浅析除尘风机的高压变频节能改造

冯忠好

（中铁二十三局集团第四工程有限公司　四川　成都　610000）

浅析除尘风机的高压变频节能改造

冯忠好

（中铁二十三局集团第四工程有限公司四川成都610000）

本文论述了除尘风机的高压变频节能改造，对改造后的节电率与国内同类水平的比较，介绍了变频器的注意事项。本文以冶金行业为例结合汉江丹江口铝业公司净化除尘风机改造，通过对现有电机运行情况分析，为更好的对变频调速技术消化吸收。

除尘系统风机；节能改造；措施分析

冶金行业在我国经济建设中发挥了重要的作用，随着经济的发展和科技的进步，我国的冶金行业获得了前所未有的发展机遇，为此该行业的市场竞争越来越激烈。但是在冶金的过程中出现的烟尘，极大的阻碍了冶金工作的正常进行。通过分析传统除尘系统的工作情况，针对能源消耗大的问题进行了节能改造的措施分析和使用，为我国冶金行业的节能环保发展具有重大的意义。一些企业通过大规模、专业化的技术和设备改造，在治理烟尘方面已经达到了国家环境保护的相关标准。在满足环保要求的同时，还有一个问题成为冶金行业关注的重点，即除尘系统的节能问题，通过探究除尘系统风机的节能方案以及采用高压变频器等设备，使冶金行业的除尘系统风机在工作中减少了大量的能源消耗，从而实现了资源的高效、合理利用，也才能使冶金企业在同行业的竞争中处于优势地位，获得更大的经济和社会效益。

1　除尘系统风机节能现状分析

1.1取得的节能成果分析

冶金行业一般是与重大的建设工程挂钩的，规模比较大、技术要求高、对社会和环境造成的影响大，因此很多企业对冶金技术进行了一系列的改造处理，取得的效果有以下几点：①在冶金的过程中已经注意环境保护，各个施工阶段都采用了布袋除尘器等设备；②对于一些高速、连续生产的施工阶段，采用了自动控制的除尘系统风机，能够不间断的匀速、高校运行，不仅节省了大量的人力支出，同时也达到节电的目的；④冶金行业已经注意采用一些变频器，来辅助除尘系统风机进行除尘。

1.2存在的节能问题分析

尽管部分冶金企业已经在除尘节能方面取得了一定的成果，但是仍存在一些问题需要进一步改进：①施工人员的技能还没有达到相当的高度，尤其是对节能设备的理解和使用方面，还有待进一步加强；②由于大量使用了自动生产设备，所以工作人员对烟尘排量无法准确掌握，只能按照设定的最大烟尘排量值来运行除尘设备，对设备造成了严重的损伤也浪费了大量的电能；④由于在冶炼的过程中，烟尘的排放量以及排放点非常多，所以部分企业在没有进行严密的方案设计的情况下，添置了大量的除尘设备导致设备的利用率非常低，也造成了资源的严重浪费。

2　净化除尘风机的节能改造

2.1五万吨净化排烟风机变频节能改造

2011年4月，通过对五万吨净化排烟风机变频节能改造可行性研究，认为用两台TYVERT-Y10/029型变频器采取二开二备的运行方式，控制四台10kV 400kW的净化风机的方案可行。2011年6月，公司与武汉市通益电气有限公司签定《合同能源管理服务协议书》，确定由通益电气有限公司完成对五万吨净化排烟风机变频节能改造所需设备提供、安装、试验、验收。2011年11月，项目完成投入运行，通过湖北省节能监察中心的检测数据表明五万吨净化变频节能改造的节电率为63.79%。

2.2部分低压电机和三万吨净化排烟风机变频节能改造

2011年12月，船泵132kW水泵节能改造由深圳市科骏实业有限公司提供设备及安装，生产部负责项目管理。2012年1月公司对船泵132kW水泵节能改造进行项目验收。经过节电率核算，泵船132kW取水泵节能改造项目节电率达到33.8%。

2.3低压变频节能改造

分为净化系统溜槽高压风机变频节能改造和动力车间外循环水泵变频节能改造两个子项目。其中，净化系统溜槽高压风机变频节能改造分为两万吨、三万吨、五万吨溜槽高压风机变频节能改造三个单元进行。动力车间外循环水泵变频节能改造分为五万吨、“3+2”、电四外循环水泵变频节能改造三个单元进行。低压变频节能改造取得了较好的节电效果，由于改造设备分布较散，目前尚未取得其节电率的数据。

2.4三万吨净化排烟风机变频节能改造

采取一拖二的配置，实现由一台变频器（额定容量为800kVA）同时拖动三万吨1#、2#净化风机电机（单台额定容量为400kVA），通过调节电机运转速度的方式满足净化工艺所需的工况。2012年5月，由生产部组织项目实施，由荣信电力电子股份有限公司提供变频器及配套设备的购置、安装、调试、验收及技术服务。2012年9月投入运行，并通过铝业公司验收。通过与2012年1月运行耗电量相比较，三万吨净化排烟风机变频节能改造的节电率为66.90%。

2.5两万吨净化排烟风机进行变频节能改造

2012年9月，生产部确定了两万吨净化排烟风机变频节能改造方案，采取一台变频器（额定容量为1250kVA）同时拖动三万吨3台净化风机电机（单台额定容量为400kVA）。2012年10月，公司与上海中际电气有限公司签定了高压变频器及配套设备的购置、安装、调试、验收及技术服务协议。目前该项目正在实施过程中，保守地估计两万吨净化排烟风机进行变频节能改造的节电率将达到52%。

3　除尘系统风机节能改造的措施分析

3.1除尘系统风机节能改造方案的制定

3.1.1自动控制方案设计

为了节省人工同时保证冶金工程高效顺利进行，大量的自动化生产设备和除尘设备被采用，这就需要对这些自动化设备设定控制方案。根据冶金生产工艺的特点和要求，一般将生产设备和除尘设备联系在一起，这就需要通过计算机技术控制开炉和闭炉时自动除尘风机的转动速度。此外还可以根据搜集到的烟尘含量形成参数值，然后再调整除尘风机的除尘转速等。

3.1.2节电方案的设计

电力的消耗是与除尘设备的运转时间和运转速度成正比的，因此要控制电力的使用实现节电目的，就必须对除尘设备的规格、使用时间进行有效的掌控。一方面，对于除尘设备的使用做到科学合理的管理，每个除尘设备的使用要做到严格的限制，尽量在它们工作的参数范围内运行，转速尽量维持在较低的水平，只要能满足除尘的需要即可；另一方面，除尘设备的利用时间应该做到收放自如，企业要想真正实现节能发展就必须对除尘设备的使用时间进行周密的计算，在开炉冶金时再将除尘系统风机打开，而不能为了减少麻烦就一直将除尘风机开着，对电量造成重大的浪费，而除尘系统风机在没有除尘需求时运行，对机器本身也会造成严重的损耗，以至于有除尘需求时它的除尘功能大打折扣。

3.2采用高压变频器进行除尘系统风机的节能改造

3.2.1高压变频器的节能原理分析

通过力学知识可以计算出功率P=（流量）KQ×（压力）H，而K代表的是计算的常数，Q代表的是流量，它们与机器的转动速度N成正比例关系，而N的平方则又与H成正比例关系，功率P就与转速N成立方的正比关系，当转速发生变化后其他的流量、功率等都要发生相应的变化。在生产的过程中，如果需要对流量即除尘的风量进行调节时，那就可以用高压变频器对机器的转速N进行控制，那么功率P就要跟着变化，这就是高压变频器对除尘系统风机耗电功率进行了节能改造。

3.2.2高压变频器的具体节能作用分析

高压变频器的节能作用主要表现在以下几个方面：①提高除尘系统风机的功率。如果没有除尘任务时，运行的除尘系统风机就会使自身的机器发热，导致它的运行功率受到严重的影响。而通过高压变频器就能够有效的提高除尘系统风机的运行功率，从而减少了很多的无用功的发生，提高了除尘系统风机的节能效果。②缩短除尘系统风机的启动时间从而实现节能。一般而言现在的大多数除尘风机是离心式的风机，需要很长的时间才能启动，在这个过程中就产生了很大的电流，对机器设备的使用寿命是一个严重的威胁，同时也浪费了大量的电流。通过使用高压变频器的使用，就能让除尘风机的启动时间大大缩短，使电流的使用达到正常的值保证了机械设备的正常启动，这就降低了电流在启动过程中对供电系统以及设备造成的损害，提高了除尘的效率、减少了电量的浪费、延长了除尘风机的使用时间、降低了机械故障的维修费用等，从而使冶金企业实现了节能生产的目标。④处理变频和工频的转换能力比较强，当除尘系统风机在除尘过程中出现了运行故障，它能够将除尘风机从变频电压转换到工频电压上，然后继续保证了除尘风机的正常工作。

4　变频器的注意事项

（1）如果电网上有大量的计算机、工控机等设备以及综合保护信号，对电网中的高次谐波分量有严格的要求，在改造项目中应对变频器产生的高次谐波对电网的影响作具体要求和测量。

（2）在改造过程中变频器耐压应有50%的电压余量，如果以一台变频器带两台风机会造成变频器超载而损坏设备，所以根据工况最大需求而设定最高频率设定为40Hz以下。

5　结束语

冶金行业是我国经济发展不可或缺的重要组成部分，对相关行业的发展也起到了非常大的促进作用。通过除尘系统风机节能改造技术的研究，在一定程度上极大的提高了除尘系统的工作效率，减少了对资源的浪费，同时也减少了烟尘对生态环境造成的严重污染，真正走上了一条安全、生态和高效地可持续发展道路，不仅对冶金企业自身的竞争力有非常大的提高，同时也有利于促进我国冶金行业的快速发展。

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TM921.51

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1673-0038（2015）19-0090-02

2015-4-26

冯忠好（1968-），男，工程师，本科，主要从事交通工程等相关工作。