高压变频装置在风机节能改造中的应用 赵龙

高压变频装置在风机节能改造中的应用赵龙
摘要：本文介绍了高压变频装置在高压风机节能改造方案中的应用以及对节能后的效果进行介绍和分析。

关键词：变频器；节能；电耗
一、引言
一直以来，在整个水泥生产线中，设备的电耗成本占生产线运行成本的很大一部分，而在这其中风机设备数量又占据整条生产线25%～30%的比重，因此如何做好风机的节能设计特别是高压风机的节能设计是降低生产成本的关键。

本文就是结合现场实际情况，对水泥生产线中立磨风机和尾排风机两台风机的改造方案进行介绍，并对改造后的节能效果进行分析。

二、改造方案
1、风机参数：
立磨风机：
功率：1000kW、风压：10000Pa、风量：240000 m3/h
尾排风机：
功率：400kW、风压：2800Pa、风量：336000 m3/h
2、改造方案：
在改造之前，两台风机均通过调节电动执行器开度的方式来控制风机的风量，由于风机电机设计余量大，电机在处于工频状态下，电能浪费很严重，同时由于生产需要对电动执行器频繁的操作，使得电动执行器可靠性下降，控制精度不高，控制效果不理想。

如图所示，风机为绕线电机，原采用水电阻柜启动的方式。

改造是保留原有转子上连接的水阻柜，仅在电机定子回路上增加一台一拖一的自动旁路功能的高压变频器。

此方案转子回路几乎无改动，仅需将KM4与变频器启动进行联锁，水电阻控制及动作逻辑保持不变，工频/变频均具备软启动功能，可提高系统冗余性。

互锁及要求：
（1）、QS1、QS2为隔离开关，KM1、KM2、KM3为真空接触器；KM4为原水阻柜短接接触器。

（2）、QS1与KM1、QS2与KM2相互联锁，即隔离开关合上后，与隔离开关相对应的真空接触才能合上，真空接触器断开后，与真空接触相对应的隔离开关才能分合。

（3）、KM2与KM3互锁，即其中一个真空接触器合上后，互锁回路的另外一个真空接触器不能合闸。

（4）、增加KM4接触器与变频器运行之间的联锁，及KM4未闭合时，不允许变频器运行。

（5）、变频装置出现故障或维护时，变频回路隔离刀闸QS1、QS2可形成明显的断点，将变频装置隔离，保证变频器在检修维护时的安全操作。

隔离刀闸QS1、QS2和真空接触器KM1、KM2、KM3之间且与进线开关位置之间具有闭锁和防止误操作功能。

3、操作顺序：
变频启动：
（1）、合上QS1、QS2、KM1、KM2。

（2）、合上QF，给变频器充电。

（3）、QF合上的同时，水阻柜按原启动流程动作。

因KM4未闭合，变频器无法启动。

（4）、水阻柜运行至下限位时，KM4闭合。

（5）、变频器接受DCS或就地启动指令启动，拖动电机变频运行。

工频启动：
（1）、分开KM1、KM2。

（2）、合上KM3。

（3）、合上QF，电机通过转子串水电阻启动。

（4）、合上KM4，电机工频运行。

三、变频器改造的节能分析
设备运行数据如下：
根据两台设备的运行数据，在改造前后，立磨风机每小时节省耗电量为632-442=190 kWh，节电率为190/632=30%，年节省耗电量按300天计算为190x24x300=1368000 kWh；后
排风机每小时节省耗电量为330-256=74 kWh，节电率为74/330=22.4%，年节省耗电量按300
天计算为74x24x300=532800 kWh。

若按照综合电价0.7元/kWh来考虑，两台风机经过改造
后每年所节省的资金为（1368000+532800）x0.7=133.056万元。

四、结束语
两台风机通过变频改造后，设备运行成本明显下降，并且改造后系统与原来旧系统相比较，变频器具有过流、短路、过压、欠压、缺相、温升等多项保护功能，更完善地保护了电机。

变频器操作简单，运行方便，可通过计算机远程给定风量或压力等参数，实现智能调节。