风机的高压变频改造及节能效果

风机的高压变频改造及节能效果
汪红芍;徐波
【摘要】@@ 我公司生产中,风机的风量调节都是通过风门调节实现,电机处于工频状态运行,在风门挡板上要消耗部分能量,存在节能空间.根据对生产设备运行情况进行综合分析,确定对#1生料立磨循环风机和#2窑头余风风机进行高压变频改造,即在原有控制柜和高压电机之间采用高压变频器调节电机转速来满足生产用风,减少风门挡板上消耗的能量,提高电机使用效率,节约电能.
【期刊名称】《水泥工程》
【年(卷),期】2010(000)005
【总页数】2页(P49-50)
【作者】汪红芍;徐波
【作者单位】中国联合水泥集团有限公司南阳分公司,河南,南阳,474250;中国联合水泥集团有限公司南阳分公司,河南,南阳,474250
【正文语种】中文
【中图分类】TQ172.6
我公司生产中，风机的风量调节都是通过风门调节实现，电机处于工频状态运行，在风门挡板上要消耗部分能量，存在节能空间。

根据对生产设备运行情况进行综合分析，确定对#1生料立磨循环风机和#2窑头余风风机进行高压变频改造，即在原有控制柜和高压电机之间采用高压变频器调节电机转速来满足生产用风，减少风门挡板上消耗的能量，提高电机使用效率，节约电能。

电动机的同步转速公式：n1＝60f/P，而异步电动机转速n与同步转速n1存在一个滑差关系，即
式中，f为定子供电频率，Hz；P为电动机极对数，对；s为转差率；
由（1）可以得到，改变异步电动机的转速n可以通过改变f，P，s达到。

针对某一电动机而言，P是一定的，而通过改变s进行调速空间非常小，所以变频调速主要是通过改变定子供电频率f来改变同步转速n1来实现，这是异步电动机的最为合理的调速方法。

若均匀地改变供电频率f，即可平滑地改变电动机的同步转速。

异步电动机变频调速具有调速范围宽、平滑性较高、机械特性较硬的优点，目前变频调速已成为异步电动机最主要的调速方式，在很多领域都获得了广泛的应用。

根据流体力学相似定律：
Q1/Q2＝n1/n2，即输出风量Q与转速n成正比；H1/H2＝（n1/n2）2，即输
出压力H与转速n的平方正比；
P1/P2＝（n1/n2）3，即输出轴功率P与转速n的立方正比。

当风机风量需要改变（如减小风量）时，如通过调节风门开度，则会使大量电能白白消耗在阀门及管路系统阻力上；如采用变频调速实现，则在实现风量减小的同时，使轴功率大幅度下降。

变频调速时，当风机实际转速低于额定转速时，理论节电为：式中：n—额定转速，r/min；
n’—实际转速，r/min；
P—额定转速时电机功率，kW；
T—工作时间，h。

由（2）式可见，对风机进行变频调速改造，节能显著，而且从使用实践证实，还能大大提高设备运行性能。

这两台风机的高压变频改造项目于于2009年5月中旬进行了高压变频器招投标工作，最终确定使用HIVERT通用高压变频器。

9月底利用停机检修时间对#1循环
风机和#2余风风机实施了高压变频改造，其中#1生料立磨循环风机使用变频器的型号为HIVERT-Y 06/243，#2窑头余风风机使用变频器的型号为HIVERT-Y
06/154。

本次改造项目投资预算为180万元，实际决算投资为173万元。

其中设备投资（含安装调试费）158万元，土建费用：10万元，空调费用：5万元。

改造后预
计节能增效收益150万元/年。

改造完成后这两台风机相继投入运行，下面用三种方法对投运前后的电能消耗情况进行对比分析。

（1）以实际运行功率进行比较。

改造前后这两台风机的实际运行功率见表1。

根据表1可知：风机改造后#1生料磨循环风机最少降低运行功率200 kW；#2窑头余风风机最少降低运行功率460 kW。

（2）按单位产品电耗进行比较。

改造前后的单位产品电耗对比见表2。

根据表2可知：风机改造后，生料#1生料磨系统的单位产品电耗降低1.57
kWh/t；熟料单位产品电耗降低2.41 kWh/t，节能效果明显。

（3）按单位时间内风机运行的实际消耗电量进行比较。

比较结果见表3。

根据表3可知：改造后#1生料立磨循环风机的单位时间节电约270kWh/h；#2
窑头余风风机单位时间节电约580kWh/h，节能效果明显。

三种计算方法，从三方面对风机实施高压变频改造前后的运行功耗进行了一一比对，显然改造后的节能效果显著。

现以第一种方法计算，两台风机合计每小时节约运行功率660kW，每年以7000h运行计算，年节约电量4620000 kWh，电价按不含税单价0.44元/kWh计算，节约电费超过203万元，实际收回改造投资成本约为10个月。

变频调速技术作为一种先进的电机调速方式，其优异的性能以及带来可观的经济效益早已为人们所知。

我公司的改造实践证明，在风机的系统中接入变频系统，用变
频技术改变电机转速来调节风量和压力取代原阀门调节控制方法，能取得明显的节能效果，且可给公司带回大的经济效益。