變頻調(diào)速技術(shù)在選煤廠的應(yīng)用說明

我國現(xiàn)代化建設(shè)面臨的當(dāng)務(wù)之急是解決能源嚴(yán)重不足，原材料消耗過大的問題。以單位國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值所消耗的能源來比較，我國是日本的4.5倍，原西德的5倍，美國的4倍。要解決能源問題，只有合理有效地開發(fā)能源的同時，減少能源的消耗，把產(chǎn)值能耗降下來，才能節(jié)約能源。

選煤廠中風(fēng)機(jī)、泵類占用電量的大部分，而且以往在使用中是采用電機(jī)恒速(即電功率恒定)拖動的。用閥門、擋板等方法調(diào)節(jié)流量。由風(fēng)機(jī)、泵的特性可知：流量與拖動電機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比，壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，電功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。因此， 如果改用改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的方法調(diào)節(jié)流量，風(fēng)機(jī)和泵的能耗就會大幅度降低，特別是低負(fù)荷運(yùn)行情況下，節(jié)能效果會十分顯著。

1.交流變頻器的應(yīng)用

幾年的生產(chǎn)實(shí)踐中我們使用了艾默生FV2000和羅克維爾(AB)及日產(chǎn)等型號變頻器。下面以羅克維爾(AB)22C—D208A103變頻器為例介紹使用情況：

1.1電路及特征

變頻器的主電路為典型的“交一直一交”電壓型變頻方式，其整流器采用可控硅二極管整流，組成三相橋式整流器，以恒定的直流電壓供給變頻器，直流側(cè)并聯(lián)大容量電容器，以緩沖負(fù)載的無功功率。由SPWM變頻器承量調(diào)節(jié)輸出電壓的脈沖寬度和頻率，由既可調(diào)壓又可調(diào)頻的三相交流電源，實(shí)現(xiàn)對三相異步電動機(jī)的變速運(yùn)行。

1.2接線與調(diào)試

變頻器串聯(lián)在空氣開關(guān)與電動機(jī)之間，電源端連接R、S、T，負(fù)載連接U、V、W。FWD、CM(遠(yuǎn)端控制運(yùn)轉(zhuǎn)命令端子)連接在外加的時間繼電器常開觸點(diǎn)上，以達(dá)到在主回路接通數(shù)秒后變頻器啟動的目的，C1，11取手操器4~20mA信號實(shí)現(xiàn)變頻器的遠(yuǎn)端控制，通過手操器可以根據(jù)工況選擇開環(huán)、閉環(huán)控制。

根據(jù)生產(chǎn)的情況和設(shè)備的情況，參照說明書設(shè)定參數(shù)這里就不一一說明。為了避免調(diào)速時直流電壓過高跳閘，我們延長了加速、減速時間。轉(zhuǎn)矩提升模式和電壓/頻率關(guān)系的謹(jǐn)慎選擇可以防止電機(jī)在低速區(qū)域溫度過高。

2.經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

2.1優(yōu)點(diǎn)

①具有優(yōu)良的節(jié)能效果。②電機(jī)調(diào)速平滑，啟動電流極小，減少啟動電流對電網(wǎng)的沖擊對電機(jī)繞組的損害，對拖動的機(jī)械也有好處。加裝變頻器后電機(jī)與機(jī)械的檢修工作量大幅下降，節(jié)約了大量的維修費(fèi)用和人力。③性能齊全，可根據(jù)需要選擇，組合使用方便。④操作簡便，可就地操作，也可遠(yuǎn)方操作。⑤提高自動化水平，減輕操作人員的勞動強(qiáng)度，故障保護(hù)動作靈敏，增強(qiáng)了安全可靠性。

2.2缺點(diǎn)

①一次性投入費(fèi)用高，維修費(fèi)用高;②低速運(yùn)行時電機(jī)降溫效果不好，機(jī)體溫度高，對絕緣有損害;③部分保護(hù)動作過于靈敏影響生產(chǎn)的平穩(wěn)運(yùn)行。

3.節(jié)能效益分析

在幾年的使用中變頻器創(chuàng)造了顯著的節(jié)能效果。

以加壓過濾機(jī)系統(tǒng)給料泵為例：

給料泵型號：100ZJA—I—A50，Q=245m3/h，H=67m

配用電動機(jī)：Y315S-4/11KWI=202A

變頻器型號：22C—D208A103

安裝變頻器前：給料泵在負(fù)荷系數(shù)0.9情況下運(yùn)行，運(yùn)行電流180A，運(yùn)行負(fù)荷99kW。

加裝變頻器后，運(yùn)行電流下降30%為126A，功率因數(shù)提高到0.92。以此估算：

給料泵運(yùn)行功率：

PD=■Ulcosφ· η·β

PD=1.732×308×126×0.92×0.93×0.9≈69kW

式中：β為負(fù)荷系數(shù)取0.9η;為電動機(jī)效率93%;cosφ為安裝變頻器后電動機(jī)運(yùn)行功率因數(shù)。

加壓過濾系統(tǒng)每天運(yùn)行20h，全年生產(chǎn)350d，可節(jié)約電臺△W=△PT=(99—69)×350×20≈210000kW·h

按七臺河公司生產(chǎn)平均電價0.49元/度計算，年節(jié)約電費(fèi)：

0.49×210000≈10.29萬元

幾年來，我們在水泵和風(fēng)機(jī)中陸續(xù)引進(jìn)10余臺變頻器投入運(yùn)行，節(jié)能效果很好，每臺可節(jié)電30%左右。而且不包括節(jié)約的維修費(fèi)用，在半年至三年左右均可回收投資成本。

綜上所述，變頻器調(diào)速技術(shù)在選煤廠生產(chǎn)實(shí)踐中表現(xiàn)出優(yōu)越的軟啟動和調(diào)速性能和明顯的節(jié)能效果。