关于风机高压变频改造的

0引言

风机在发电厂、煤炭企业中应用非常广泛，总体来说给我

们的工作带来了很多便利。但由于在以往的风机中，针对风量的控制一般所使用的是挡板阀门的方法，这种方法不仅工作效率较低，而且在工作时其对于能源的利用率也比较低，这就在一定程度上加大了企业的负担。

基于此，做好风机改造工作，引入高压变频技术是将来的一种趋势。因此，对风机高压变频改造的研究具有非常重要的实践意义。

1风机高压变频改造研究中相关概念的界定

风机就是通过输入的机械能对气体的压力进行有效地提

升，最终进行气体排放的器械，它属于一种从动的流体机械。而变频器调速主要是指在电源频率改变时，电动机的转速也会按照一定的比例出现变化。风机变频改造主要就是通过变频器来对电源频率进行改变，进而影响电机转速，它可改变风机的性

能曲线，最终起到改变风量、调节风机工况的目的。

理论上说，风机高压变频改造的原理是频率越高，电动机的转速会越大，公式为：

N ＝60f （1－s ）／P 。一般来说，无级调速具有稳定性的特点，这一点对类似于风机的平方转矩类负载效果尤为明显。具体工作中P 和Q ×H 有如下正相关关系：

Q 2＝Q 1×（N 2／N 1）H 2＝H 1×（N 2／N 1）×（N 2／N 1）P 2＝P 1×（N 2／N 1）×（N 2／N 1）×（N 2／N 1）

从这些公式中可以看出：风量也就是流量随着转速变化成正比例变化，风压也就是扬程随着转速变化的平方成正比例变化，轴功率随着转速变化的三次方成正比例变化。

2风机高压变频改造的节能原理

以下我们将根据风机系统特性曲线分析使用不同方法对风

量进行控制的特征，以帮助我们理解风机高压变频改造的节能原理。图1中灰色曲线为风机满速运行曲线，而交点位置即系统的额定工作点，方形面积代表的是额定工时的电能消耗量。

通过控制入口或出口风门调节风量和压力的方法如图2所示。从中可以看出，通过控制入口风门的大小来对风量和风压进行调节类似于改变了管网的阻抗特性，增加了管网的阻力。这一类方法特点是开始的时候投资比较少，而且控制起来比较简单，能量消耗在管网和风门中，不过，当风量减少时，风压会增大，这就不仅会给管网产生一定的伤害，还会造成能源浪费的现象。

通过调节风机的转速改变流量的方法如图3所示。从中可以看出，这一方式主要类似于改变风机的压力与流量的关系，不改变管网的阻抗特性。从图中可以看到，转速降低，特性曲线下会下移；随着转速的降低，风量减少；随着转速的降低，风压也减少；随着转速的降低，能耗大大降低。此外，通过对转速的调节，可以实现对风量更好、更精准的控制。

3风机高压变频改造方案及其实现

在分析改造方案之前，我们先看一下风机高压变频调速系

图3通过调节风机的转速改变流量

1.00.50

0Q 2Q 1 1.0

风量Q ／pu

R

压力P ／p u

关于风机高压变频改造的研究

王日全

（山西大同煤矿集团公司机电管理处，山西大同037003）

摘要：界定了风机高压变频改造研究中的相关概念，介绍了风机高压变频改造的节能原理，总结了改造方案及实现过程，最后探讨

了节能效果。

关键词：风机；调速；高压变频改造

图1风机系统特性曲线

送风阻

抗曲线

0.25

0.5

0.75

风量Q ／pu

压力P ／p u

1.00.750.500.25

R （额定点）

风机满速运行曲线

图2

通过控制入口或出口风门调节风量和压力的方法

1.0

0.50

0.5

1.0

Q 2

Q 1风量Q ／pu

压力P ／p u

r 2

r 1

R

送风阻抗曲线设备管理与改造◆Shebeiguanli yu Gaizao

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5.2挡板端部轴承

为了防止加装的轴承妨碍挡板与烟包的直接接触，轴承外径应与挡板垂直边缘相切，同时，为保证挡板摆动到垂直位置，轴承底端不可超过烟包下表面，即保证垂直距离。

5.3挡板轴孔处轴承

挡板轴孔处选用的轴承为圆柱滚子轴承，防止挡板轴孔的磨损，从而延长挡板的使用寿命。

6效果验证

选用改进前受挡板影响次数最多、时间最长的12#生产设备作为试验设备。将改进后的挡板安装到实验设备的推杆上进行试验，经过3个月的观察，记录每天运行状况，发现在损坏烟包次数由改进前的平均3次／班减少为改进后的0次／班，从根源上杜绝了因挡板存在缺陷导致的问题，同时提高了设备的有效作业率。

7结语

经过运行观察，改进后的挡板完全适应设备的高速运转，效果明显；此项目成本较低，已被推广应用于车间所有CH小盒透明包装机。

［参考文献］

［１］上海烟草机械有限责任公司．ＹＢ５５Ａ型盒外透明包装机使用说明书

收稿日期：2012－07－19

作者简介：潘江逸（1987—），男，广东兴宁人，操作工，研究方向：烟机设备。

统的主要组成，一般来说它主要包括高压开关切换部分、整流部分、输入隔离变压器、逆变部分、主操作台、主控单元以及和其他设备进行连接的部分。当然，如果我们有需要还可以在外部配置相应的键盘和显示设备，以帮助我们更好地对其相关信息与参数进行观测和修改。其中，高压开关切换部分又由高压隔离开关、高压真空接触器以及互感器、熔断器组成。而变压器主用用以给整流单元供电。至于主控单元则主要是由数字控制电路、模拟控制电路以及可编程控制器等组成。

在风机高压变频改造的过程中，我们主要是利用原有的设备，然后选择合适的变频器选型及控制回路进行改造。其中，在我们选择变频器的过程中，不仅要对各种因素进行统筹考虑，还要依据相关的规定和标准，这些标准有鼓风机、引风机、给水泵拖动的电机额定功率等。通过这一措施可以很好地完成选择过程，此外，选择变频器的时候还应考虑系统安全工作的需求。

一般来说，改造时变频器会被安置于专用配电柜里面，这一过程中，对于电控系统的改变应以原系统为基础。我们所做的工作主要有将原有的交流接触器进行拆除，然后安装中间继电器以及电抗滤波器，当然，我们还要对原来的电动执行器以及电动调节器进行更换处理，使其成为能够对频率进行显示的仪表。值得注意的是，由于风机属于平方转矩类负载，因此，其低速转动的时候轴功率一般会比较低，这就降低了拖动电机的负荷，使其发热量也会比较小，所以冷却风扇对于电机的散热已经有很好的作用，不再需要进行专业配置。

总体来说，经过改造的风机设备故障率会有较大幅度的降低，维修的费用也会大幅下降。另外，由于变频器具有自我检测的功能，这就可以有效地避免很多事故的发生。当然，经过改造的风机一方面在节电的同时，还会处于一个轻载的工作状态，此状态体现为低转速、低电压，这就有效地减少了电机的发热，使其温度处于较低的状态，对于其使用寿命非常有利。而对于生产环境，改造后的风机也有很大的优势，主要是这种风机工作的时候降低了设备噪音。

4节能效果初探

我们以某个具有不同控制方式控制风量的电厂来具体分

析风机高压变频改造前后的节能效果。以400kW引风机运行40Hz作为例子，其工作时的转速取为额定的80%，如果按照一年10个月生产期计，加上各种损耗每年节电22%。则W＝400×10×30×24×22%＝633600kW·h。电价取0.5元／kW·h，算下来一年可省电费633600×0.5＝316800（元）。

因此，做好风机的高压变频改造能给企业带来实实在在的节约，降低企业的成本，对于提升企业的经济效益和竞争力有着非常重要的意义。

5结语

风机高压变频改造是未来的一种趋势，做好这一工作可以有效地降低能源损耗、提升企业的竞争力。但是，由于在风机变频改造的工作中，尚有很多的技术细节值得我们去探讨、思考，因此，我们还应加强自身的学习。笔者相信，随着我们技术的不断提升，未来在这一方面也必然会做得越来越好。

［参考文献］

［１］徐志强．火电厂３００ＭＷ机组引风机变频改造［Ｊ］．能源研究与利用，２００８（１）

［２］胡纪明．风机变频调速装置实现关键技术分析［Ｊ］．科技资讯，２００９（１８）

收稿日期：2012－08－20

作者简介：王日全（1974—），男，山西大同人，研究方向：机电。

（上接第63页）

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机电信息2012年第33期总第351期