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變頻調速裝置在煤氣鼓風機系統(tǒng)中的應用
煙臺市管道煤氣公司 劉岳成
摘要：通過對煤氣鼓風運行工況的分析，為解決“大馬拉小車” 的問題，應用變頻調速裝置和PLC構成風壓閉環(huán)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對煤氣鼓風機風量的自動控制，解決了“大馬拉小車” 的問題，達到了節(jié)能降耗的目的。
敘詞：可遍程序控制器 變頻調速 節(jié)能 鼓風系統(tǒng)
1 引言
在電氣拖動設備的運行過程中，經(jīng)常遇到這樣的問題，即拖動設備的負荷變化較大，而動力源電機的轉速卻不變，也就是說輸出功率的變化不能隨負荷的變化而變化。在實際中這種“大馬拉小車”的現(xiàn)象較為普遍，浪費能源。在許多生產(chǎn)過程中采用變頻調速實現(xiàn)電動機的變速運行，不僅可以滿足生產(chǎn)的需要，而且還能降低電能消耗，延長設備的使用壽命。這里介紹的煤氣鼓風機系統(tǒng)采用變頻調，并應用PLC構成風壓閉環(huán)自動控系統(tǒng)，實現(xiàn)了電機負荷的變化變速運行自動調節(jié)風量，即滿足了生產(chǎn)需要，又達到了節(jié)能降耗的目的。
2 工況分析
鼓風機系統(tǒng)構成如下。
（1）風機型號：9-26，風量：8588 ~ 10735m3/h，風壓：10020~9630Pa。
（2）電機型號：Y225M-2，功率：45kW，電壓：380V，電流：83.9A，頻率：50Hz，功率因數(shù)：0.89，效率：2970 r/min。
鼓風機的特性曲線如圖1所示。
@gas_1.jpg
通過對鼓風機幾年來的恒速運動實際情況的記錄分析，鼓風機系統(tǒng)運行規(guī)律如下：最大負荷時的風量為1600 m3/h，電機的電流為38A，運行時間1個月；一般負荷的風量為950 m3/h，電機的電流為36A，運行時間9個月；最低負荷時的風量為500 m3/h，電機的電流為18A，運行時間2個月。由此可以看出，對于該鼓風機來說，最大負荷也不到額定負荷的一半，當風量下降時，用調節(jié)管道風門的方法來改變風道阻力，使功率下降不多，耗能仍很大，這由圖1可以看出。
圖1中曲線1為風機在恒速下調節(jié)風門時的風壓-風量（H-Q）特性，曲線2為恒速下調節(jié)風門時的功率-風量（P-Q）特性，曲線3為管網(wǎng)風阻（R-Q）特性。假設風機在設計時工作在A點效率最高，輸出風量Q1100%。此時，軸功率P1與Q1、H1的乘積面積AH1OQ1成正比（AH1OQ1為耗能），根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，當風量需從Q1減少到Q2（例如50%風量）時，如采用調節(jié)風門的方法調整風量，相當于增加了管網(wǎng)阻力，使管網(wǎng)阻力特性由曲線3變到曲線4，系統(tǒng)由原來的工況點A變到新的工況點B運行，盡管此時風量由Q1減小到Q2，但風壓反而由H1增加到H2，軸功率P2與Q2、H2的乘積面積BH2OQ2成正比，功率的減少并不多，可見耗能仍然很大。
采用電氣傳動調速裝置來調節(jié)風機電動機的轉速是實現(xiàn)經(jīng)濟地調節(jié)風量、有效節(jié)能的最佳方法。我們選用變頻調速裝置對原煤氣鼓風機系統(tǒng)進行了改造，將電機恒速運行改為按負荷變化的變速運行，得到風機合適的功率輸出，達到了節(jié)能降耗的目的。
3 風機變頻調速節(jié)能原理
交流異步電動機的轉速公式為
n = 60f / p (1- s ) （1）
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