变频器在化工风机的节能改造应用

　　摘要：在控制上，可在两台电机均出现问题时仍然能够保证变频控制系统的正常运行，将系统的风险性降至zui低。如考虑成本及系统安全性已能满足要求，也可采用一拖二的控制方案。
　　
　　一、方案说明
　　
　　目前化肥厂共有四台加压风机，其中两台大风机功率为280KW，另外两台风机功率分别为为240KW、155KW，一般情况下为一台280KW和240KW工作（电流分别是490A、40），利用主管的回路阀开度进行风量的调节，以满足后段压缩工段的需要。这就造成系统负荷发生变化时需要人工频繁调节回路阀以稳定系统压力，而且长期有一部分电能消耗在回路阀上。
　　
　　本系统可根据具体需要做成一拖二、一拖三两种方式，一拖三方式相比较而言安全性更高，在控制上也更灵活，可在两台电机均出现问题时仍然能够保证变频控制系统的正常运行，将系统的风险性降至zui低。如考虑成本及系统安全性已能满足要求，也可采用一拖二的控制方案。
　　
　　在变频器的选型上，因为加压风机属于整个生产线上非常重要的环节，而且罗茨风机较离心风机而言属于重型负载，在启动力矩及负荷变化时变频器要求更高，所以我们在本方案中使用了通用性变频器，通用性变频器在IGBT逆变模块、整流元件、储能元件上都较同功率的风机水泵型变频器放大了一档，可以更有效地保证变频器的稳定性、可靠性及使用寿命。
　　
　　针对工艺现状，本变频控制系统采用闭环控制方式，回路阀全关，通过压力传感器采集出口风压至变频器，通过变频器的PID回路调节，调整输出到电机的电压、频率参数，从而调整电机的转速，以达到出口风压恒定的目的。这样既在系统负荷发生变化时可以自动地稳定系统压力，而且消耗在回路阀门上的电能也能够有效地节约.
　　
　　二、控制电路
　　
　　1、可方便地在操作间进行变频器的启停和速度调节；
　　
　　2、可实现变频到工频的无扰切换，以满足系统对安全性的需要；
　　
　　3、当280KW变频电机或240KW工频电机出现故障时，此时由变频器切换到另外一台280KW电机，原280KW或240KW电机工频运行，避免了因变频电机故障而影响变频闭环控制的情况。
　　
　　4、变频器或电机故障时，可声光报警，便于及时排故；
　　
　　5、压力目标值可根据工艺上的需要随时，操作简单方便。
　　
　　6、可在操作间实时观察变频器和设备的输入电流及电压，便于了解电机及设备工作状况。
　　
　　三、效益分析
　　
　　1、节电降耗效果明显。根据风机的负载特性，功率与风机转速的三次方成正比，当转速下降时，电机功率迅速下降，通常风机的平均节电率都在20%以上。目前沪州天力化肥厂加压机每月做功为380V×（490＋405）A×0.89÷1000×24小时×30天×1.732＝217936度），回路阀开度约1/3，节能保守估计约20%，则每月节电43587度，按电电费均价0.35计算，则每月可节省15255.00元，一年按工作10个月计算，则全年可节省152550.00元。
　　
　　2、增加了工艺参数的稳定性，降低了物料的消耗，可以有效地提高生产效率，降低单位成本。
　　
　　3、通过变频器调节风机转速（电机从0Hz开始启动），电机可以软启动，实现恒压供风，可降低启动电流，提高电气保护质量，从而提高了起动转矩，因此，对电机和电网的冲击下降，启动压降减小，对电网的容量要求降低，变频器能快速检测和保护，它的保护功能齐全，保护的反应速度和精度均比常规电气保护大为提高，对电动机的保护更为完善，有利于电机的安全运行。
　　
　　4、解决了出口压力升高时的憋压现象，机械磨损减小，降低了设备损耗，电机、风机等机械磨损减小，可有效地延长设备的使用寿命，降低设备维护及采购成本。
　　
　　5、控制方式为闭环自控，提高了生产上的自动化程度，消除了人工调节时的误差。反应速度快、精度高、控制方便：变频器的机械特性硬，调速性能好，可满足严格的工艺要求，控制质量高。