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變頻調速裝置在煤氣鼓風機系統中的應用
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構成風壓閉環控制系統，實現對煤氣鼓風機風量的自動控制，解決了“大馬拉小車” 的問題，達到了節能降耗的目的。
敘詞：可遍程序控制器 變頻調速 節能 鼓風系統
1 引言
在電氣拖動設備的運行過程中，經常遇到這樣的問題，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”的現象較為普遍，浪費能源。在許多生產過程中采用變頻調速實現電動機的變速運行，不僅可以滿足生產的需要，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采用變頻調，并應用PLC構成風壓閉環自動控系統，實現了電機負荷的變化變速運行自動調節風量，即滿足了生產需要，又達到了節能降耗的目的。
2 工況分析
鼓風機系統構成如下。
（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：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，鼓風機系統運行規律如下：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風門時的風壓-風量（H-Q）特性，曲線2為恒速下調節風門時的功率-風量（P-Q）特性，曲線3為管網風阻（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），根據生產工藝要求，當風量需從Q1減少到Q2（例如50%風量）時，如采用調節風門的方法調整風量，相當于增加了管網阻力，使管網阻力特性由曲線3變到曲線4，系統由原來的工況點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風機電動機的轉速是實現經濟地調節風量、有效節能的最佳方法。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，達到了節能降耗的目的。
3 風機變頻調速節能原理
交流異步電動機的轉速公式為
n = 60f / p (1- s ) （1）
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