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案例頻道 一、引言
隨著國家的節能減排政策的落實到位，高、中、低壓的各類電機進行變頻改造也進入火熱化的階段，其中又以高壓電機的變頻改造最引人注目，特別是熱電、建材、化工、冶煉等高耗能行業，紛紛進行技術改造，通過節能來降低成本，增強企業競爭力，謀求更大的發展。
二、項目介紹
江西某水泥公司有一條2000t/d的旋窯生產線，其中立磨排風機電機為繞線式電機，1400kW/10kV，采用轉子水電阻起動。立磨排風機平均每天工作18小時，運行電流60A左右，有功功率840kW左右，無功450kVar左右，閥門開度60%。
三、改造方案
1、通過技術交流與溝通，雙方確認對立磨排風機進行高壓變頻改造，選用深圳市科陸變頻器有限公司的CL2700-10-1500-9QY的產品，配手動隔離柜，不需要旁路，將電機轉子直接用原有的短接環短接，水電阻柜和原來的高壓開關柜退出運行，增加兩根高壓電纜，一根用于變頻器到高壓電機的電纜，另一根由原來的高壓開關柜進線端到變頻器的隔離柜，給高壓變頻器提供電源。改造前的系統圖如圖2-1，改造后的系統圖如圖2-2。
圖2-1變頻改造前的系統圖
圖2-2 變頻改造后的系統圖
2、節能分析
從流體力學的原理得知，使用感應電機驅動的風機，軸功率P與風量Q，風壓H的關系為：
當電動機的轉速由n1變化到n2時, Q、 H、P與轉速的關系如下:
可見風量Q和電機的轉速n是成正比關系的，而所需的軸功率P與轉速的立方成正比關系。所以當需要80％的額定風量時，通過調節電機的轉速至額定轉速的80％，即調節頻率到40赫茲即可，這時所需功率將僅為原來的51.2％。
如下圖所示，從進風口風門調節的風機運行曲線圖來分析采用變頻調速后的節能效果。
圖3－1 風機的運行曲線
當所需風量從Q1減小到Q2時，如果采用調節風門的辦法，管網阻力將會增加，管網特性曲線上移，系統的運行工況點從A點變到新的運行工況點B點運行，所需軸功率P2與面積H2×Q2成正比；如果采用調速控制方式，風機轉速由n1下降到n2，其管網特性并不發生改變，但風機的特性曲線將下移，因此其運行工況點由A點移至C點。此時所需軸功率P3與面積HB×Q2成正比。從理論上分析，所節約的軸功率Delt（P）與（H2-HB）×（C-B）的面積成正比。
考慮減速后效率下降和調速裝置的附加損耗，通過實踐的統計，風機類通過調速控制可節能20％～50％。
3、控制電源采用三相四線380V電源，變頻系統自帶后備式UPS電源，保證控制電源斷電后UPS的供電超過30分鐘。
4、接口功能表
高壓變頻調速系統需要與原有的DCS系統接口，功能表如表3-1
表3-1 變頻調速系統與DCS系統接口與功能表
四、效益分析
1、變頻改造后運行數據對照表（表4-1）
表4-1變頻改造后運行數據對照表
2、改造中注意的問題
變頻改造后，運行期間進行測量，與改造前相比，滿足正常生產的情況下的確達到了節能的目的，但是發現節電率未達到預期的效果。經過分析，發現風門開度存在著一定的誤差。由于風門年久失修、長期不校準，實際開度與DCS上的顯示不一致，工頻運行的時候，60%的風門開度相當于75%的實際開度了，這是一個值得注意的地方。
五、結束語
隨著科技的進步，國產變頻器的技術已經非常成熟，已逐步替代各種進口產品，特別是高壓變頻器，可靠性和性價比都比進口產品具有明顯優勢，為我國的節能降耗做出了突出的貢獻。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號