冷却塔风机变频控制与节能改造

Ｒ Ｓ
Ｔ
费的。
Ｎ
ＰＥ
（２）却塔风机运行时不能调节转数，只能以恒定
ＱＦ０ Ｌ１ Ｌ２ Ｌ３
转数运行，不能满足对风量进行精调的要求。
（３）冷却塔风机的电动机容量为 ７５ ｋＷ，额定电流
为 １４１ Ａ，全压起动电流接近 １ ０００ Ａ，不仅造成低压
电气系统波动，而且对机械和电气设备的冲击损伤严
模块，并最终转换为相应的数值（ＢＣＤ 码），通过编好的 ＰＬＣ 程 序，将相应的量和在人机界面上设定的温度值进行比较，得到 一比较参数。ＰＬＣ 输出此模拟信号作为变频器频率给定值（变 频器选用施耐德的 ＡＴＶ６１ 产品，具有过热和过流保护、电源欠 压和过压保护、缺相保护等功能），由变频器控制一台电机的转 速，并根据出水温度的高低，由 ＰＬＣ 控制工频风机的启动，使冷 却塔的回水温度控制在设定的温度上。
电气控制系统原理图包括主电路图，控制回路图和 ＰＬＣ 接 线图。 2.1 主 电 路图
系统的电机控制系统主电路图如图 １ 所示。２ 台电机分别 为 Ｍ１、Ｍ２，电机 Ｍ１ 为变频控制，接触器 ＫＭ 控制电机 Ｍ２ 的 工频运行；ＱＦ１、ＱＦ２ 分别为 ２ 台风机电机主回路的电源开关； ＫＨ 为电机 Ｍ２ 的过载保护用的热继电器；ＱＦ３ 为检测及模块 电源开关；ＱＦ５ 为控制回路的电源开关。
机进行变频调速改造是必要的。
Ｍ１
2 冷却塔风机采用变频调速节能改造方案
我公司改造主要是在利用原有设备的基础上进 行，本改造方案是 ＰＬＣ 控制的冷却塔风机变频控制系统，主要 用到了西门子 ＰＬＣ 和变频器。冷却塔风机变频控制系统配备 有 １ 台变频器，对 １ 台风机进行变频控制，其余 １ 台风机工频 运行；根据出水温度的变化来控制工频运行风机的起动和停 止，实现对水温的初步调节，并对一台风机进行变频控制，对水 温进行微调，从而使冷却塔内的水温控制在一个稳定的状态。 主要改造方案如下：
ＱＦ１
ＰＡ１
ＴＡ１
交流电抗器
ＰＥ
ＲＳ Ｔ
ＱＦ２ ＴＡ２ ＫＭ
ＰＡ２ ＰＥ
ＱＦ３
ＱＦ４
ＤＣ ２４ Ｖ
ＮＬ 控制电源
重，导致电动机和机械设备检修次数较多。
ＰＬＣ
ＡＴＶ６１
Ａｌ１
Ｒ１Ａ
（４）如果要调节风量，只能通过调整电动机台数 Ａｌ
频率设定 ＣＯＭ
运行
Ｒ１Ｃ
Ｒ２Ａ
来进行粗调，导致大部分电能的浪费。 （５）冷却塔风机的电动机保护只能有短路和过负荷
（２）能进行无级调速，调速范围宽、精度高、适应 性强，降低了对低压系统的冲击，减小了机械冲击引 起的设备隐患，延长了设备使用寿命；
图 2 风机电机控制系统电路图
（３）保 护 功 能 完 善 ，故 障 率 低 ，冷 却 风 机 启 动 平
通过装在循环水出水总管上的 ＰＴ１００ 的温度传感器，把出
１＃ 冷却风机电机 ７５ ｋＷ
图1
电机控制系统主电路图
2.2 控 制 电路 图
风机电机的控制系统电路图如图 ２ 所示。图中每台风机控
制回路装设熔断器，以便检修时不造成 ２ 台风机同时停运，每
台设有手动／自动选择开关，手动运行时，按钮 ＳＳ１、ＳＳ２ 分别实
１
３
ＳＡ
２
４
Ｒ１Ａ
Ｒ２Ａ
Ｒ１Ｃ
Ｒ２Ｃ
～２２０ Ｖ
ＳＳ１ ＫＡ１
ＳＦ１ ＫＡ ＫＡ２
ＫＡ３ ＫＡ３
ＫＡ
ＫＡ２ ＨＲ１ ＨＧ１
Ｎ
控
运
ＰＬＣ
制熔 小断 母器
手行 动停
控
制 起
线
止
动
运
停
行
止
信
信
号
号
ＫＡ４
ＫＡ３
ＨＹ１ ＫＡ４
故 障 信 号
Ｌ ２ＦＵ
～２２０ Ｖ
１
３
ＳＡ
２
４
ＳＳ２
ＳＦ２
ＫＡ５
ＫＭ
ＫＨ
ＫＭ ＫＭ ＫＡ７
气进行热交换，使循环水冷却，从而获得各生产工艺所需温
度≤３３ ℃的循环水。当环境温度升高时，起动冷却塔内的轴流
风机进行强制通风，加快冷却塔填料上循环水气相与液相的热
交换。每个冷却塔内装设 １ 台电压 ３８０ Ｖ、额定功率为 ７５ ｋＷ
的轴流风机，电动机和风机之间采用恒定减速比的减速机直
联，塔内不装设节流阀，因此轴流风机的转速与风量是不可调
故障
ＫＡ
Ｌ１１ 停机／启动 Ｒ２Ｃ ＋２４
ＫＨ 运行
ＱＦ５
ＱＦ６
故障
ＵＶＷ
Ｔ－ Ｔ＋
Ｔ－ Ｔ＋
ＰＥ 触摸屏电源 检测及模块电源
的常规保护，不能满足对电动机进行全面保护的要求。 通过以上分析，在满足生产要求前提下，为节约
电能、保证设备的可靠安全运行，对冷却塔风机电动
ＵＶ Ｗ
ＵＶＷ
ＰＥ
Ｍ２
２＃ 冷却风机电机 ７５ ｋＷ
ＫＨ ＫＭ Ｎ
控
运
制 小
母
熔
断 器
手行 动停
线
止
ＫＡ６ ＨＲ１ ＨＧ１ ＫＡ７ ＨＹ１
ＤＣＳ 控 制 起 动
运
停
故
行
止
障
信
信
信
号
号
号
4 变频改造后的优点
经过改进，冷却塔风机已连续运行至今，总结这 次变频改造后有以下优点：
（１）操作使用方便，变频器操作只有简单的开机、 停机和温度的设定，减轻了运行人员的工作负担；
1 冷却塔风机存在问题分析
水温度信号变成 ４～２０ ｍＡ 的标准信号，送入 ＰＬＣ 的模拟输入
冷却风机是冷却塔机械通风的关键设备，长期以来，冷却
塔的节能降耗问题并未引起足够重视。我公司共有 ２ 台循环水
冷却塔，各生产工艺返回的循环热水用泵输送到冷却塔内，通
过塔内的填料增加热水与空气接触面积和时间，促进热水与空
设备管理与改造◆Shebeiguanli yu Gaizao
冷却塔风机变频控制与节能改造
邵建强
（光大环保能源（宜兴）有限公司，江苏 无锡 ２１４２００） 摘 要：在研究冷却塔风机存在问题的基础上对其进行了变频节能改造，介绍了改造方案，并分析了改造的经济性和优点，同时阐述 了改造过程中存在的问题及处理方法。 关键词：冷却塔风机；变频改造；节能
现工频风机和变频风机的起动，按钮 ＳＦ１、ＳＦ２ 可分别停止工频
风机和变频风机；自动运行时，系统在 ＰＬＣ 程序控制下运行，
ＫＡ１、ＫＡ５ 是与 ＰＬＣ 输出端连接的中间继电器，通过 ＰＬＣ 的程
序来分别实现 ２ 台风机的自动控制。
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Shebeiguanli yu GaizaoLeabharlann Baidu设备管理与改造
Ｌ １ＦＵ
的，２ 台冷却塔风机的总风量为 ２３０×１０４ ｍ３／ｈ。经过分析，总结
实际运行时存在的问题如下：
（１）冷却塔的设备容量是在夏天最大热负载的条件下选定的，
即考虑到了最恶劣的条件。然而在实际设备运行中，由于季节、工
作负载等诸多因素导致机组设备经常是处在较低热负
载的情况下运行的，所以机组的耗电通常是不必要且浪