变频调速在鼓风机上的应用

变频调速器在鼓风机上的应用

一、系统概况

曝气池是我厂污水处理系统的核心设备。鼓风机将压缩空气通过管道送入曝气池，使空气中的氧溶解在污水中，共给活性污泥中的微生物。污水中的含氧量必须保持在适当的范围内，否则微生物就会缺乏活性，起不到降解作用。由于鼓风机的风压是一定的，风量只能靠出气阀调节。实际生产运行中出气阀开度一般在50%~70%，因此，在上述过程中如果应用变频调速系统控制风量，即可满足工艺要求又可达到节能效果。

二、节能原理

离心式鼓风机属典型的平方率负载，根据流体力学可知，理想的平方律负载的阻转矩T与转速N的平方成正比，即

T=K t N2 K t----转矩常数............................................1）

平方律负载的功率P与转速N的三次方成正比，即

P=K t N3/9550=K P N3K P----功率常数..............................2)

因此，在工艺允许的范围内尽可能的降低转速就会取得节能效果。

三、应用中出现的问题

1）喘震问题

在实际应用当中，我们发现，如果变频器运行于43HZ左右时，系统就会发生严重的震荡，电流大幅变化，电机发出刺耳的噪音。是什么原因造成这种现象呢？

如图所示，鼓风机风道出口位于曝气池底部，曝气池水位h是固定不变的，只有风道压力P f大于水体对风道的压力P s即P f-P s>0时空气才能顺利送入池中。当P s与P f非常接近时，由于P s和P f总有微小的波动，这时它们之差就时而大于0时而小于0，因此压缩空气流呈断续状态，这就导致电流大幅波动，从而发生所谓的“喘震”现象。此时的频率我们称为喘震频率Nc。为避免喘震现象的发生，我们结合变频器的特点，应用变频器提供的频率跳跃功能，跳过43HZ这个频率，就解决啦这个问题。

2）上限频率

由于负载转矩与转速的三次方成正比，如果实际转速高于额定转速，负载转矩可能大大超过额定转矩。另外变频器一般具有转差补偿功能，当变频器显示50HZ时，其实际转速一般高于50HZ，从而引起电机过载、轴承加速损坏等问题，因此我们设定上限频率为49HZ 。

四、改造效果

1）风机电机功率110KW，实际测量改造前电流为120A~130A，采用FUJI 110KV A 变频器改造后电流为70A~80A，用公式2）计算月节电18000KWh。以每年运行11个月，每度电0.45元计算，每年可节约电费9万余元。

2）应用变频调速后，电机转速下降，轴承等机械磨损减少，寿命延长，维修工作量减少。

3）用变频调速后，电机可以软启动，启动电压降减少，对电网的冲击大幅减少。