｍｏ ｄｉ ｆ ｉ ｅ ｄ ｇ ａ ｓ ｅ ｘ ｈ ａ ｕｓ ｔ ｅ ｒ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｉ ｎ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ， ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｓ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｓ ａ ｖ ｉ ｎ ｇ ｂｙ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｈ ａ ｕｓ ｔ ｅ ｒ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ａ ｃ ｃ ｏ ｒ ｄｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｄ ｉ ｆｅ ｒ ｅ ｎｔ ｌ ｏ ａ ｄｓ ． Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ：Ｇａ ｓ ｅ ｘ ｈａ ｕｓ ｔ ｅ ｒ ；Ｆ ｒ ｅ ｑ ｕｅ ｎｃ ｙ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ； Ｅｎｅ ｒ ｇ ｙ ｓ ａ ｖ ｉ ｎｇ
变频调速系统在煤气鼓风机中的应用
０引言 交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流
程，以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的 一种主要手段。变频调速以其优异的调速和起制 动性能，高效率、高功率因数和节能效果，广泛的 适用范围及其它许多优点而被国内外公认为是最 有发展前途的调速方式。在焦化企业应用变频调 速系统来调节煤气鼓风机的转速是调节煤气流量 和压力、有效节能的最佳方法。
初冷器前吸力信号输＾
６ ｋＶ
数据采样
数字滤波
韧件器前吸力ＰＩＤ控制
型控制量输出给变糖器
６ ｋＶ ６３０ ｋＷ
图３变频转工频系统主电路示意图
圈２变频调速软件流程图
整个系统控制的关键是保持焦炉压力设定值
·５８·
２．２变频器一带二系统的设计 为节约投资，充分发挥变频器的节能效益，当
一台风机故障或检修时，另一台风机仍能利用变 频器节能运行，即所谓一带二系统，如图３所示。
裹ｌ变频前后鼓风机运行参数
的检修周期和使用寿命。 该煤气鼓风机变频调速系统于２００２年２月投
入试运行至今，实践充分证明，煤气鼓风机应用变
频调速，并采用ＰＩＪＣ构成初冷器前吸力的闭环自
动控制系统，实现了电机根据负荷的变化变速运
以改造前后参数的平均值计算节能效果。变 频调速前后的年耗电量分别为纯和口ｂ：
变频转工频系统主电路示意图如图３所示。 Ｋｌ—Ｋ５为高压开关柜，其中Ｋ４与Ｉｃ５是原工频系 统。当Ｋ１、ｌ（２（Ｋ３）或变频装置出现故障时，系统 中的邬ｕＡⅡｃ ｓ７—２００ ＰＩＪｃ自动将变频器停止运行， 并断开高压开关柜Ｋ２（硒），延时后，Ｋ４（Ｋ５）自动 合闸，ｌ’（２’）鼓风机由工频电源供电，继续运行， 变频转工频完成。
［收稿日期］２０吁ｍ—１８；［修改藕收到日期］２００３．％巧
高压变频器在煤气鼓风机中的节能和应用
变速机等构成。其中： 电机与耦合器 、 耦合器与变速机
之间采用膜片式联轴器联接传动， 变速机与鼓风机之 间采用齿轮式联轴器联接传动。改造前系统图如图 １
收稿 日期：０ ０ ０ ～７ ２ １－ ５ ２
作者简介 ： 伟（ ６－１ ， 韦 １ ２＿ 工程 主要从事企业设备管理工作。 ９ 男
第 ３ 期 １卷 第 ５
有 色 冶 金 设 计 与 研 究
２ １ 矩 ００
１ 月 ０
高压变频器在煤气鼓风机中的节能和应用
韦 伟， 谈海元
４ ５０ ） ３ ０ ０
（ 湖北新 冶钢有 限公司新化 能厂 ， 湖北 黄石
［ 摘 要 ］－ ｚ 间要介 绍 了西门子一 罗宾康 完美无谐 波 高压 变频器在 焦化 煤气鼓风机 上 节能改造 中的应 用． ｚ － 并根
ｅｆ ｉ ｎ ｙ ｅ ｅ ｇ ｖ ｎ ｎ ｐ ｉ ｚｎ ｐ ｒ ｔ ｎ ｆ ｃｅ ｃ ， ｎ ｒ ｙｓ ｉｇａ ｄｏ ｔ ｉ ａ ｍｉｉ ｇｏ ｅ ａ ｉ ． ｏ Ｋｅ ｗｏ ｄ ｈ ｇ － ｏｔ ｇ ｅ ｕ ｎ ｙｃ ｎ ｅ ｔｒ ｇ ｓｂ ｏ ｒ ｈ ｇ ｆｉｉｎ ｙ＆ ｅ ｅｇ ａ ｉ ｇ ｙ ｒ ｉｈ ｖ ｌ ｅ ｑ ｅ ｃ ｏ ｖ ｒ ； ａ ｌｗｅ ； ｉｈ ｅｆ ｅ ｃ ａ ｆ ｒ ｅ ｃ ｎ ｒｙ ｓ ｖｎ
所示 。
１ 前 言
随着科学技术 的高速发展． 变频器 以其 节能 、 电 节 和高效的特 陛应 用到工业控 制的各 个领域 。 现了能 实
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１一 Ｌ Ｕ Ｕ ＿ － － Ｉ ●
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【变频调速电机】变频调速装置在煤气鼓风机系统中的应用
【变频调速电机】变频调速装置在煤气鼓风机系统中的应用摘要：通过对煤气鼓风运行工况的分析，为解决“大马拉小车”的问题，应用变频调速装置和PLC构成风压闭环控制系统，实现对煤气鼓风机风量的自动控制，解决了“大马拉小车”的问题，达到了节能降耗的目的。
叙词：可遍程序控制器变频调速节能鼓风系统1 引言在电气拖动设备的运行过程中，经常遇到这样的问题，即拖动设备的负荷变化较大，而动力源电机的转速却不变，也就是说输出功率的变化不能随负荷的变化而变化。
在实际中这种“大马拉小车”的现象较为普遍，浪费能源。
在许多生产过程中采用变频调速实现电动机的变速运行，不仅可以满足生产的需要，而且还能降低电能消耗，延长设备的使用寿命。
这里介绍的煤气鼓风机系统采用变频调，并应用PLC构成风压闭环自动控系统，实现了电机负荷的变化变速运行自动调节风量，即满足了生产需要，又达到了节能降耗的目的。
2 工况分析鼓风机系统构成如下。
（1）风机型号：9-26，风量：8588 ~ 10735m3/h，风压：10020~9630Pa。
（2）电机型号：Y225M-2，功率：45kW，电压：380V，电流：83.9A，频率：50Hz，功率因数：0.89，效率：2970 r/min。
鼓风机的特性曲线如图1所示。
@gas_1.jpg通过对鼓风机几年来的恒速运动实际情况的记录分析，鼓风机系统运行规律如下：最大负荷时的风量为1600 m3/h，电机的电流为38A，运行时间1个月；一般负荷的风量为950 m3/h，电机的电流为36A，运行时间9个月；最低负荷时的风量为500 m3/h，电机的电流为18A，运行时间2个月。
由此可以看出，对于该鼓风机来说，最大负荷也不到额定负荷的一半，当风量下降时，用调节管道风门的方法来改变风道阻力，使功率下降不多，耗能仍很大，这由图1可以看出。
图1中曲线1为风机在恒速下调节风门时的风压-风量（H-Q）特性，曲线2为恒速下调节风门时的功率-风量（P-Q）特性，曲线3为管网风阻（R-Q）特性。
变频调速器在鼓风机上的应用
如图２所示，鼓风机风道出口位于曝气池底部， 曝气池水位ｈ是固定不变的，只有风道压力只大于 水体对风道的压力Ｐ。即Ｐｆ－Ｐ；＞０时空气才能顺利送人 池中。当Ｐｓ与Ｐｆ非常接近时，由于Ｐｓ和Ｐｆ总有微小 的波动，这时它们之差就时而大于０时而小于０，因
收稿日期：２００３一Ｏｌ一２０ 作者简介：于树海（１９６８一），男，山东省莱阳市人，研究方向为电气控制自动化。
３．１最佳节能效果
现代变频器有许多先进的功能，合理的选择利 用会取得更好的效果。如图ｌ所示，曲线０是平方 率负载的机械特性，曲线１足电动机在Ｖ，Ｆ控制方 式下的转矩曲线。由图１可知，当转速为Ｎ，时，负 载转矩为ＴＩ，电机转矩为Ｔｍ，，可以看出，在低频运 行时，电动机的转矩与负载转矩相比，仍高出许多， 也就是说该系统还有很大的节能潜力。因此合理的
1.期刊论文 刘军.韩树强.张文.张长青.王征.赵云雅.Liu Jun.Han Shuqiang.Zhang Wen.Zhang Changqing.Wang
Zheng.Zhao Yunya 变频调速器代替蝶阀控制风量的节电效益 -中外能源2009,14(1)
介绍了采用变频调速器代替蝶阀控制风量的原理及具体操作方法.中国石油秦京输油分公司在其输送管线12台加热炉上应用了该方法.应用结果表明 ,风量由改造前的6500m3/h提高到7000m3/h,风量充足且燃烧效果好,节约了燃料油.对改造后的迁安、丰润、宝坻 3 站 6 台加热炉进行经济分析可知,采 用变频调速器,全年可节电502116kW·h,节约投资 25 万元,回收期约1a.
万方数据
第２５卷第６期２００３—６ １５５１
变频调速器在鼓风机上的应用
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 引用次数：
变频调速在焦炉煤气鼓风系统中的应用引言西林钢铁公司焦化厂现有
变频调速在焦炉煤气鼓风系统中的应用引言西林钢铁公司焦化厂现有66型焦炉两座，原有压力调节系统为人工手动调节，由于被控对象是一个多扰动、变化大、耦合严重的非线性系统，由于焦炉末期生产，炉况频繁失常，已严重影响焦炉的正常生产。
影响焦炉正常生产的因素很多，其中，煤气压力是焦炉生产的一个重要工艺参数，它直接反映焦炉生产状况。
为此，要想实现焦炉集气管压力的自动调节，单靠简单的仪表单回路进行调节，是根本无法实现的，必须采用先进可靠的控制方法。
交流变频调速技术是当今节电节能、改善工艺结构，以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。
煤气鼓风机是焦化厂的核心设备，其作用是将焦炉炭化室在炼焦过程中产生的荒煤气不断抽出，它由两台95kW的交流异步电动机驱动，经常出现“大马拉小车”的现象。
西钢焦化厂采用变频调速系统直接控制煤气鼓风机电机的转速，应用PLC与压力变送器构成初冷器前吸力的闭环自动控制系统，合理地实现了电机根据负荷的变化变速运行，自动调节煤气压力，在焦化厂应用变频调速系统是调节焦炉煤气压力和节能的最佳有效方法。
既满足了生产需要，又达到了节能降耗、延长设备的使用寿命和提高控制水平的目的。
2 系统设计方案及原理西钢焦化厂鼓风机变频调速系统采用高可靠性的两级计算机集散控制系统，由变频器、PLC控制器、监控站、及仪表系统构成。
对原有煤气鼓风机加装变频调速装置和PLC控制系统，并且将初冷器前吸力信号送至PLC，作为初泠器前煤气压力闭环控制的反馈值(给定值根据实际工况设定)。
通过PLC对初冷器前煤气压力信号变换和处理，为变频器提供频率给定，实现频率的自动调整，也就是说对鼓风机电机的转速进行控制，以达到根据负荷变化而调整输出功率、稳定初冷器前煤气压力和节能降耗的目的。
2.1 系统硬件组成系统组成如图1所示，主要部分及其功能分述如下。
图1 煤气鼓风机变频调速系统构成图(1) 变频调速系统变频调速系统采用日本三垦公司的IPF 110K的110kW的变频调速器，完成工频50Hz交流电到频率可变的交流电的转换，并具有自动和手动、就地和远程调速控制功能。
典型节能案例解析 第1例 变频调速装置在风机、水泵中的应用
１１ ９ 年起 ， ９ 先后在这 ９台风机 、 水泵 ｈ 安装 了变
频 凋速装 置 ， 过调节 风机 、 通 水泵 的转 速来调 节风 量、 水量 ， 取得 了非 常显 著的节 电效果 。
投资成 本
我们 通过 风机 系统 特性 曲线 图加 以 说明 。由
图 Ｉ 风机 系 统 特 陛 曲线 ） 以看 出 ： （ 可 随着 流量 的
中 心
北京丽 都动 力 中心成 立 于 １８ ， ９６年 在满足 给 北京 丽都酒店 供 能 的 同 时 ， 为 附近其 他 几家 单 还 位供 能。该 中心 的锅 炉 系统 有 ３台 ２ｔｈ蒸 汽 锅 ０／ 炉 ， 辅 机 系 统 包 括 ： 台 ７ｋ 引 风 机 、 台 其 ３ ５Ｗ ３
往偏 大 加之对 锅炉 鼓 、 引风机 的调节 ， 是靠调 节 闸板 完 成 的 ， 所 当风 量 变 化 时 ， 风 机 系统 而 就 言， 会浪 费大量 的 电能 。要 想 改变这种状 况 ， 好 撮
是 采用 变频调 速技术
调节过去 一直是 通 过调节 挡板 、 阀门 来完成 的 ， 这 就 造成 了 电能 的浪 费 为 了节 能 、 降耗 ， 中心 自 该
Ａｎ ｌ ｓｓＯｌｅ ｒ ｙ ｓ ｖｎｇ ｃ ｓ ａｙ ｉ ｉ ｎｅ ｇ ａ ｉ ａ ｅ
Ｔ ｅ ａ ｐ ｃ ｆ ｎ ｏ ｅ ｕ ｎ ｙ ｃ ｎ ｒ ｌ ｅ ｉｅ ｕ ｅ ｎ ａ ｄ ｐ ｍｐ ｈ ｐ ｆ ａ ｏ ｆ ｆ ｑ ｅ ｃ ｏ ｔｏ ｖｃ ｓ ｄ ｉ ｆ ｎ ｕ ｉ ｉ ｒ ｄ ｎ ａ
浅析变频调速在通风系统中的应用
浅析变频调速在通风系统中的应用摘要：随着社会的高度发展，通风系统也在不断改进和完善，各种通风设备和通风技术的应用不仅提升了通风系统的基本性能，还提升了人们的生活质量。
在具体的通风系统应用的过程中，工作人员将变频调速通风系统应用到实际的工程中，主要是由于这种技术不仅可以提升通风的质量，在节能性和环保性方面都起到至关重要的促进作用。
本文中，笔者主要对变频调速技术在通风系统中的应用情况进行深入介绍和分析，希望能够给相关的通风系统共工作人员提供借鉴和参考。
关键词：变频调速；通风系统；应用分析变频调速技术是一种综合性的技术类型，其包括电力电子、自动调控技术于一体，属于高新技术类型之一。
在社会的发展中应用范围较广。
主要是由于这一技术本身具有较高的条塑性和节能效果。
现如今，社会在不断发展，人们的生活水平在不断提升，各类通风系统也在不断改进和完善，因此将变频调速技术应用到通风系统当中具有一定的现实意义。
尤其是在社会发展的经济性和生态性协调发展的今天，通风系统中各项技术的应用需要满足经济性和环保性的需求。
1、变频调速技术的发展所谓的变频调速技术，就是在技术应用的过程中，将电力电子、微电子以及电机学等相关学科的内容应用到此项技术当中，形成一种高集成性的技术类型。
这一技术在发展的过程中以其高效的调速性和突出的节能性著称，并且在社会发展中得以广泛的应用。
这种技术不仅在国内得到了高效地应用，还国外也颇有知名度。
从其特点上看，不仅效率高，而且也是相对比较理想的电气传动方式。
这一技术的应用可以高效地提升产品的总体质量，还可以做到高效地节能，降低消耗量。
其在企业的发展中发挥着重要的促进作用。
根据相关的调查数据可以看出，我国每年电动机总量达到4亿KW左右，总体用电量高达发电量的70%。
另外，风机和水泵等设备在运行的过程中，总功率可以达到1.6亿KW，但是年耗量为3200KW?h，占据总体耗电量的三分之一。
采用变频器设备可以有效地做到节能，通常情况下，节能量可以达到50%-60%不等。
浅谈变频器在燃气系统中的应用
人劳动强度 ， 减 小 设 备 启 停 时 的 电 流 和 机械 冲击 ， 延 长 设 备 机组 的使 用 寿 命 ， 保证 天然 气 的应 急 供 应 ， 而且 具 有 显 著
面对 能源 日益 短 缺 ， 国家 大 力 提倡 企 业 降 低 资 源 消耗 ， 企 业也 为 自身 经 济 利 益 及 发展 将 节 能 降 耗 作 为 当务 之急 。在 燃 气 供 应 系统 中 ， 主要 耗 电设 备 是燃 气压 缩机 和燃 气鼓 风机 等燃气 输送 类设 备 与溶 液泵 和空 气压 缩机 等 燃 气 湿 法脱 硫 净 化 设 备 ， 调 速
控 制对 象 的机械 占较 大 比例 ， 例如风机 、 水泵 、 压缩
Ｑ
机 等 。改变 流量 的方 法一般 有 ２种 ： ① 电 动机 的转
速 恒定 ， 调 节 阀 门或 风 门 的 开 度 ； ② 阀 门 或 风 门 的
图 １ 特 性 曲线 图
开 度恒定 ， 调 节 电动 机 的转 速 。在 被 控 流 量 相 同 的 情 况下 ， ２种方 法 的耗用 功率 不 同。
６ ２
燃 料 与 化 工
Ｆ ｕ ｅ ｌ＆ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｐｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｅ ｓ
Ｊ ｕ ｌ ｙ ２ ０１ ３
Ｖ０ ｌ ＿ ４ ４ ＮＯ ． ４
浅 谈 变频 器 在 燃 气 系统 中的应 用
于 草 马瑛 超 吕宏 杰 马传 峰 （ １ ． 长 春燃 气股 份有 限公 司 ，长春 １ ３ ０ ０ ２ １ ； ２ ． 鞍 山市燃 气总公 司，鞍 山 １ １ ４ ０ ０ ２ ）
例析燃气鼓风机变频调速系统的设计
例析燃气鼓风机变频调速系统的设计变频调速的不仅实现了电机宽范围无级调速和系统的压力、流量等重要工艺的闭环自动调节，同时由于电机转速可调，还能够大幅度降低风机出现飞动现象，使得风机的振动减少，生产噪声也相对减小。
另外，因为使用变频调速技术，能够使风机机后压力可以实现稳定自动调节，从而提高了管网的安全运行可靠性，所以在现代生产中得到了大范围的应用和普及。
1 实例概况某市居民用户以及公建用户燃气用量占到供应燃气总量的约85%，同时该市燃气用量极不均衡，通常集中在午间和晚间两个高峰。
燃气公司在燃气供用量上也存在不均衡的问题，一直习惯于频繁开停风机的方法，极大的增加了劳动强度，与此同时风机出口燃气压力的波动较大，极易出现操作失误，从而导致了风机出口压力低于下限，给安全生产带来重大隐患。
为了有效降低风机出口燃气压力波动和工作人员劳动强度，该市引入了变频调速技术。
共采用了3台1-3号大小的大风机，使用160kw的电动机，选择了2台4-5号的小风机，选择了75kW 电机。
每日有8小时左右燃气用量极小，而在用气高峰时间3小时内燃气用量可以达到全天用量的40%左右。
2 燃气鼓风机变频调速系统的设计系统设计时，仅把3号大风机改造成变频调速，同时还对1号和2号风机的有关设备进行了改造并与之联锁操作。
（1）如果为中等用气量，采用3号机单机变频运行的方式，同时风机出口压力应当始终维持在35kPa。
如果用户用气量在某一个范围内开始出现波动时，应当保证3号机单机变频运行可以保持风机出口压力始终维持在35kPa，此时的压力波动极小，低于0.2kPa。
（2）如果燃气用量极小时，可以让3号机单机变频运行，同时应当采取这种设置方式：如果频率不超过25Hz，同时实际压力不超过35kPa且在2.5分钟以内时，那么应当将PCL自动将设定总输气压力上升到58kPa，等到实际压力已经上升达到58kPa时，风机就会自动停车，与此同时可以把设定压力自动减小到35kPa。
煤气鼓风机变频调速控制系统的研究
煤气鼓风机变频调速控制系统的研究一、引言- 研究背景和意义- 国内外煤气鼓风机变频调速控制系统的研究现状二、煤气鼓风机变频调速控制系统的基本原理- 变频器工作原理和特点- 调速控制系统的基本构成和运行流程三、煤气鼓风机变频调速控制系统的设计- 煤气鼓风机变频调速控制系统的硬件设计- 煤气鼓风机变频调速控制系统的软件设计- 控制策略的设计及其优化四、实验与分析- 实验平台的搭建- 实验参数的设置及测试- 实验结果与分析五、结论与展望- 总结研究工作- 说明创新点和不足之处- 展望今后的发展前景和研究方向备注：此提纲仅供参考，实际论文中还需要根据具体情况和要求进行制定和完善。
一、引言随着现代化工业的不断发展，煤气鼓风机已成为了许多行业生产中不可或缺的重要设备。
然而，传统的煤气鼓风机存在能耗高、噪音大、可靠性不高等问题，造成生产成本和环境污染等问题。
为解决这些问题，研究煤气鼓风机变频调速控制系统具有重要的现实意义和广阔的应用前景。
目前，国内外已有许多研究关于煤气鼓风机变频调速控制系统的理论和实践。
如何在实际生产中应用这些研究成果，提升煤气鼓风机的效率和稳定性，已成为了许多企业的关注焦点。
本论文旨在从变频调速控制系统的基本原理、设计与实验等方面入手，深入探讨煤气鼓风机变频调速控制系统的研究进展和应用前景。
本章将分为两个部分进一步阐述本论文的重要性和国内外煤气鼓风机变频调速控制系统的研究现状。
1.1 研究背景和意义煤气鼓风机作为重要的工业设备，广泛应用于冶金、矿山、化工等行业生产中。
然而，传统煤气鼓风机存在能源利用低效、维护成本高、噪声污染严重等问题，使得机械设备的性能得不到充分发挥，甚至对环境造成了严重的污染。
因此，研究煤气鼓风机变频调速控制系统具有非常重要的现实意义和社会价值。
煤气鼓风机变频调速控制系统通过变频器调节电机的转速，实现对煤气鼓风机的转速和负荷的控制，从而提高能源利用率，降低噪声和磨损等负面影响。
谈变频技术在煤气输送中的应用
谈变频技术在煤气输送中的应用摘要：近年来我国科学技术不断进步，工业化发展也越来越快，煤气资源作为钢厂所需主要能源之一，如何有效的控制其质量，以提高能源的使用效率，也就成了如今社会发展的重要任务。
变频技术的发展，不仅大大的促进了工业的发展，更为人们提供了一个更舒适良好的工作环境及工作条件。
其具有高效率、高性能的特性，必定会促进其在未来工业中有更好的发展。
关键词：变频技术；变频器；煤气；输送；应用一、变频技术的概述变频就是改变供电的频率，从而有效的对供电的负载进行调节，最终达到减少损耗、降低功耗、节约能源、以及延长相应设备的使用寿命的目的，是我国工业中常用的技术手段，能有效提高工业的经济效益。
变频器是变频技术的核心。
通过变频器，将交流的供电模式转变成直流的供电模式，然后再通过变频器将直流电转变为交流电，进而对交流电机的转速进行有效的控制。
在对变频器进行相应的控制时，主要是通过传感器将电信号传递给微电脑，然后输出一定频率变化的波形，最终到达对变频器频率控制的目的。
例如：当室内出现急速降温或是急速升温的情况时，会出现空调的负荷变大或变小的情况，当室内空调的负荷增大时，其压缩机的转速必定会不断的加快，压缩机的制冷量按一定的比例增加，反之，空调的负荷变小时，压缩机将会正常运行或者出现减速运行的现象。
二、变频技术的重要性我国是一个人口大国，随着社会的不断进步，人们的生活水平不断的提高，无论是水资源、电资源、煤气资源、矿物资源等各方面的能源的需求都是相当高的，然而我国在资源上的供应已逐渐的形成一种供不应求的现象，这就大大的引起了人们对能源节约的重视。
科学技术的不断更新，变频技术的发展，能有效的降低能源的消耗，并相应的提高机械设备的使用寿命。
目前在我国工业企业的发展中，已广泛的应用这一技术，并对企业的发展起着很好的促进作用，既节能又环保，是我国经济发展以及社会进步的重要条件之一。
三、变频器的工组原理变频器就是把工频电源（50Hz或60Hz）变换成各种频率的交流电源，是一种以实现电机的变速运行的设备。
变频调速在我厂新鼓风机的应用2
变频调速在我厂新鼓风机的应用21 概述焦化厂共有三座焦炉，两座58型42孔焦炉和一座JN43—80型65孔焦炉，年产焦炭97万吨。
对应3座焦炉的是两套煤气净化系统，即两座42孔焦炉对应老化产煤气净化系统，65孔焦炉对应的是新化产煤气净化系统。
新化产煤气净化系统的处理能力，设计原是对应1座65孔焦炉和1座42孔焦炉，年产焦炭70万吨所产生的煤气量38000m3/h。
由于两座42孔焦炉仍在超期“服役”，现新煤气净化系统只净化1座65孔焦炉所产生的荒煤气，24000m3/h。
新煤气净化系统选用2台D900-23型鼓风机，1开1备，配用电机额定功率800KW，额定电压为630V。
现有煤气量只是原设计煤气量的60%，新鼓风机的能力过剩。
为了保持焦炉集气管的压力稳定，只能用鼓风机的机前煤气阀门开度和焦炉集气管翻板开度进行调节，致使鼓风机机前煤气系统阻力增大，鼓风机机前吸力大，通过鼓风机的煤气温升高，鼓风机各轴瓦温度高，增加后部煤气净化系统的负荷。
由于手动调节存在的滞后现象，焦炉集气管压力波动大，难以保证生产的正常稳定运行，而且手动调节时易使机前吸力过大，造成鼓风机及电捕的不安全运行。
另外鼓风机大部分能耗消耗在克服阻力做功上，不仅造成电能的浪费，而且影响设备的使用寿命。
2 改进方案我厂于2002年投资200万元，在新鼓风机系统安装了一套美国罗宾康公司生产的完美无谐波高压交流变频器，将集气管压力、机前吸力、机后压力和风机频率等信号经压力变送等转换后送入工控机系统处理。
根据鼓风机及中央变电所现有条件将变频器柜及低压柜安装在鼓风机室，电源柜及切换柜安装在中央变电所。
变频器投入后，煤气鼓风机的机前阀门处于全开状态， 集气管调节翻板开度为75%，通过改变驱动电源频率，来平滑地调节鼓风机的转速，以保证集气管压力的稳定。
两台鼓风机共用一套变频装置可以根据需要进行切换。
同时，该系统内还有记录显示和报警、历史趋势等控制单元，可对集气管压力等重要数据进行显示和记录，出现故障时还可发出声光报警。
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变频调速装置在煤气鼓风机系统中的应用摘要：通过对煤气鼓风运行工况的分析，为解决“大马拉小车”的问题，应用变频调速装置和plc构成风压闭环控制系统，实现对煤气鼓风机风量的自动控制，解决了“大马拉小车”的问题，达到了节能降耗的目的。
叙词：可遍程序控制器；变频调速；节能；鼓风系统
1 引言
在电气拖动设备的运行过程中，经常遇到这样的问题，即拖动设备的负荷变化较大，而动力源电机的转速却不变，也就是说输出功率的变化不能随负荷的变化而变化。
在实际中这种“大马拉小车”的现象较为普遍，浪费能源。
在许多生产过程中采用变频调速实现电动机的变速运行，不仅可以满足生产的需要，而且还能降低电能消耗，延长设备的使用寿命。
这里介绍的煤气鼓风机系统采用变频调，并应用plc构成风压闭环自动控系统，实现了电机负荷的变化变速运行自动调节风量，即满足了生产需要，又达到了节能降耗的目的。
2 工况分析
鼓风机系统构成如下。
（1）风机型号：9-26，风量：8588 ~ 10735m3/h，风压：10020~9630pa。
（2）电机型号：y225m-2，功率：45kw，电压：380v，电流：
83.9a，频率：50hz，功率因数：0.89，效率：2970 r/min。
鼓风机的特性曲线。
通过对鼓风机几年来的恒速运动实际情况的记录分析，鼓风机系统运行规律如下：最大负荷时的风量为1600 m3/h，电机的电流为38a，运行时间1个月；一般负荷的风量为950 m3/h，电机的电流为36a，运行时间9个月；最低负荷时的风量为500 m3/h，电机的电流为18a，运行时间2个月。
由此可以看出，对于该鼓风机来说，最大负荷也不到额定负荷的一半，当风量下降时，用调节管道风门的方法来改变风道阻力，使功率下降不多，耗能仍很大，可以看出。
为风机在恒速下调节风门时的风压-风量（h-q）特性，为恒速下调节风门时的功率-风量（p-q）特性，为管网风阻（r-q）特性。
假设风机在设计时工作在a点效率最高，输出风量q1100%。
此时，轴功率p1与q1、h1的乘积面积ah1oq1成正比（ah1oq1为耗能），根据生产工艺要求，当风量需从q1减少到q2（例如50%风量）时，如采用调节风门的方法调整风量，相当于增加了管网阻力，使管网阻力特性由，系统由原来的工况点a变到新的工况点b运行，尽管此时风量由q1减小到q2，但风压反而由h1增加到h2，轴功率p2与q2、h2的乘积面积bh2oq2成正比，功率的减少并不多，可见耗能仍然很大。
采用电气传动调速装置来调节风机电动机的转速是实现经济地调节风量、有效节能的最佳方法。
我们选用变频调速装置对原煤气
鼓风机系统进行了改造，将电机恒速运行改为按负荷变化的变速运行，得到风机合适的功率输出，达到了节能降耗的目的。
3 风机变频调速节能原理
交流异步电动机的转速公式为
n = 60f / p (1- s )（1）
由式（1）可以看出，电源频率f与转速n成正比。
即改变频率可改变电机的转速。
当改变风机的转速，由额定转速n1调整到某一转速n2时，理论上风量、风压及轴功率变化的关系如下：q2 = q1 (n2 / n1)，h2 = h1 (n2 / n1)2，p2 = p1 (n2 / n1)3。
可见，风量与转速的一次方成正比，风压与转速的平方成正比，轴功率与转速的三次方成正比。
可以看出当风机转速由n1降到n2，根据风机参数的比例定律，在转速n2下的风压-风量特性。
可见，在满足同样风量q2的情况下，风压h3大幅度降低，功率p3（相当于面积ch3oq2）明显减小，节省的功率损耗 dp = p1-p2与面积bh2h3c 成正比，节能效果十分明显。
所以，采用改变风机转速的方法对风量和风压进行控制是最合理和经济的。
4 系统构成
对原有煤气鼓风机加装变频调速装置，并且在鼓风机系统出口的管道上安装压力变送器，测定管道的风量变化，通过plc对管道压力信号的变换和处理，为变频调速装置提供参变量，实现对频率的自动调整，也就是说对电机的转速进行调整，以达到根据负荷变
化调整输出功率，节能降耗的目的。
经过比较，我们选用日本富士变频器frn45p9s-4，德国西门子公司可编程序控制器s7-200，组成风压变频调速自动控制装置，对原鼓风机系统进行改造。
4.1硬件组成
各部分主要功能分述如下
（1）操作台。
实现系统操作控制及参数的设定与显示。
（2）可编程序控制器。
选用s7-200可编程序控制器及em235
模拟量i/o模块，完成风压信号和操作信号可输入以及plc的控制输出。
（3）变频器。
选用frn45p9s-4变频器，具有手动和自动调速功能。
（4）切换装置。
由继电器、接触器，开关等组成，实现1台变频器控制3台鼓风机的切换，以及在变频器故障时鼓风机的旁路工频运行。
（5）压力变送器。
选用cecy型电容器式变送器，测定管道的风量变化。
4.2软件框图
plc软件采用梯形图语言，实现各种逻辑顺序控制，风压闭环控制等，程序框图。
在软件设计中利用plc定时中断功能完成数据采样，数字滤波，
pid运算及控制输出。
5 运行结果
变频调速装置安装投入运行后，风门全部打开，在压力为2200 pa，风量为600 m3/h，即可满足生产要求。
此时测得的系统参数如下：变频器输出频率为25 hz，电压为189 v，电流为20 v；电机转速为1485 r/min。
实际运行工况在以下几个方面有了明显改善：噪声由80 db降为40 db左右；?风量（压力）控制自动化，降低劳动强度，故障率降低；行参数观测直观，可同时显示压力、频率、转速、电压、电流、转矩等运行参数；管道阀门全部打开，节门损失大大降低。
6 节约电能计算
采用变频调速前全年总耗能为1.511×105kwh，变频调速后全年总耗能为4.53×104kwh。
采用变频调速后全年节约电能为10.58×104kwh。
另外在投运变频调速装置后，根据运行工况测算，可延长修周期1～2年，每年可节约大修费用约2万元。
7 结论
实践证明，在煤气鼓风机系统中采用变频调速运行方式，可以根据负荷的变化自动调节风机的转速，解决了“大马拉小车”的问题，为降低生产成本，延长设备使用寿命，节能降耗，减轻劳动强度，改善工作环境开创了新的途径。