水泥廠羅茨風機變頻器自動控制：變頻器在水泥廠中的應(yīng)用

　　根據(jù)水泥制造工藝要求，結(jié)合水泥廠所使用的生產(chǎn)設(shè)備，我們得到如下結(jié)論：大部分水泥廠的一些設(shè)備尤其是大功率設(shè)備在生產(chǎn)過程中絕大部分時間都不是滿負荷,設(shè)備運行的自動化程度相當?shù)?幾乎完全靠人工調(diào)節(jié),如立窯供風系統(tǒng)、成球預(yù)加水系統(tǒng)、生料均化給料系統(tǒng)、水泥選粉系統(tǒng)、機立窯卸料系統(tǒng)等。

　　我是多年從事變頻節(jié)能技術(shù)研究、開發(fā)與應(yīng)用的專業(yè)公司，結(jié)合曾經(jīng)成功為多家企業(yè)進行節(jié)能改造項目的實踐經(jīng)驗，開發(fā)出比較成熟的水泥廠七大生產(chǎn)系統(tǒng)變頻調(diào)速控制的改造方案。此方案的優(yōu)點明顯，1、投資少；2、安裝、調(diào)試及控制方便；3、及時保護電機和其他設(shè)備，保證設(shè)備可靠運行；4、節(jié)電效果明顯，回收成本快；5、提高了生產(chǎn)過程的自動化程度；6、提高了生產(chǎn)過程的加工工藝精度。從總體的效果來看，改造后的實際系統(tǒng)在水泥制造行業(yè)深受客戶的普遍歡迎。為其取得了顯著的經(jīng)濟效益和良好的社會效應(yīng)。

　　1、變頻器在立窯羅茨風機上的應(yīng)用經(jīng)驗

　　在水泥廠的立窯風機上，一般都是采用擋風板進行調(diào)節(jié)，其原理是調(diào)節(jié)閥門的開度，亦即利用風道的阻力特性調(diào)節(jié)風量，其缺點是：風機始終在全速運轉(zhuǎn)，無法根據(jù)需求準確地調(diào)節(jié)其風量，因此造成風量的跑、冒、漏嚴重，也使電機作為無用功而大量白白地消耗。

　　立窯煅燒熟料所耗的電能中，羅茨鼓風機的電耗一般占 60% 左右，隨著電價的調(diào)整，電費在水泥生產(chǎn)成本中所占的比例越來越高。因此，降低鼓風機的能耗成為提高企業(yè)經(jīng)濟效益的重要一環(huán)。

　　一、節(jié)能原理簡介：

　　1、變頻節(jié)能功能

　　通常在設(shè)計中，用戶風機設(shè)計風量比實際需要的高出很多，這樣容易形成了人們常說的“大馬拉小車”的現(xiàn)象，造成電能的浪費，而且無計可施，利用變頻器可以通過適當降低風機電機的運行頻率，恰到好處地滿足風量的需求，從而輕易地將此部分電能節(jié)約下來。

　　2、動態(tài)功率補償功能

　　無功功率不但增加線損和設(shè)備的發(fā)熱，更主要的是功率因數(shù)的降低，降低了電網(wǎng)的有功功率，S2=P2+Q2，當COSФ≈1 時，Q=S×sinФ≈0,此時有功功率P≈S。變頻器的動態(tài)功率因數(shù)補償功能可使無功功率近似為0，從而增大電網(wǎng)的有功功率，減少了無功損耗。另外，功率因數(shù)的改善還可節(jié)省很大一部分電網(wǎng)容量，直觀的體現(xiàn)在風機電機溫升降低、噪音降低，供電發(fā)電機機組溫升降低、噪音降低、耗油量大幅度降低，大錦工延長設(shè)備維修周期及使用壽命。

　　二、設(shè)備參數(shù)：

　　某廠有立窯羅茨風機185KW一臺，最大運行電流200A，最小運行電流160A,額定電流為355A,頻率50HZ，用風板調(diào)節(jié)風量最大調(diào)節(jié)60%,每天運行24 小時,每月運行20 天,每年需運行11個月,電費0.58 元/度。

　　三、改造方案：

　　用變頻器帶動風機電動機傳動，對風機實現(xiàn)無級調(diào)速，放棄傳統(tǒng)的擋風板，既降低電機轉(zhuǎn)速，又達到節(jié)能目的。

　　四、投資分析

　　投資回收分析：

　　對風機、泵類負載

　　P（功率）=Q（流量）×H（揚程）

　　當電機轉(zhuǎn)速從n 降至n’時，流量Q、揚程H 及軸功率P 的關(guān)系如下：

　　Q’=Q（n/n）

　　H’=H（n/n）2

　　P’= P（n/n）3

　　顯然，當電機轉(zhuǎn)速下降時，流量按線性關(guān)系變化，而電功率卻按立方,根據(jù)我司長期的經(jīng)驗，我們認為該廠風機系統(tǒng)節(jié)能在30%以上是完全可能和可行的。即單臺185KW 風機系統(tǒng)按每年運行11 個月，每月20天，每天24 小時計算，每度電按0.58元計費，每年電費為：P= ×11×20×24×0.58=，按節(jié)電30%計算，每年節(jié)約電費為：×0.3=96465.6 元.工程改造費用需9.35 萬元.即12 個月左右即可收回全部投資。

　　五、系統(tǒng)特點：

　　1、由于采用電位器控制，因此可靠性高，穩(wěn)定性好，容易操作。

　　2、由于加裝變頻調(diào)速器，減小啟動時啟動電流對電機沖擊，延長機械使用壽命，減小維修工作強度。

　　3、提高了電網(wǎng)功率因數(shù)，避免增加電網(wǎng)增容費。

　　在離心風機上的應(yīng)用

　　有某些水泥廠是采用高壓離心式風機進行供風的，該種水泥窯的風量調(diào)節(jié)是通過風門開啟度對風量進行調(diào)節(jié)。對于離心式風機、水泵的變頻調(diào)速改造同樣有巨大的節(jié)能潛力。我們通過沸騰式鍋爐高壓離心式風機應(yīng)用變頻調(diào)速的方法調(diào)節(jié)風量，實踐證明其節(jié)能效果在３０～５０％。對于水泵的變頻改造節(jié)能效果高達７０％。為什么離心式風機，泵類設(shè)備通過調(diào)速調(diào)節(jié)風量或流量有如此驚人的節(jié)能呢？在此將其原理加以闡明。離心式風機、泵類設(shè)備的流量與轉(zhuǎn)速成正比，如公式（３－１）壓力與轉(zhuǎn)速平方成正比，如公式（３－２）功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，如公式（３－３）

　　風量關(guān)系

　　功率關(guān)系

　　Q,H,P

　?。选兀? 　式３－１ Ｑ：表示流量

　　壓力關(guān)系

　?。取兀危病∈剑常病。危罕硎巨D(zhuǎn)速

　?。小兀危场∈剑常场。龋罕硎緣毫?/p>

　　Ｐ：表示功率

　　將經(jīng)上３個公式繪成一張圖， 壓力關(guān)系以清楚看到，改變轉(zhuǎn)速其流量線性變化的，而功耗則是立方關(guān)系變化，因此在調(diào)節(jié)風量或流量時如降低２０％的風量或流量，功耗(圖3-1)則會下降５０％。但是必須注意，轉(zhuǎn)速與壓力是平方關(guān)系，當轉(zhuǎn)速下降２０％壓力則會下降６４％，因此必須要注意工藝要求壓力范圍不能象羅茨風機那樣，不用考慮轉(zhuǎn)速與風壓的關(guān)系。

　　風門控制

　　離心風機、泵類設(shè)備傳統(tǒng)的風量、流量

　　風門控制控制的，大量的能源耗在風門或截流閥的阻力上，如公式（３－４），風門或截流閥控制流量的功耗與流量關(guān)系：變速控制

　?。校剑校埃恕ぃ? 式３－４變速控制

　　Ｑ：表示流量　 Ｋ：為系數(shù)

　?。校罕硎竟摹　。校埃罕硎净竟β?/p>

　　由此比較風門或截流閥控制與變頻調(diào)速調(diào)節(jié)，可以看到在流量變化范圍，采用變頻調(diào)速的方法具有很大的節(jié)能潛力，因此在水泥廠的供水泵或其它離心風機上進行變頻器改造同樣會取得很大的節(jié)能效果。

　　3 在立窯卸料機上的應(yīng)用

　　立窯卸料機若采用滑差調(diào)速電機，其轉(zhuǎn)速通常控制在 300~1000rpm （工藝上根據(jù)窯的情況，對卸料速度進行控制的）。采用變頻調(diào)速的方法取代滑差電機，經(jīng)過多個廠家應(yīng)用結(jié)果表明，平均節(jié)能達 40% 左右，這是因為滑差調(diào)速是一種耗能的低效調(diào)速方法。

　　由下列公式可知：

　　滑差電機主電機軸的輸出功率： P 0 = KM 0 N 0 （ P 0 表示輸出功率， M 0 表示負載轉(zhuǎn)速， N 0 表示電機轉(zhuǎn)速， K 為常數(shù)）

　　滑差頭輸出功率 P 1 = KM 0 N 1 （ P 1 表示輸出功率 ， N 1 表示滑差頭轉(zhuǎn)速 ）

　　滑差頭損耗功率： P = P 0- P 1= KM 0 （ N 0 — N 1 ）

　　由此可見，滑差電機的轉(zhuǎn)速越低，浪費能源越大，而卸料機的轉(zhuǎn)速通常在 400rpm 左右運行，因此改用變頻調(diào)速的方法會有 50~60% 的節(jié)能效果。

　　4 在空氣壓縮機上的節(jié)能應(yīng)用

　　氣壓縮機恒壓供氣使用變頻器與壓力控制構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，使壓力波動減少 1.5% ，降低噪音 、 減少振動。保證設(shè)備長期穩(wěn)定運行，從而減少了設(shè)備維護工作量，延長了設(shè)備使用壽命。用變頻器后，空壓機可在任何壓力下隨意起動，打破了以前不允許帶壓起動的規(guī)定，起動電流也較以前大大降低。通過使用變頻器后的實例，多數(shù)壓縮機節(jié)電率約在 20% 左右，比節(jié)電率較大的風機低，但壓縮機的電動機功率都較大，從幾十瓦直到幾百瓦甚至幾千瓦，其節(jié)電量值較大，經(jīng)濟效益十分顯著，同時控制平質(zhì)大為提高，可使壓縮空氣的壓力始終保持恒定，用戶感到十分滿意。總之壓縮機使用變頻實現(xiàn)節(jié)能計改項目使值得推廣的。

　　5 在預(yù)加水成球系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　目前，預(yù)加水成球技術(shù)在立窯水泥廠中應(yīng)用已相當普遍。它在提高成球質(zhì)量，改善煅燒操作條件，提高立窯熟料產(chǎn)量和質(zhì)量方面取得了比較明顯的效果。其結(jié)合微機雙回路調(diào)節(jié)器，就能實現(xiàn)水料比例自動跟蹤，自動調(diào)節(jié)，做到恒壓供水。調(diào)節(jié)及時，極錦工減輕了工人的勞動強度，同時也改善了成球質(zhì)量，使預(yù)加水系統(tǒng)真正起到預(yù)濕成球的作用，為立窯生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的熟料創(chuàng)造了條件。

　　6 在選粉機上的應(yīng)用

　　某水泥有限公司的旋風式選粉機，原設(shè)計由 JZT392-4 型 75KW 電磁調(diào)速異步電動機（滑差電機）拖動，其優(yōu)點是調(diào)速系統(tǒng)簡單。價格低廉，有一定的調(diào)速范圍，缺點也較多：電機本體噪音高 、 振動大能 、 耗高 、 無功損耗大 、 軸承故障率特別高，滑差控制儀安裝于粉塵飛揚的電機旁邊，多次出現(xiàn)帶負荷起 動 ,不能調(diào)速和突然失速 等故障，現(xiàn)場維護量大，影響整個系統(tǒng)的安全運行。

　　針對上述問題，結(jié)合生料車間選粉機負荷轉(zhuǎn)速不超過 600r/min 的特點，對選粉機電氣部分進行變頻調(diào)速技術(shù)改造。經(jīng)實際測量，選粉機改造前，運行速度在 594r/min 時，輸入電壓 385V ，輸入電流 72A ，功率因數(shù) 0.82 ，故輸入功率為 40KW ；改造后，運行速度在 594r/min 時，輸入電壓 387V ，輸入電流 18A ，（熱繼電器也做了相應(yīng)調(diào)整），功率因數(shù) 0.92 （變頻器加裝了直接電抗器）則輸入功率為 11KW 。改造后一年中，沒發(fā)生過任何故障，保證了系統(tǒng)的安全運行，大大減少了維護工作量和維修費用，而且節(jié)能效果十分顯著。變頻器在水泥廠的應(yīng)用還不止這些，比如說回轉(zhuǎn)窯球磨機 、 卸料圓 、 盤給料機 、 雙管絞刀裙 、 板喂料機調(diào)速皮帶稱喂 、 煤絞刀 、 蓖冷機等一切需交流調(diào)速的設(shè)備都可以采用變頻調(diào)速器。

　　從以上應(yīng)用情況可以看出，水泥廠使用變頻器有以下突出優(yōu)點：

　　A ．滿足調(diào)速的工藝要求，變頻調(diào)速器的調(diào)速范圍在 10 ： 1 以上，而水泥生產(chǎn)工藝過程中調(diào)速范圍在 10 ： 1 范圍內(nèi)即可滿足要求。

　　B ． 便于實現(xiàn)自動化控制，由于變頻器本身是由一個 16 （或 32 ）位微處理器所控制，設(shè)有 RS485 （或 422 ）， A/D 輸入， D/A 輸出接口，為自動控制（與上位機聯(lián)網(wǎng)）創(chuàng)造了充分的條件。

　　C ． 獲得可觀的節(jié)能效果。

　　D ． 降低工人的勞動強度，由于調(diào)速系統(tǒng)整體可靠性提高，故障率低，免維護周期較長，可減輕有關(guān)維護人員的工作量。

　　E ． 提高產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)量。

　　7、在水泥粉磨工藝中應(yīng)用

　　在水泥粉磨工藝中球磨機入磨物料粒度的大小，對其臺時產(chǎn)量影響較大，預(yù)破碎工藝作為提高磨機臺時產(chǎn)量、降低粉磨電耗的重要途徑，引起了許多水泥企業(yè)的重視。根據(jù)工藝要求，水泥立窯放料每次持續(xù)2～3 min，間隔2～3 min，但目前幾乎所有水泥企業(yè)中破碎機處于工頻恒速運行狀態(tài)，24 h連續(xù)運轉(zhuǎn)，造成電能的巨大浪費，并影響電機和破碎機的使用壽命。另一方面，由于破碎機具有十分大的慣性，不易頻繁啟停，所以即使使用變頻器也難以解決系統(tǒng)制動時產(chǎn)生的泵升電壓引起保護電路動作，使系統(tǒng)無法正常工作。

　　針對系統(tǒng)的以上特點，利用系列變頻器實現(xiàn)破碎機的變頻調(diào)速和軟啟動；利用再生能量回饋單元克服破碎機制動過程中產(chǎn)生的過高的泵升電壓；利用PLC實現(xiàn)系統(tǒng)的邏輯閉環(huán)控制，使破碎機的工作與立窯放料同步，實現(xiàn)間歇運行。從而在改善工藝控制質(zhì)量的同時，最大限度地節(jié)約了電能，降低了生產(chǎn)成本?，F(xiàn)場調(diào)試和運行結(jié)果表明，系統(tǒng)運行可靠，節(jié)電率可達60%以上。

　　上述系統(tǒng)已在某水泥廠投入實際運行。系統(tǒng)根據(jù)送料信號自動實現(xiàn)啟制動運行，破碎機運行速度連續(xù)可調(diào)。電機可以實現(xiàn)頻繁軟啟動，基本無啟動電流沖擊，啟動力矩足夠。系統(tǒng)在變頻運行條件下，若變頻器突然故障，則自動切換至“工頻”狀態(tài)繼續(xù)運行，同時發(fā)出聲光報警信號(內(nèi)部可選)。根據(jù)現(xiàn)場工況需要，將有放料信號時變頻運行給定頻率設(shè)為43 Hz，系統(tǒng)運行電流為27 A，運行電壓280 V，改造后的系統(tǒng)平均每年耗電5.7萬度。根據(jù)現(xiàn)場記錄，系統(tǒng)在改造前工作頻率為工頻50 Hz，運行電流為32 A，運行電壓400 V，平均每年耗電19.42萬度。改造后的節(jié)電率為70.6%。該系統(tǒng)的突出優(yōu)點如下：

　　1、利用變頻調(diào)速技術(shù)改造了水泥熟料破碎機的拖動系統(tǒng)，滿足了破碎機的低速、間歇運行特點，保證了工藝控制質(zhì)量，節(jié)能效果明顯，并有利于延長破碎機和電機的使用壽命。

　　2、利用能量回饋控制技術(shù)克服破碎機大慣性引起的泵升電壓，有效地保證了變頻器的安全運行。系統(tǒng)除了變頻器和能量回饋裝置所具有的20余種保護功能和故障自診斷功能外，還增設(shè)了電機過熱、控制回路保護及報警。

　　3、利用可編程控制器PLC實現(xiàn)了各種邏輯控制、變頻器啟制動自動控制及手動/自動、工頻/變頻轉(zhuǎn)換和故障自切換等功能，使系統(tǒng)控制靈活方便，功能齊全

　　成功的經(jīng)驗充分說明了水泥行業(yè)變頻改造的巨大潛力，變頻改造后在短短幾個月的時間里僅僅靠節(jié)約電費就收回整體投資，在以后的生產(chǎn)經(jīng)營中也能夠以較低的生產(chǎn)成本在市場的競爭中處于更有力的位置。水泥制造的變頻改造勢在必行，一方面體現(xiàn)出公司強大的經(jīng)濟實力和公司領(lǐng)導(dǎo)層非凡的遠見卓識，另一方面能夠給公司帶來豐厚的利益回報，并提高了公司生產(chǎn)方面的自動化程度。

水泥廠羅茨風機變頻器自動控制：電爐煤氣凈化羅茨風機的變頻改造應(yīng)用

　　錳冶煉廠采用羅茨風機作為電爐煙氣凈化系統(tǒng)的煤氣壓縮設(shè)備，目前的控制方式為電機工頻運行，采用羅茨風機的出口閥門調(diào)節(jié)，將電爐爐膛壓力控制在要求范圍內(nèi)。此操作方式存在閥門易損、電能浪費等缺點，為此在項目調(diào)研的基礎(chǔ)上提供整體解決方案，進行變頻及自動控制系統(tǒng)的改造。

　　22.項1項目目概概述述及需求分析

　　遼寧錦州某金屬公司現(xiàn)有三套20MVA的電爐用于錳冶煉，電爐所產(chǎn)煙氣通過濕法工藝進行凈化后，實現(xiàn)煤氣回收利用。

　　煤氣凈化及存儲工藝流程如圖1所示，電爐高溫煙氣通過凈化塔進行冷卻降溫、噴淋洗滌、除塵、脫水處理，凈化后的煤氣通過羅茨風機壓縮升壓，送往煤氣柜進行儲存。洗滌循環(huán)水經(jīng)除泥處理后循環(huán)利用，部分污水處理后排放。

　　羅茨風機出口設(shè)置有回流閥，通過控制閥門開度調(diào)節(jié)凈化系統(tǒng)總風力，進而控制電爐爐膛壓力在工藝要求范圍內(nèi)；出口同時設(shè)置有點火器，當出現(xiàn)緊急情況時進行放散點火，確保系統(tǒng)安全。

　　電爐在生產(chǎn)過程中，要求爐膛保持在微負壓狀態(tài)；如果出現(xiàn)正壓力，則可能導(dǎo)致膛內(nèi)煙、火外冒；如果負壓力過低，則可能從爐外吸入過多空氣，煤氣與氧氣燃燒，會導(dǎo)致煙氣溫度升高，并且降低煤氣使用價值。爐膛壓力過高或過低（正常范圍-10Pa~5Pa）都存在安全隱患，所以必須進行嚴格的控制[1]。

　　煤氣凈化工段的羅茨風機是電爐冶煉生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，羅茨風機吸入氣體的流量及壓力直接影響凈化塔的入口總吸力，進而影響電爐的爐膛壓力?，F(xiàn)場配套三組煙氣凈化系統(tǒng)，每組采用一用一備的工作方式，共六臺羅茨風機，配置相同。選用天津鼓風機公司的ML系列臥式直聯(lián)羅茨風機，進氣流量：78.0～478.1m3/min；升壓：9.8～68.6kPa。配套三相異步電機，電壓380V，功率220kW，電流392A，轉(zhuǎn)速985rpm。煤氣凈化羅茨

　　風機工況圖如圖2所示。

　　2.2原系統(tǒng)存在問題

　　現(xiàn)場電機運行方式為采用ABB軟啟動器實現(xiàn)軟啟動，軟啟動器帶有旁路接觸器，啟動完成后自動切換至工頻旁路運行。羅茨風機控制方法為在操作室人工觀察爐膛壓力的儀表顯示信號，并通過電動回流閥的手操器，手動調(diào)節(jié)閥門開度。當爐膛壓力過高時，需增加風機吸力，此時減小回流閥開度；當爐膛壓力過低時，需減小風機吸力，此時加大回流閥開度。以此保證凈化系統(tǒng)氣體壓力的穩(wěn)定，維持爐膛壓力在安全范圍內(nèi)。煤氣凈化人工控制方法如圖3所示。

　　該方式主要存在以下弊端：

　?。?）煙氣凈化采用濕法工藝，煤氣中包含水汽，加大對閥門的沖擊損耗，大大縮短閥門的使用壽命；既增加維護工作量，而且降低生產(chǎn)效率，此點為本項目主要改造訴求。

　?。?）系統(tǒng)運行時回流閥的開度常在15%~40%范圍調(diào)節(jié)，存在節(jié)流損耗，增加了設(shè)備電耗。

　　（3）電機一直處于工頻滿負荷運行狀態(tài)，加大電機溫升，也將縮短電機的使用壽命。

　　（4）需配備監(jiān)控操作工，依據(jù)工人觀察進行調(diào)節(jié)，既增加生產(chǎn)人員的工作量，操作過程也存在滯后。

　　圖3煤氣凈化人工控制方法

　　2.3技術(shù)需求

　?。?）將原有的工頻運行改為變頻運行方式，依據(jù)工況直接對電機調(diào)速，回流閥全部打開，既避免閥門損耗，也實現(xiàn)節(jié)能降耗。

　　增加PLC控制系統(tǒng)，依據(jù)壓力信號自動設(shè)置輸出頻率，實現(xiàn)爐膛壓力自動調(diào)節(jié)。

　?。?）在原有操作面板上增加手動頻率給定功能，作為備用操作，要求手動調(diào)節(jié)優(yōu)先級高于自動調(diào)節(jié)方式。

　?。?）在現(xiàn)行的一樓配電室和二樓控制室進行工程改造；將配電室原有的三臺軟啟動柜置換為變頻器柜，因空間限制，要求柜體寬度不變，深度可適當增加。二樓控制室新增一面PLC控制箱，并對原有的操作面板進行改造。

　　33.改1自造動方控案制變頻調(diào)速方案

　　針對以上問題，在深入生產(chǎn)現(xiàn)場工段調(diào)查的基礎(chǔ)上，確定變頻調(diào)速改造方案：新增羅茨風機變頻器，引入電爐爐膛壓力信號、凈化爐前總吸力信號至PLC，自動調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，以實現(xiàn)爐膛的恒壓控制；回流閥作為備用調(diào)節(jié)裝置，正常運行時管道的回流支路關(guān)斷；既可以滿足生產(chǎn)要求還可以實現(xiàn)節(jié)能降耗。煤氣凈化自動控制方法如圖4所示。

　　圖4煤氣凈化自動控制方法

　　3.2風機自動控制系統(tǒng)設(shè)計

　　羅茨風機自動控制實現(xiàn)方法如圖5所示，由PLC自控系統(tǒng)、變頻器、壓力變送器組成壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)，接入爐膛壓力和煤氣在進入凈化塔前總吸力兩個模擬量信號，反饋壓力與設(shè)定壓力進行比較，依據(jù)工藝要求綜合分析運算，實時控制變頻器的輸出量，自動調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，使爐膛壓力保持在設(shè)計范圍之內(nèi)，以滿足生產(chǎn)工藝的實際需求。

　　圖5羅茨風機改造控制方塊圖

　　通過控制室原操作面板的兩個備用按鈕，實現(xiàn)頻率加

　　/減輸入，作為手動給定功能；當自動控制系統(tǒng)出現(xiàn)偏差時可以通過手動操作進行頻率調(diào)節(jié)，并具有高優(yōu)先級，保證生產(chǎn)的安全性。

　　動統(tǒng)力配系置統(tǒng)及方功案能

　　該變頻驅(qū)動系統(tǒng)的電氣原理圖（單組）如圖6所示。

　　圖6動力系統(tǒng)電氣原理圖

　?。≦S表示隔離開關(guān)，F(xiàn)U表示熔斷器，BP表示低壓變頻器，M表示電動機。）

　　4.2設(shè)備技術(shù)參數(shù)及功能介紹

　　羅茨機屬于恒轉(zhuǎn)矩負載，本項目選用具備恒轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)功能的ABB低壓變頻器，型號ACS580，額定電流505A，相比于傳統(tǒng)的變轉(zhuǎn)矩風機選型容量加大一檔配置，以滿足恒轉(zhuǎn)矩負載的啟動特性；并內(nèi)置有PID調(diào)節(jié)功能和通訊信號接口。

　　變頻器可以通過PLC控制自動給定、或通過面板按鈕手動給定，實現(xiàn)羅茨風機的速度調(diào)節(jié)。

　　自動給定信號通過通訊信號提供，由自動控制操作箱中的PLC通過Modbus串口通訊給定。操作箱放置于控制室，內(nèi)置西門子S7-200SMART型號PLC，接入爐膛壓力和煤氣在進入凈化塔前總吸力的模擬量AI信號，組成壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)，自動調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速。操作箱至變頻器之間通訊電纜敷設(shè)距離230米，串行通訊能力完全滿足要求。

　　手動給定信號通過原操作面板的兩個備用按鈕控制，該兩個數(shù)字量DI信號接入PLC，通過程序?qū)崿F(xiàn)頻率加/減功能，實現(xiàn)手動頻率調(diào)節(jié)。在PLC程序中設(shè)置手動給定的優(yōu)先級高于自動給定功能。

　　55.項1應(yīng)目用應(yīng)效用果效果

　　爐膛壓力原有范圍要求是-10Pa~5Pa，通過變頻調(diào)速自動控制運行后，調(diào)節(jié)效果良好；經(jīng)過和用戶協(xié)商將工藝要求優(yōu)化為-10Pa~0Pa的恒定微負壓，進一步改善電爐的運行性能。如圖7所示，隨機截取兩段儀表數(shù)據(jù)，爐內(nèi)壓力分別為-1.35Pa和-3Pa，維持在微負壓狀態(tài)。

　　羅茨風機是容積式風機的一種。它由一個類似橢圓形的機殼與兩塊墻板包容成一個氣缸，一對彼此相互“嚙合”的葉輪，兩個葉輪等速相向旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)過程中把兩個葉片之間的空氣擠壓出來，將氣缸內(nèi)的氣體從進氣口源源不斷地推移到出氣口，這就是羅茨風機的整個工作過程。羅茨風機的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計，決定了其風壓在一定的流量范圍內(nèi)是近似恒定的，不論轉(zhuǎn)速變化如何其風壓可以保持不變

　　[2]。

　　經(jīng)過改造后，由變頻器改變電機頻率達到無級變速，起到調(diào)節(jié)風量的效果。而風量則與風機轉(zhuǎn)速成正比的，即Q=kN。

　　其中：Q——風量；N——風機轉(zhuǎn)速；k——系數(shù)。羅茨風機作為恒轉(zhuǎn)矩負載，其節(jié)電率與轉(zhuǎn)速降近似成

　　正比即△P%≈△N%。

　　其中：P——功率；N——風機轉(zhuǎn)速。

　　根據(jù)現(xiàn)場應(yīng)用觀察，正常運行周期內(nèi)，風機的頻率范圍通常在28Hz~42Hz，最常見是在32Hz~40Hz左右，總計可以獲25%左右的節(jié)能效果。

　　不論是從節(jié)能降耗、降低維護工作量等直接受益，還是從優(yōu)化生產(chǎn)工藝，延長電機等設(shè)備的使用壽命，改善電網(wǎng)環(huán)境等間接受益來說，羅茨風機的變頻改造都具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢和積極意義。

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水泥廠羅茨風機變頻器自動控制：羅茨風機上使用變頻器的優(yōu)勢

　　對多數(shù)企業(yè)而言，電費是未被企業(yè)控制的最后一項本錢，人們普遍以為電費開支是難以被控制的，交電費 天經(jīng)地義，由于用電設(shè)備消耗多少電，是同其機電特性所決定的，主觀的控制無能為力。很顯然，此觀念 是錯誤的?，F(xiàn)在運用變頻器對機械設(shè)備節(jié)能控制技能減少電能資源的浪費，節(jié)約電費開支.

　　煉鋼廠、水泥制造、化纖等行業(yè)中都用到羅茨風機。在沒有調(diào)速控制之前，一般采用降壓起動，并且正常 運行后，電動機全速運行，而風量的大小則通過風門來調(diào)節(jié)。一般情況下，風門的開度為50%～80%，電機 只能是滿負荷運行，電動機的工作效率很低，造成很大浪費。 采用變頻器對羅茨風機進行控制，屬于減 少空氣動力的節(jié)電方法，它和一般常用的調(diào)節(jié)風門控制風量的方法比較，具有明顯的節(jié)電效果。

　　使用變頻器對羅茨風機實行節(jié)能改造后的優(yōu)勢：

　　1、進步功率因素，減少無功功率損耗

　　2、具有自動節(jié)能 控制功能，能根據(jù)負載情況自動調(diào)整電壓，使電機運行在最高效率狀態(tài)下

　　3、變頻器采用低頻輸出額定轉(zhuǎn)矩，能對羅茨風機實行強有力的控制

　　4、節(jié)約能源，運行本錢降低

　　5 、延長羅茨風機的使用壽命

　　6、軟啟動、啟動時無大電流沖擊

　　江鼓品牌是一家有十余年設(shè)計、制造經(jīng)驗的羅茨鼓風機專業(yè)廠家。公司全部三期建設(shè)累計投資一億五千萬余元，四期建設(shè)預(yù)計投資一億元人民幣，打造成集研發(fā)、設(shè)計、制造、經(jīng)營于一體的復(fù)合型現(xiàn)代化企業(yè)。

水泥廠羅茨風機變頻器自動控制：羅茨鼓風機能否用變頻器控制_羅茨風機

　　污水站使用羅茨鼓風機是非常常見的設(shè)備，不止羅茨鼓風機，還有回轉(zhuǎn)風機等，也是常用的設(shè)備，羅茨鼓風機可以加裝變頻器不？

　　答案：可以

　　但是在對羅茨鼓風機變頻改造的時候要注意一下幾點：

　　1、是否為變頻電機？

　　羅茨鼓風機的電機有變頻電機也有非變頻電機，一般羅茨鼓風機都是非變頻電機，采用非變頻電機的公司，我們不建議在變頻電機上直接加裝變頻器，這樣操作會影響電機的使用壽命。

　　2、變頻電機

　　如果我們在采購羅茨鼓風機之前，就已經(jīng)做好了后期加裝變頻控制柜的規(guī)劃，那么可以尋找變頻器廠家，來幫助我們直接加裝一個變頻器來達到變頻輸送的目的。

　　3、散熱問題

　　低速的非變頻電機加裝變頻器之后，在高轉(zhuǎn)速的情況下，還有可能會遇到低轉(zhuǎn)速散熱不暢的問題，引起電機軸承的損壞。

　　變頻電機由于要承受高頻磁場，所以絕緣等級要比普通電機高，原則上普通電機是不能用變頻器來驅(qū)動的，但在實際中為了節(jié)約資金，在很多需要調(diào)速的場合都用普通電機代替變頻電機，但普通電機的調(diào)速精度不高，在風機、氺泵的節(jié)能改造中經(jīng)常這樣做。在用普通電機代替變頻電機時變頻器的哉波頻率盡量低一點，以減少高頻對電機的絕緣損壞。

　　錦工風機具備多臺大型臥式加工中心，并有多工位加工中心，如果您需要采購定制羅茨風機，可以聯(lián)系我們的全國免費客服熱線

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　　對多數(shù)企業(yè)而言，電費是未被企業(yè)控制的最后一項本錢，人們普遍以為電費開支是難以被控制的，交電費 天經(jīng)地義，由于用電設(shè)備消耗多少電，是同其機電特性所決定的，主觀的控制無能為力。很顯然，此觀念 是錯誤的。現(xiàn)在運用變頻器對機械設(shè)備節(jié)能控制技能減少電能資源的浪費，節(jié)約電費開支.

　　煉鋼廠、水泥制造、化纖等行業(yè)中都用到羅茨風機。在沒有調(diào)速控制之前，一般采用降壓起動，并且正常 運行后，電動機全速運行，而風量的大小則通過風門來調(diào)節(jié)。一般情況下，風門的開度為50%～80%，電機 只能是滿負荷運行，電動機的工作效率很低，造成很大浪費。 采用變頻器對羅茨風機進行控制，屬于減 少空氣動力的節(jié)電方法，它和一般常用的調(diào)節(jié)風門控制風量的方法比較，具有明顯的節(jié)電效果。

　　使用變頻器對羅茨風機實行節(jié)能改造后的優(yōu)勢：

　　1、進步功率因素，減少無功功率損耗

　　2、具有自動節(jié)能 控制功能，能根據(jù)負載情況自動調(diào)整電壓，使電機運行在最高效率狀態(tài)下

　　3、變頻器采用低頻輸出額定轉(zhuǎn)矩，能對羅茨風機實行強有力的控制

　　4、節(jié)約能源，運行本錢降低

　　5 、延長羅茨風機的使用壽命

　　6、軟啟動、啟動時無大電流沖擊

　　江鼓品牌是一家有十余年設(shè)計、制造經(jīng)驗的羅茨鼓風機專業(yè)廠家。公司全部三期建設(shè)累計投資一億五千萬余元，四期建設(shè)預(yù)計投資一億元人民幣，打造成集研發(fā)、設(shè)計、制造、經(jīng)營于一體的復(fù)合型現(xiàn)代化企業(yè)。

　　對多數(shù)企業(yè)而言，電費是未被企業(yè)控制的最后一項本錢，人們普遍以為電費開支是難以被控制的，交電費 天經(jīng)地義，由于用電設(shè)備消耗多少電，是同其機電特性所決定的，主觀的控制無能為力。很顯然，此觀念 是錯誤的。現(xiàn)在運用變頻器對機械設(shè)備節(jié)能控制技能減少電能資源的浪費，節(jié)約電費開支.

　　煉鋼廠、水泥制造、化纖等行業(yè)中都用到羅茨風機。在沒有調(diào)速控制之前，一般采用降壓起動，并且正常 運行后，電動機全速運行，而風量的大小則通過風門來調(diào)節(jié)。一般情況下，風門的開度為50%～80%，電機 只能是滿負荷運行，電動機的工作效率很低，造成很大浪費。 采用變頻器對羅茨風機進行控制，屬于減 少空氣動力的節(jié)電方法，它和一般常用的調(diào)節(jié)風門控制風量的方法比較，具有明顯的節(jié)電效果。

　　使用變頻器對羅茨風機實行節(jié)能改造后的優(yōu)勢：1、進步功率因素，減少無功功率損耗 2、具有自動節(jié)能 控制功能，能根據(jù)負載情況自動調(diào)整電壓，使電機運行在最高效率狀態(tài)下 3、變頻器采用低頻輸出額定轉(zhuǎn)矩，能對羅茨風機實行強有力的控制 4、節(jié)約能源，運行本錢降低 5 、延長羅茨風機的使用壽命 6、軟啟動、啟動時無大電流沖擊

　　問題：風機能用變頻器調(diào)速嗎

　　回答：風機在使用過程中，很多工況需要對風機的風量進行控制，不同的時間段可能采用風量也不同，所以，就出現(xiàn)了變頻型風機。

　　羅茨風機可以采用變頻電機來調(diào)節(jié)風機的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的目的便是調(diào)節(jié)風機風量了，羅茨風機可以通過變頻控制柜，對變頻電機進行調(diào)節(jié)，達到風機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。

　　采購風機時，如果我們對此有要求，需要調(diào)節(jié)風機的轉(zhuǎn)速，可以提前和廠家說明，搭配上變頻電機和變頻控制柜。

　　錦工風機專業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風機，如果您有此方面的采購問題，可以聯(lián)系我們的全國免費客服熱線

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　　羅茨鼓風機有那些系列 羅茨真空泵與羅茨鼓風機 羅茨鼓風機300

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