变频器在焦化厂风机变频改造上的应用
变频技术在化工行业节能改造中的应用
端口的输出频率信号作为现场监控。
由于采用了电气互锁装置,使系统不会出现误操作等意外事故。
采用变频器改造的效果该系统风机电机为350kW、额定电流629A、2极。
原工频工作时,每小时耗电约317kWh (有功);在投入变频系统运行后,平均每小时耗电207kWh(有功)。
通过计算可得出该系统总投资20余万元,每年收益43.4万元,所以该项目投资回收年限只有半年,在生产效率提高的同时,降低了生产成本,效益十分显著。
系统使用至今运行稳定,从未出现任何故障。
变频器在氢压缩机上的应用在工业生产中,压缩空气的使用非常普遍。
在工厂内,若干台空气压缩机安装在一处构成一个空压机站。
某化工实业有限公司有一空压机站,安装有3台110kW往复式活塞空压机,用来压缩氢气。
由于生产上使用氢气的不均匀性,用气量总是在动态变化,有时需要同时运行数台氢压缩机供气,而有时连一台氢压缩机的产气都用不完,但氢压缩机仍在全速运行。
氢压缩机在出厂时都配套有排气压力调节装置,储气罐内的氢气压力超过设定压力时,压缩机阀门自动关闭,压缩机进入空转卸荷状态。
当储气罐内氢气低于设定的压力时,压缩机阀门自动开启,压缩机又进入满载工作状态。
满载时,空压机的工作电流接近电动机额定电流;空转卸荷时,空压机的工作电流约为电动机额定电流的50%。
这部分电流并未做有用功,而是机械在额定转速下的空转损耗。
虽然这种调节装置也能调节压力,但压力的调节精度低,压力波动大。
压缩机总是处于额定转速下工作,机械磨损大,电耗高。
变频恒压供气降低压缩机转速调节供气压力,是达到压缩机经济运行的有效方法,而变频调速方法,是一种高效的调速方法。
考虑在储气罐上安装一只压力变送器,将压力信号反馈到变频器的端子上,构成恒压供气系统,供气压力0.8MPa。
本例选用一台森兰SB12S132KW变频器,压力变送气选用森纳斯DG13W=BZ-A,1.6MPa。
变频器控制第一台压缩机,给定调节用变频器上的操作键盘,手动控制第二和第三台压缩机的起动/停止。
变频节能技术在除尘风机中的应用
图4图5应力分析单元3修补方法从L360钢和20#钢的化学成分可以看到两种钢的含碳量上限一致,均为0.22%,说明钢脆性相近。
硅(Si)的最大值L360为0.45%,20#钢为0.37%,它能显著提高钢的弹性极限、屈服点和抗拉强度。
说明L360钢材比20#钢的弹性性能和抗拉强度要高。
锰(Mn)的最大值L360钢为1.4%,20#钢为0.65%,它在钢材中可以提高钢的常温强度、硬度及耐磨性能,说明L360的常温性能高于20#钢材。
适量的锰可以提高钢材强度,消除硫、氧对钢材的热脆影响,改善钢材热加工性能,并改善钢材的冷脆倾向。
L360钢材的抗拉强度为460~ 760MPa,20#钢的抗拉强度为410~550Mpa,L360钢材的抗拉强度范围大小比20#钢材高出50~210MPa。
因此决定采用微正压焊接工艺的修补方案。
参考设计规范中开口补强的方案进行抢险,利用库存的Ф508×7.1管子包住受伤管道。
经计算知Ф508管道外周长为1596mm,若用Ф508×7.1管子将其包裹,则处理后管道外周长应为1641mm。
具体做法是:截两段长1.1m的Ф508管子,将该两段管子分别分为外弧长为809.5mm和786.5mm不等的两部分,利用L360较好的韧性,将外弧长809.5mm的这两部分向Ф508管子冲压,扩充内径,并将四个边缘倒坡口,处理达到焊接要求。
在泄漏管道的天然气放空压力接近零时,点燃外泄天然气,处理内凹伤口,防止影响将来管道的通球,并将原管道的外防腐层处理合格后,用已扩径的两部分管对伤口处进行包裹并满焊。
图6为焊接后的照片。
图6采用微正压焊接的修补方案焊接后的照片4结语该大口径的天然气管道泄漏抢险方案,若利用建管道时余下的管道将受损管道整段换下来,更换管段长度约1m,此方案需要将管道内的天然气放空,并需要利用阻燃气体N2进行置换。
置换段管道长度32km,需要气态N2约12000m3,相当于液态N2约20m3。
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:
变频器在化工行业中的应用有什么优势
变频器在化工行业中的应用有什么优势在化工行业中,生产过程的高效性、稳定性和节能性至关重要。
变频器作为一种先进的电力控制设备,正逐渐成为化工生产中的关键组成部分,为化工企业带来了诸多显著的优势。
首先,变频器能够实现精准的调速控制。
在化工生产中,许多设备的运行速度需要根据工艺要求进行精确调整。
例如,搅拌器的转速会直接影响反应的均匀程度和效率,输送带的速度需要与上下游工序的生产节奏相匹配。
传统的定速驱动方式往往难以满足这些复杂多变的需求,而变频器可以通过改变电源的频率来平滑地调节电机的转速,实现无级调速。
这种精准的调速控制不仅提高了产品的质量和产量,还减少了因速度不稳定而导致的生产波动和废品率。
其次,变频器有助于节能降耗。
化工生产中的许多设备,如风机、水泵等,在实际运行中往往存在“大马拉小车”的现象,即设备在大部分时间内处于轻载运行状态,但仍以全速运行,造成了大量的能源浪费。
通过安装变频器,可以根据负载的变化自动调整电机的转速和输出功率,使设备在满足工艺要求的前提下始终运行在高效节能的状态。
例如,当风机的风量需求减少时,变频器可以降低电机的转速,从而显著降低电机的功率消耗。
据统计,在风机、水泵等设备上应用变频器,节能效果通常可达 20% 50%,这对于降低化工企业的生产成本、提高市场竞争力具有重要意义。
再者,变频器能够减少设备的机械磨损和维护成本。
在化工生产中,设备的频繁启停和变速运行会对机械部件造成较大的冲击和磨损,缩短设备的使用寿命。
变频器的软启动和软停止功能可以有效地减少电机启动时的电流冲击,降低机械部件的应力,延长设备的维修周期和使用寿命。
同时,由于变频器能够实现电机的平滑调速,减少了设备运行中的振动和噪声,也有助于提高设备的可靠性和稳定性。
此外,变频器还可以改善电网的功率因数。
化工企业通常拥有大量的感性负载,如电机、变压器等,这些设备在运行时会消耗大量的无功功率,导致电网功率因数降低,增加电网的损耗和电压波动。
高压变频器在煤化工行业的应用2
高压变频器在煤化工行业的应用(2)--------焦炉煤气鼓风机高压变频调速改造一、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。
高压变频器的产业化在80年代中期才开始形成,但随着大功率电力电子器件的迅速发展和巨大的市场推动力,高压变频器十多年来的发展非常迅速,使用器件已经从SCR、GTR、GTO发展到IGBT、IECT、IGCT(SGCT)等,功率范围从几百kW到几十MW,技术已经成熟,可靠性得到保证,应用越来越广。
高压变频器性能稳定,可靠性高,并且已在电力、冶金、石化、市政供水、水泥等多个领域成功应用,得到了用户的普遍认可和市场的长久考验。
浅谈变频技术在风机节能改造中的应用
浅谈变频技术在风机节能改造中的应用变频技术是一种通过改变电机供电的频率来调节电机转速的技术。
在风机节能改造中,变频技术的应用可以有效降低风机的能耗,提高风机的工作效率。
通过变频技术可以实现对风机转速的精确控制。
传统的风机通常只能通过改变风机的叶片角度来调节风机的风量和压力。
而变频技术可以通过调节电机供电的频率来控制电机转速,从而实现对风机风量和压力的精确调节。
这样可以根据实际工况需求来控制风机的运行状态,避免过量的能耗。
当工作负载较小时,可以降低风机转速来减少能耗;当工作负载增加时,可以提高风机转速来满足工作需求。
变频技术可以提高风机的启动和停止过程的效率。
传统的风机在启动和停止时需要通过机械方式来控制风机的运行状态,这样会造成能耗的浪费。
而变频技术可以通过电子方式实现风机的平稳启动和停止,避免能耗的浪费。
变频技术还可以实现快速启动和停止,提高风机的响应速度,降低能耗。
变频技术可以提高风机的运行效率。
传统的风机在固定转速下运行,其效率通常在额定转速附近较高,而在低负载和高负载情况下效率会明显降低。
而变频技术可以根据工况需求来调节风机转速,使风机始终在高效率区运行,从而提高风机的能效。
根据实际应用案例的统计数据,采用变频技术进行风机的节能改造,通常可以实现10%至30%的能耗降低。
变频技术可以延长风机的使用寿命。
传统的风机在长时间运行过程中,由于固定转速的特性,容易出现机械部件的磨损和故障。
而变频技术可以通过平滑的启动和停止过程,降低机械部件的磨损,延长风机的使用寿命。
变频技术还可以通过对电机的保护和监控,实时监测风机运行状态,及时发现并处理故障,减少停机时间,提高风机的可靠性和稳定性。
变频技术在风机节能改造中的应用具有显著的节能效果和经济效益。
通过变频技术可以实现对风机转速的精确控制,提高启动和停止效率,提高运行效率,延长使用寿命。
在进行风机节能改造时,应优先考虑应用变频技术进行风机的调速控制,以实现能耗的降低和效率的提高。
高压变频器在焦炉地面除尘风机中的应用
大; 液力 偶合器 经 常出 现故 障 , 能满 足连续 生 产 不
的需 要 ; 调节精 度低 , 响应慢 。 因此 , 昆焦 一作业 区
额 定输 入 频率, 变化 范围 :— 0 ; 允许 0 5 Hz 过载 能力 :2 % 1 i ;5 % 1se 10 m n 10 0e
22 设备 运行环 境 .
昆钢 昆明焦化 制气 厂 第一 作业 区 ( 简称 : 昆焦
一
作业 区 ) 除尘风 机为 液力 偶 合器 控 制 , 在一 些 存 问题 : 调速 范围窄 , 转速 不稳 定 ; 电机 效 率低 , 耗 损
逆 变侧 最 高输 出电压 : V: 6k
额 定容 量 : 10 V 1 8 k A;
223 环 境 湿 度 _.
变 频 器工 作 现 场 的环 境湿 度要 求 月平 均 不 大
风 机 型号 : — 2 0 W( F离 心引风 机 : AH R 5 D I ) D 额 定流量 :2 0 0 / ; 3 4 0 m3 h
于 8% , 5 日最 高不 大 于 9 %。一般 来 说 , 备工 作 5 设
因长期 的腐蚀 会 降低设 备 的可靠性 和整 机 寿命 。
227 接 地 网 的 接 地 电 阻 __
变 频器 工作现 场 的粉尘要 求小 于 2 p m, 频 0p 变 器 的滤 网粉尘 过 高 。将 引起 变 频器 内部 的温 度 上
接 地 电阻小于 4欧姆 。
23 设 备结构 . 231 功率 单元 的 串联 ..
226 环境 酸碱度 ..
57 , 7 V 峰值输出电压 V = / V = 1V p 、 e 86 。
C
B
图 1 k 变 频 器 电 压叠 加 示 意 图 6 V
工控商务网:焦炉变频节能改造
工控商务网:焦炉变频节能改造文章来自:中国工控网摘要:本文着重介绍高压变频器在×××公司焦炉尾气除尘风机上的应用情况,对节能效果进行了分析,结果表明,焦化厂采用高压变频器对尾气除尘风机进行调速,具有投资省,见效快等特点。
一、引言按照我国1996年颁布的《大气污染物综合排放标准》(GB16297一1996),对烟气必须冷却、净化,由引风机将其排至烟囱放散或输送到煤气回收系统中备用。
因此,每座焦炉需配有一套除尘系统。
一期工程的地面除尘站使用的是一台630kW/10kV的高压电机拖动风机,抽取前级焦炉出焦时产生的焦炉烟气和灰尘,吸收的烟尘和气体进入除尘站的布袋除尘器滤除粉尘和有害物质以后,高温气体经高炉排放到空气中。
除尘系统风机型号AI850。
由于焦炉周期性间断推焦,为满足节能和环保要求,要求风机在整个炼焦工作周期内变速运行,推焦时高速运行,不推焦时低速运行。
原系统采用液力偶合器调速,高速800rpm,低速600rpm。
经过一段时间的运行,发现液力偶合器技术存在着局限性,主要表现在:1、调速范围在40%~95%之间,转速不稳定;造成能源浪费。
2、液力偶合器本身包含油路,水路等多套系统,故障率高,液力偶合器一旦故障,只能停机维修,无法切换至工频旁路运行,造成焦炉停产,不能满足连续生产的需要。
3、液力偶合器在调速越低时效率越低,调速的节能效果大打折扣。
4、调节精度低、线性度差,响应慢。
5、电机仍然为直接启动,需要启动装置,启动冲击也大,并且不能频繁启动。
随着高压变频器应用的越来越普遍,高压变频器的性价比越来越高,相比液力偶合器变频器具有以下优点:1、高压变频器调速范围大,精度高,调速范围为0-100%。
2、高压变频器是高科技产品,可靠性高,基本免维护,万一变频器故障,电机还可以直接挂电网工频运行,不会造成生产损失。
3、高压变频器在整个调速范围内都具有较高的效率(大于96%)。
浅谈变频技术在风机节能改造中的应用
浅谈变频技术在风机节能改造中的应用一、变频技术的原理变频技术是指通过改变电源频率来控制电机转速的技术。
在传统的交流电机中,电源的频率是固定的,因此电机的转速也是固定的。
而通过变频技术,可以改变电源的频率,从而控制电机的转速,实现对电机速度的精准控制。
变频技术主要由变频器、电机和控制系统三个部分组成。
变频器是变频技术的核心设备,它可以根据控制系统发送的指令,改变电源的频率,从而控制电机的转速。
变频技术可以实现电机的软启动、恒定转矩输出和瞬时停机等功能,能够有效提高电机的运行效率,降低能耗。
二、风机节能改造的意义在工业生产中,风机是一个重要的能源设备,广泛应用于通风、送风、排烟等环节。
在风机的运行过程中,由于电机的固定转速以及传统的风门调节方式,常常导致风机运行效率低下,能耗大。
风机节能改造成为了一个重要的议题。
通过风机节能改造,不仅可以降低能耗,减少生产成本,还可以减少对环境的污染,实现可持续发展。
1. 风机变频调速系统通过在风机电机上安装变频器,可以实现风机的变频调速。
在风机的运行过程中,通过改变电源的频率,可以实现对风机转速的精准控制,从而实现风机的节能运行。
通过变频调速系统,还可以实现风机的软启动和瞬时停机功能,有效避免了电机长时间启动过程中的电压冲击和电流冲击,保护了电机设备,延长了设备的使用寿命。
2. 风机气动性能优化通过变频技术,可以对风机进行气动性能优化。
传统的风门调节方式往往无法准确控制风机的输出风量,通过变频技术可以实现对风机转速的精准控制,从而实现对风机输出风量的精确调节,达到最佳运行状态。
通过气动性能优化,可以最大限度地提高风机的运行效率,降低能耗。
3. 节能效果与经济收益通过变频技术在风机节能改造中的应用,可以实现风机的节能运行。
根据实际数据显示,采用变频调速系统后,风机的能耗可以降低20%~60%,节能效果显著。
风机的运行稳定性得到了提高,减少了设备的维护成本。
在风机节能改造中,虽然需要一定的投资成本,但是由于节能效果显著,可以在数年内收回成本,并且在以后的运行中获得长期的经济收益。
高压变频器在干熄焦除尘风机中的应用
流 小 , 行 平 稳 , 且 节 能 效 果 好 , 风 机 波 运 而 对
设 而 言 是 最 佳 的 节 能 手 段 , 均 节 能 效 果 平
可 以 达 到 3 %以 上 。 0
NBH高 压 变 频 器 用 户 手 册 . 0 6 20 .
2 干 冶金 工业 出版 社 , 大 电机 启 动 时 对 电 网及 其 他 设 备 无 影 []潘 立慧 . 熄 焦技 术 . 响 。 动 时 无 冲 击 电流 , 波 也被 控 制 在 很 启 谐
效应 。
本。 电机 或 机 械 无 启 动 冲击 。 械 转速 降低 , 机 有
械 的 冲 击 , 长 了风 机 的使 用 寿 命 , 少 了 延 减
目前 国 内 同 类 型 的 风 机 多 采 用 液 力 耦 合
器 , 是 由 于存 在 转 差 损 耗 等 , 能 效 果 不 但 节
环保 技 术 。 干 熄 焦 装 置 配 套 建 设 余 热 锅 与
炉 和 发 电装 置 , 用 红 焦 炭 的 热 量 产 生 蒸 利 染 , 可 回 收 大 量 的 热 能 。 独 立 焦 化 企 又 在
和 逆 变 器 都 是 晶 闸管 三 相 桥 式 电路 。 波 风 滤 网 。 滤 ( ) 度响 应 及 时准 确 , 2速 起停 平 稳 。 电 对 器 由 电 容 或 电抗 器组 成 , 逆 变 器提 供 稳 为
网几 乎 无 谐 波 干 扰 , 大 减 少 了 电机 的 振 大
汽 并 发 电 , 能 解 决 湿 法 熄 焦 对 环 境 的 污 定 的 电 压 源 或 电 流 源 。 既
动 和 噪 音 , 全 满 足 了干 熄 焦 气 体 循 环 系 完
统 的工艺需求。 ( ) 频 器 自身 保 护 功 能 完 备 , 制 器 3变 控 用 户 接 口电 路 完 善 , 场 信 号 接 入 灵活 方 现
高压变频器在焦炉除尘风机上的应用
改造 前
致 , 足液 力 耦合 器油 压和 油温 的要求 。 满 工频 散 热风 扇 该 方 案是 一拖 一 手 动 旁路 的 典型 方案 , F为 除 尘风 机 高 压 配 和外 加 油泵 实施 P C集 中控制 , 0 L 以除尘 电机 变 频运 行 为联 锁 条件 , 电室 真 空 断路 器 , 为 手 自动 隔离 刀 闸 ,可通 过 P C远 程控 制 或 K1 L 防止 除尘风 机 工频 运行 时 , 复运行 , 加 能耗 。 重 增 者 现 场 操 作箱 本 地控 制 。K1 K 、 3 I 、 2 K 、 4均 为手 动 隔离 刀 闸 , 常 ( 正
( 一股 在 10 10 )满 足 不 了工 艺 要求 ( 般 在 2  ̄4 。 由于 o~ 5 , s 一 0 0s )
装煤 和 出焦 的时 间只 有 4 n左右 , 以风 机 转速 要在 短 时 间 内从 mi 所 低速 提至 高速 , 则 除尘 的效 果就 达 不到 要求 。由于变 频器 的升 速 否 时 间和 输 出 电流成 反 比关 系 , 果 升速 时 间过 短 , 如 就会 造 成 输 出 电 流 过大 , 频器 输 出端 电压 过低 , 频器 保护 跳 闸 。 对 该 问题 , 变 变 针 我
我公 司焦炉 除尘 工段有 4台大 功率 除尘风 机 , 2台 9 0 W 的装 0 k 煤除 尘风机 , 2台 2 0 W 的 出焦 除尘 风机 。工艺 要求 在装煤 和 出焦 5k 时, 风机 要 高速运行 ; 装煤 和 出焦结束 时 , 机要低 速运行 。改 造前 , 风
由液 力 耦合 器 实 现速 度 的调 节 , 风机 电机 在工 频 下恒 速 运行 ; 改造 2
高速 启 动信 号 改 由启 门装 置 提 供 ,可 以提 前 6 ~ 1 0s O 0 。
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。
变频器在风机上的应用
一、概述:目前在我国各行各业的各类机械与电气设备中与风机配套的电机约占全国电机装机量的60%,耗用电能约占全国发电总量的三分之一。
特别值得一提的是,大多数风机、水泵在使用过程中都存在大马拉小车的现象,加之因生产、工艺等方面的变化,需要经常调节气体和液体的流量、压力、温度等;目前,许多单位仍然采用落后的调节档风板或阀门开启度的方式来调节气体或液体的流量、压力、温度等。
这实际上是通过人为增加阻力的方式,并以浪费电能和金钱为代价来满足工艺和工况对气体、液体流量调节的要求。
这种落后的调节方式,不仅浪费了宝贵的能源,而且调节精度差,很难满足现代化工业生产及服务等方面的要求,负面效应十分严重。
变频调速器的出现为交流调速方式带来了一场革命。
随着近十几年变频技术的不断完善、发展。
变频调速性能日趋完美,已被广泛应用于不同领域的交流调速。
为企业带来了可观的经济效益,推动了工业生产的自动化进程。
变频调速用于交流异步电机调速,其性能远远超过以往任何交、直流调速方式。
而且结构简单,调速范围宽、调速精度高、安装调试使用方便、保护功能完善、运行稳定可靠、节能效果显著,已经成为交流电机调速的最新潮流。
二、变频节能原理:1. 风机运行曲线采用变频器对风机进行控制,属于减少空气动力的节电方法,它和一般常用的调节风门控制风量的方法比较,具有明显的节电效果。
由图可以说明其节电原理:图中,曲线(1)为风机在恒定转速n1下的风压一风量(H―Q)特性,曲线(2)为管网风阻特性(风门全开)。
曲线(4)为变频运行特性(风门全开)假设风机工作在A点效率最高,此时风压为H2,风量为Q1,轴功率N1与Q1、H2的乘积成正比,在图中可用面积AH2OQ1表示。
如果生产工艺要求,风量需要从Q1减至Q2,这时用调节风门的方法相当于增加管网阻力,使管网阻力特性变到曲线(3),系统由原来的工况点A变到新的工况点B运行。
从图中看出,风压反而增加,轴功率与面积BH1OQ2成正比。
高压变频器在干熄焦循环风机系统的应用研究
307风机类设备是焦炭生产行业的耗电大户, 目前主要的控制方式是采用液力耦合器调速, 或通过翻板来调节风量,其中蕴藏着巨大的节能空间。
采用高压大功率变频调速方案,将会产生可观的经济效益。
对节能降耗起到积极作用。
随着计算机技术及 IGBT等功率器件的飞速发展,高压大功率变频器产品已日渐成熟,但是对于不同的工况条件,节能效果上差别很大,不能盲目推广投运,必须对使用条件和现场工况作细致的研究。
1 干熄焦循环风机的工艺要求干熄焦循环风机是干熄焦气体循环系统中的关键核心设备,为气体循环提供动力,根据工况调节循环风量,控制排焦温度及锅炉入口温度。
在干熄焦气体循环系统的设计中,循环风机的控制方式一般有2种:循环风机不调速,采用翻板阀门来调节风量;循环风机采用液耦或变频调速来调节风量。
循环风机采用变频调速技术可以更精确地调节循环气体的流量,有利于干熄焦锅炉的稳定运行。
循环风机的工艺技术参数:型号GXS160;形式,双吸入离心式风机;容积流量,232000m 3/h;压力,风机全压 13.5kPa,入口静压约-4.5kPa;介质密度,0.77kg/m 3;转速,1490r/min。
高压电机的工艺技术参数:型号,YKK630-4;额定功率,2240kW;额定电压,6kV;额定电流,248A;额定转速,1486r/min;功率因数,91%。
循环风机的风量要求随着干熄焦系统排焦量的变化而变化,主要目的是稳定系统的排焦温度及锅炉入口温度,风量的调节通过循环风机变频调速来实现。
变频器控制方式选择:远程及本地。
当选择开关打到远程位置时,控制权交给干熄焦中控室 EI 系统的后台上位工控机;当选择开关打到本地位置时,控制权交给变频器。
正常工作时,循环风机的入口档板全开,在干熄焦中控室 EI 系统的上位工控机画面上给定频率,控制风机的转速,调节风量。
2 变频调速控制的系统性能特点对于2240kW/6.0kV 高压变频装置,采用HARSVERT-A系列高压变频器调速系统,可以很好的满足现场调速要求。
简述变频调速在焦化厂的应用
区域经济发展QUYUJINGJ I F A ZHAN400一、前言焦化厂风机和泵类应用较多,压力和流量控制主要通过调节阀来实现,而电机一直处于全速运转,造成能源的浪费,同时高速、高压对各类设备也造成一定的损耗,针对此种现状,为节约能源,降低损耗。
焦化厂有关技术人三相异步电动机的调速方法主要有降电压调速、转子回路串电阻调速、变极调速、串级调速、电磁调速电动机和变频调速,其中变频调速是一种理想的调速手段。
二、变频调速的基本原理、应用及特点(一)变频调速的基本原理因此改变电源频率,可以改变同步转速,改变电机机械特性,达到调速的目的。
频率可以向低或向高两个方向调节,向低调节最常使用。
从基频向下变频调速时,降低频率的同时同比例降低电源电压便可以保持电机中旋转磁场最大幅值或每极磁通基本不变。
频率越低,同步转速越低,但是最大转矩基本不变,最适合恒转矩负载。
变频控制器主要由主回路和控制回路两大部分构成,主回路由整流器、滤波环节和逆变器构成用来为电动机提供调压、调频电源,其中整流器将工频电源变换为直流功率,滤波环节吸收在整流器和逆变器之间的电压脉动,而逆变器将直流功率变为交流功率。
(二)变频控制器的应用焦化厂变频应用较广,已在高压氨水泵房、四大机车、焦油、循环水、原料等地安装变频数一百五十六台。
1、变频器在水泵控制中的应用这里仅以氨水控制系统为例介绍变频的应用。
该系统采用ABB 公司的ACS-800型变频器,控制系统图如2所示。
图2氨水喷洒闭环控制系统压力变送器装在高压氨水泵出口管道上,将管道内氨水压力信号变为电信号传送给计算机,计算机将给定压力信号与压力变送器反馈信号相比较,经PI D 运算的输出信号控制变频调速器的频率,从而控制水泵电机转速,达到稳定氨水压力的目的。
2、变频器在四大机车控制中的应用变频器分列控制是在正常情况下两台变频器分别带动两台走行电动机同时运行,炼焦四大车采用变频控制的主要目的是实现机车控制方式走行的准确定位,走行可采取分列和主从两种控制方式,在其中一台变频器或电机及其回路发生故障时,可以将有问题的电机和变频与主回路断开,由另一台变频器带动电机单独运行,在生产过程中出现电气故障时不影响正常生产,这在快节奏的炼焦生产中显得尤为重要。
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。
变频器在煤化工企业中的应用与技术改造
变频器在煤化工企业中的应用与技术改造一、简介煤化工既是经化学方法将煤炭转换为气体、液体和固体产品或半产品,而后进一步加工成化工、能源产品的工业。
包括焦化、电石化学、煤气化等。
随着世界石油资源不断减少,煤化工有着广阔的前景。
主要包括煤的气化、液化、干馏,以及焦油加工和电石乙炔化工等。
在煤化工可利用的生产技术中,炼焦是应用最早的工艺,并且至今仍然是化学工业的重要组成部分。
煤的气化在煤化工中占有重要地位,用于生产各种气体燃料,是洁净的能源,有利于提高人民生活水平和环境保护;煤气化生产的合成气是合成液体燃料等多种产品的原料。
煤直接液化,即煤高压加氢液化,可以生产人造石油和化学产品。
在石油短缺时,煤的液化产品将替代目前的天然石油。
纵观近百年化学工业的发展历史,其间每次原料结构的变化总伴随着化学工业的巨大变革。
1984年世界化石燃料探明的可采储量,煤约占74%,而石油约12%、天然气约10%,从资源角度看,煤将是潜在的化工主要原料。
未来煤化工将在哪些领域,以什么速度发展,将取决于煤化工本身技术的进展以及石油供求状况和价格的变化。
从近期来看,钢铁等冶金工业所用的焦炭仍将依赖于煤的焦化,而炼焦化学品如萘、蒽等多环化合物仍是石油化工所较难替代的有机化工原料;煤的气化随着气化新技术的开发应用,仍将是煤化工的一个主要方面;将煤气化制成合成气,然后通过碳一化学合成一系列有机化工产品的开发研究,是近年来进展较快,且引起关注的领域;从煤制取液体燃料,无论是采用低温干馏、直接液化或间接液化,都不得不取决于技术经济的评价。
二、煤化工的发展前景纵观近百年化学工业的发展历史,其间每次原料结构的变化总伴随着化学工业的巨大变革。
1984年世界化石燃料探明的可采储量,煤约占74%,而石油约12%、天然气约10%,从资源角度看,煤将是潜在的化工主要原料。
未来煤化工将在哪些领域,以什么速度发展,将取决于煤化工本身技术的进展以及石油供求状况和价格的变化。
浅谈变频技术在风机节能改造中的应用
浅谈变频技术在风机节能改造中的应用1.1 节能改造的必要性风机作为工业生产中常用的设备,在使用过程中通常都采用定速运行的方式。
在实际生产中,由于生产过程的不稳定性和负载的变化,导致风机在维持固定转速的情况下,会出现频繁启动、停机和调速等操作,这将导致风机工作效率低下,能耗增加。
因此引入变频技术进行节能改造,可以有效解决这一问题,提高风机的运行效率,减少能耗。
1.2 变频技术的作用变频技术是通过改变电机的工作频率来实现电机转速调节的技术。
在风机节能改造中,采用变频技术能够使风机的转速随着生产需要进行调节,从而实现节能目的。
通过变频技术,可以有效降低风机的启动电流,减少机械启停带来的损耗,同时也可根据生产负荷的变化,调整风机的转速,保持风机在最佳运行状态,提高整体能效。
1.3 变频技术在节能改造中的优势相比于传统的定速风机,采用变频技术进行节能改造具有以下几点优势:变频技术能够实现电机的无级调速,使得风机在工作中可以按需调节转速,同时也可以提供更高的起动扭矩,减少启动电流,降低电网负荷。
变频技术可以实现对电机的软启动和软停车,减少启停过程中的冲击力,延长风机的使用寿命,减少维护成本。
变频技术可以根据不同的生产需求,调节风机的转速,提高风机的能效,使得风机在工作中能够更为稳定高效地运行。
通过变频技术的应用,可以实现智能控制、远程监控等功能,提高风机的控制精度和可靠性。
变频技术在风机节能改造中的应用能够有效提高风机的节能效果,降低能耗,提高设备的稳定性和可靠性,进而降低企业的生产成本,实现更为可持续的发展。
2.1 某化工企业风机变频节能改造案例某化工企业生产过程中需要使用多台风机进行空气循环,以保持生产车间内气温稳定。
传统的定速风机工作效率低下,且耗能较大。
通过引入变频技术进行节能改造,企业实现了风机的电机转速调节,根据生产负载的变化自动调整风机转速,使得风机工作更为高效稳定,大大降低了能耗。
随着政府和社会对环保政策的不断加强,也将推动企业更加积极地进行节能改造,引入更多的节能技术手段,以实现更为可持续的发展目标。
高压变频器在焦化煤气鼓风机的应用
高压变频器在焦化煤气鼓风机的应用【摘要】风机在实际应用中数量众多,分布面极广,耗电量巨大。
调查表明:我国风机运行效率低于70%的占一半以上,低于50%的占1/5左右,有的甚至不到30%,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。
【关键词】风机;分析;方案1.概述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70%的占一半以上,低于50%的占1/5左右,有的甚至不到30%,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10KV1400KW煤气鼓风机两台(YBKS5603-2额定电流:97.6A 运行功率因数:0.88转速2970r/min)一开一备,运行电流90A,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:P1v=1.732UIcosφ=1.732×10kv×90A×0.88=1371KW液偶转速比i1=2407/2970=0.81,根据液偶调速器的转差损耗公式得:△Ps1=(i1?-i1?)/ie?×Pe=(0.81?-0.81?)/ 0.96?×1400=190KW△Ps1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:△P1=△Ps1+3% P1v=190+0.03×1371 =231KW节电率:△P1/P1v=231/1371=16.8%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100%,以减低损耗,则需要增加额定效率,故节电率为12.5%。
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变频器在焦化厂风机变频改造上的应用
(希望森兰变频器制造公司,四川成都 610225) 杜俊明
摘要:炼焦鼓冷系统用液力耦合器调速,在变频器未实际应用以前,液力耦合器调速不失为交流电机较为理想的调速方式,其效率﹑低耗能大,用变频调速方
式取代后可以获得非常好的经济效益。
关键词:风机液力耦合器调速,变频器,节能
一、概述
炼焦过程是炼焦煤在炭化室经过干燥脱水、软化熔融、半焦化和半焦收缩成焦等阶段。
在200摄氏度以前,煤表面的水分、吸附在煤中的二氧化碳、甲烷等析出。
随着进入软化熔融阶段,在此阶段中,煤大分子侧链断裂和分解,产生热解产物,在半焦形成和开始缩聚之前,热解产生的蒸汽和煤气,主要含有甲烷、一氧化碳、化合水及焦油蒸汽等。
温度继续升高,析出的气体中氢和苯蒸汽的含量增加。
在半焦至焦碳阶段中,随着焦质致密、缩聚,氢大量的产生。
在炭化室炼焦的特定条件下,上述初次分解的产物,通过赤热的半焦及焦碳层到达炉墙边,然后沿着高温的炉墙与焦碳之间的空隙到达炉顶空间。
炭化室出来的荒煤气首先在桥管处被大量的循环氨水喷洒。
在次过程中,热煤气与70~75摄示度的呈细雾状的氨水接触,高温煤气放出热量,使氨水雾滴迅速升温和汽化,结果,煤气温度降到80~85摄示度,未被汽化的氨水温度升高到75~78摄示度。
煤气中的焦油气约为50~60%被冷却下来,部分焦油与煤尘和焦炭粒混在一起构成焦油渣。
煤气经初冷器后温度可降至30摄示度,此时,轻质焦油和氨水就冷凝下来。
炼焦炉出来的焦炉煤气经集气管、吸气管、初冷器、捕焦油器、回收氨和苯的系统等一系系列的设备,然后才能变成净煤气送给不同的用户,或送至贮罐。
在这一过程中煤气要克服许多阻力才能达到用户的地点,为此,煤气应具有足够的压力。
另外,为了使焦炉内的荒煤气按规定的压力制度抽出,要是煤气管线中具有一定的吸力,因此,必须在焦化工艺的流程中,选择合理的位置设置鼓风机,一般焦化厂鼓风机的位置选择在初冷器之后和捕焦油器之前,这是因为此时鼓风机的负荷较小,电捕焦油器处于正压状态下操作,比较安全。
二、现状
某焦化厂炼焦炉鼓冷系统有400kW离心风机两台,一用一备,安装在两台初冷器之前,即一台鼓风机同时对两台初冷器中的煤气进行抽取。
工艺上要保证初冷器内维持120Pa正压,则鼓风机需要调速,原系统采用液力偶合器调速。
另外,还要求两台初冷器内的正压相
同,均为120Pa。
原系统是在初冷器的出口处设置手动阀门用人工调节,在调节过程中,不仅要调节阀门的开度,还要同时调节液力偶合器的油压,以此调节风机的转速。
阀门和转速都要调节,二者又有一定的偶合度,常常顾此失彼,很难达到工艺要求。
另外,液力偶合器调速的稳定性较差及调速的不方便,而且效率低,为满足生产工艺的要求和节能,需要对其进行改造。
三、改造方案
为节能考虑,将液力偶合器调速改为变频调速。
为控制两初冷气内的压力,采用压力闭环控制和电动阀结合控制,该方法是在1#初冷器和2#初冷器上安装两只压力变送器,变送器压力值代表初冷器内的压力值。
以1#初冷器变送器的反馈值来控制变频器的输出频率,使其稳定在120Pa的压力上。
但是1#初冷器和2#初冷器的出口风道是并联的,由于某些因
转速的,电动机通过液力偶合器的输入轴拖动其主动工作轮,对工作油进行加速,被加速的工作油再带动液力偶合器的从动工作涡轮,把能量传递到输出轴和负载,这样,可以通过控制工作腔内的油压来控制输出轴的力矩,达到控制负载的转速的目地。
因此液力偶合器也可以实现负载转速无级调节,在变频器未应用以前,液力偶合器不失为一种较为理想的交流电机调速方式。
液力偶合器从电动机输出轴取得机械能,通过液力变速后送入负载,其效率不可能为1;变频器从电网取的电能,通过逆变后送入电动机其效率也不可能是1。
在全转速范围内,变频器的效率变化不大,变频器在输出低转速下降时效率仍然较高,例如:100%转速时效率97%,75%转速时效率大于95%,20%转速时效率大于90%;液力偶合器的效率基本上与转速成正比,随着输出转速的降低,效率基本上成正比下降。
例如:100%转速时效率95%,75%转速时效率约72%,20%转速时效率约19%。
液力偶合器用于风机、泵类负载,由于其轴功率与转速的三次方成正比,当转速下降时,虽然液力偶合器效率与转速成正比下降,但电动机综合轴功率还是随着转速的下降成二次方比例下降,因此在变频器取代液力耦合器调速时,计算节能时,电机轴功率与转速的一次方成正比。
五、改造方案的电气原理图和控制原理
1﹑变频器采用森兰SB61P400KW。
考虑到电机是一用一备,为节省投资,两台风机电机共用一台变频器,当电机需要倒换时,仅改变电机外部的接线,变频器控制原理图如图2所示。
PT为压力变送器,为四线式的压力变送器接线,还有两根电源线未画出。
R为给定调节,也可以用操作面板给定。
KM1﹑KM2控制那台电机运行。
即可。
为简化控制,用一号初冷器压力变送器的信号反馈到变频器,由此控制一号初冷器的压力;二号初冷器的压力变送器的信号送到电动调节阀调节器上,控制阀门的开度,以平衡两初冷器的压力值。
如图1所示。
六﹑节能
改造过程中,去掉了液力耦合器后换为一台5︰1的减速箱。
生产运行时,变频器的输出频率在34Hz上下变动,计算节能效果如下:
400kW风机风量从100%降低到70%,由于流量与转速一次方成正比,因此转速可以降低70%,负载功率理论上降为34.3%,如果变频调速效率按0.95算,再考虑电动机效率在低功率时和管道系统效率有所下降,电网总输入功率约:
400×(34.3%/0.95/0.85/0.95)=400×44.71%=178.84kW
如果采用液力偶合器,其效率按0.665计算,电网总输入功率为
400×(34.3%/0.665/0.85/0.95)=400×63.87%=255.12kW,
二者之差为节约的电能,即:
255.12-178.84=76.28kW
全年按300 日计算,年节电:
76.28×300×24=549216kWh。
据实际检测本系统节能在21.9%,不到一年可收回投资,取得了非常好的经济效益。