风机变频调速节能技术的应用- 冶金之家官方网站—炼铁技术

http://www.gtjia.com

765432100123456250流量 Q ∝ n200150100500012功率 P ∝ n3

3456流量下降10% 功率下降27.1%

图4 离心式负载的相似理论

考虑减速后效率下降和调速装置的附加损耗，通过实践的统计，风机类通过调速控制可节能达20％～50％。

3.3 频调速节能对比

100%输入流量与输出功率的关系

P80`@ %0%0 @%Q60.54.3r.9％51.2!.6?0%图5 风机变频调速时的能耗比较

表1变频调速节能对照表 转速/n% 100 90 80 70 60 50 流量/Q% 100 90 80 70 60 50 风压/H% 100 81 64 49 36 25 轴功率/P% 100 72.9 51.2 34.3 21.6 12.5 节电率/% 0 27.1 48.8 65.7 78.4 87.5 4烧结厂风机变频节能实践

近年来，依靠科技进步与创新，采用新工艺、新设备对于简化生产操作、节能降耗已成为企业发展的根本。 4.1烧结厂现有风机变频调速节能情况

http://www.gtjia.com

矿业公司烧结厂共有7台烧结机，其中有6台烧结机为机上冷却，每台烧结机配有抽风机3200 kw一台，冷风机2500 kw一台，实际运行电能消耗占老厂的三分之二左右。2005年、2006年先后对3#机、4#抽风机进行了变频器改造，系统启动平稳，在保持烧结机同等机速和料厚的情况下，风机在1500 r/min运行时小时耗电在2276 kwh，电机线电流133 A，而在1220 r/min运行时，小时耗电在1546 kWh，电机线电流96A，小时节电730 kwh，节电率达到32%。

2008年烧结厂新建一台360平烧结机，配套的主抽风机为变频运行，在工频960 r/min运行时小时耗电在4326 kWh，电机线电流428 A，而在930 r/min运行时，小时耗电在3726 kwh，电机线电流381A，小时节电600 kwh，节电率达到13.9%。

4.2其他风机类负载变频调速节能研究

针对360平烧结机配套的配料、筛分、环冷三台布袋除尘器进行了变频调速节能研究，采用变频调速调节风量后，将风门开度调节到最大，改变了原来调节风门开度的操作方式，可节约消耗在阀门及管路系统阻力上的大量电能，使轴功率随流量的减小大幅度下降。实施后不仅可降低风机系统的电量消耗，同时也相应提高360平烧结机高压系统的功率因数。 4.2.1 表2-表4为三台布袋除尘风机的额定参数。

表2 配料除尘风机额定参数

电机参数

电机型号 额定功率 额定电压 额定电流 额定转速 功率因数

YKK560-6 风机型号 1000KW 额定轴功率 10000V 70A

额定全压 额定流量

风机参数

AL-R220DW(IDF) 815 KW 5700Pa 420000 m/h 960r/min

3

992r/min 额定转速 0.87

风量调节方式:蝶阀开度调整

http://www.gtjia.com

表3 筛分除尘风机额定参数

电机参数 风机参数

电机型号 YKK560-6 风机型号 AL-R220DW(IDF) 额定功率 1000 KW 额定轴功率 815 KW 额定电压 10000 V 额定全压 5700 Pa

3

额定电流 70A 额定流量 420000 m/h 额定转速 992 r/min 额定转速 960 r/min 功率因数 0.87 风量调节方式:蝶阀开度调整

表4 环冷布袋除尘风机额定参数 电机参数

电机型号 额定功率 额定电压 额定电流 额定转速 功率因数

YKK800-8 1800 KW 10000V 134A 0.82

风机型号 额定轴功率 额定全压 额定流量

风机参数

AL-R305DW(IDF) 1412 KW 5700 Pa 700000 m/h 730 r/min

3

742 r/min 额定转速

风量调节方式:液力耦合器调整

4.2.2变频调速与风门控制方式节能比较

目前配料和筛分除尘风机采用调节风机进风口风门开度来调节所需风量。表5和表6为两台布袋除尘器的平均运行参数。

表5 配料布袋除尘器运行参数 3

蝶阀开度/% 流量/m/h 电流/A 有功功率/KW 无功功率/Kvar 功率因数

666 519 0.79 40 332352 47

表6 筛分布袋除尘器运行参数

3

蝶阀开度/% 流量/m/h 电流/A 有功功率/KW 无功功率/Kvar 功率因数

760 544 0.81 45 346490 52.8

根据上述理论可知，当工频的流量和转速已知，可求出某一变频下特定流量时所需要调整的转速。

设工频下的流量为Q1，转速为n1，可求出当变频后需要流量为Q2时的转速： n2= n1/（Q1/Q2）。

假设工频时每小时需要电量为P1,可求出变频后每小时需要的电量P2＝ P1/[ (n1/ n2)3]。

则每小时能节约电量为：△P=P1－P2。

http://www.gtjia.com

根据以上数据，可推出配料和筛分两台除尘风机安装变频器后风机达到目前风量下的转速以及节电量，如表7和表8所示：

其中：n1为电动机的额定转速， n1＝992 r/min Q1为风机的额定流量， Q1＝420000 m/h

表7 配料除尘风机安装变频器前后参数对比及节电量

安装变频器前

轴功率P1(kw) 电机转速n1

（r/min） 992

666

安装变频器后

风门开电机转速n2度（％） （r/min） 100

785

轴功率P2（kw） 330

每小时节约电量

（kwh） 336

3

流量Q2

3

(m/h) 332352

风门开度（％） 40

表8 筛分除尘风机安装变频器前后参数对比及节电量

安装变频器前

轴功率P1(kw)

流量Q2 风门开电机转速风门开度3

(m/h) 度（％） n1（r/min） （％） 346490 45

992

760

100

安装变频器后

电机转速轴功率P2

n2（r/min） （kw） 818

426

每小时节

约电量（kwh） 333

4.2.3变频调速与液力偶合器调速的节能比较变频调速

目前环冷除尘风机采用液力耦合器来调节所需风量。表9为环冷布袋除尘器平均运行参数：

表9 环冷布袋除尘器运行参数

风机转速/r/min

700

耦合器开度

/％ 82

蝶阀开度/％ 100

流量/m/h 476096

3

有功功率/kw 1332 无功功率/Kvar 1269 功率因数 0.72

液力偶合器是通过控制工作腔内工作油液的动量矩变化来传递电动机能量，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。电动机的输出功率，即为液力耦合器的输入功率。对于恒转矩负载，液力耦合器的效率正比于输出转速,因此采用液力耦合器调速时，主要损耗在转差损耗。

当转速下降时，输出功率成比例下降，而输入功率保持不变，损耗功率与转差损耗成正比增加, 转差损耗 Ph=P1×[(n1-n2)/ n1]。而变频调速是一种改变旋转磁场同步速度的方法，是不耗能的高效调速方式，因此改用变频调速的方式会有非常好的节能效果，节省的能量可按照损耗功率估算。

则每小时节约电能为：

P1× [ (n1-n2)/ n1] =1332×[ (742-700)/742) ] =75 kwh。