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)面臨的當務(wù)之急是解決能源嚴重不足，原材料消耗過大的問題。以單位國民經(jīng)濟生產(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。

選煤廠中風機、泵類占用電量的大部分，而且以往在使用中是采用電機恒速(即電功率恒定)拖動的。用閥門、擋板等方法調(diào)節(jié)流量。由風機、泵的特性可知：流量與拖動電機的轉(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， 如果改用改變電機轉(zhuǎn)速的方法調(diào)節(jié)流量，風機和泵的能耗就會大幅度降低，特別是低負荷運行情況下，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，實現(xiàn)對三相異步電動機的變速運行。

1.2接線與調(diào)試

變頻器串聯(lián)在空氣開關(guān)與電動機之間，電源端連接R、S、T，負載連接U、V、W。FWD、CM(遠端控制運轉(zhuǎn)命令端子)連接在外加的時間繼電器常開觸點上，以達到在主回路接通數(shù)秒后變頻器啟動的目的，C1，11取手操器4~20mA信號實現(xiàn)變頻器的遠端控制，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)系的謹慎選擇可以防止電機在低速區(qū)域溫度過高。

2.經(jīng)驗總結(jié)

2.1優(yōu)點

①具有優(yōu)良的節(jié)能效果。②電機調(diào)速平滑，啟動電流極小，減少啟動電流對電網(wǎng)的沖擊對電機繞組的損害，對拖動的機械也有好處。加裝變頻器后電機與機械的檢修工作量大幅下降，節(jié)約了大量的維修費用和人力。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，也可遠方操作。⑤提高自動化水平，減輕操作人員的勞動強度，故障保護動作靈敏，增強了安全可靠性。

2.2缺點

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

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：Y315S-4/11KWI=202A

變頻器型號：22C—D208A103

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

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

給料泵運行功率：

PD=■Ulcosφ· η·β

PD=1.732×308×126×0.92×0.93×0.9≈69kW

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

加壓過濾系統(tǒng)每天運行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：

0.49×210000≈10.29萬元

幾年來，我們在水泵和風機中陸續(xù)引進10余臺變頻器投入運行，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。