KKK风机变频改造的应用与实践
变频节能技术在除尘风机上的研究与应用(精)
变频节能技术在除尘风机上的研究与应用节能降耗是当前冶金企业降本增效的重要途径，也是济南钢铁集团有限责任公司实施低成本战略的核心内容。
作为传统炼铁厂竖炉球团工艺流程、装备相对落后、炉体状况不佳，济钢炼铁竖炉在生产过程中，会产生大量的烟尘，含有粉尘颗粒和硫化气体，污染环境，根据国家法规《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996），需要对烟气进行除尘净化处理，由除尘风机将其排至烟囱放散或输送到脱硫系统中再循环利用。
根据炼铁工艺生产特点要求，风机一般是根据现场作业环境最恶劣的状态设计的，要求除尘风机在整个炼铁工作周期内运行，除尘风机在炼铁厂属主要高耗能设备，有炼铁厂里的“电老虎”之称，其容量一般都是根据生产工艺中可能出现的最大负荷条件选择，但在实际运行中往往比设计要小得多，属于“大马拉小车”的状态，其电能损耗相当严重。
如果电机不采用变频调速控制，则流量通常只能通过调节挡板或阀门控制，其结果是造成很大的能量损耗。
采用变频器将电动机直接进行调速运行，节能效果显著，取得明显成效。
1 变频调速节能技术的原理及调速方式比较1.1 变频调速原理变频控制使异步电动机具有与直流电动机相同的转矩生成机理，变频调速技术是强弱电混合、机电一体的综合性技术。
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电机。
变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。
其基本原理是通过整流桥将工频交流电压变为直流电压，整流部分为三相桥式不可控整流器，再由逆变器转换为频率、电压可调的交流电压作为交流电机的驱动电源，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。
使电机获得无级调速所需的电压和电流，是一种无附加转差损耗的高效调速方式之一。
变频调速技术能根据电机负载的变化实现自动、平滑的增速、减速，从而大幅度提高电机的工作效率。
变频调速在鼓风机上的应用
变频调速器在鼓风机上的应用一、系统概况曝气池是我厂污水处理系统的核心设备。
鼓风机将压缩空气通过管道送入曝气池，使空气中的氧溶解在污水中，共给活性污泥中的微生物。
污水中的含氧量必须保持在适当的范围内，否则微生物就会缺乏活性，起不到降解作用。
由于鼓风机的风压是一定的，风量只能靠出气阀调节。
实际生产运行中出气阀开度一般在50%~70%，因此，在上述过程中如果应用变频调速系统控制风量，即可满足工艺要求又可达到节能效果。
二、节能原理离心式鼓风机属典型的平方率负载，根据流体力学可知，理想的平方律负载的阻转矩T与转速N的平方成正比，即T=K t N2 K t----转矩常数............................................1）平方律负载的功率P与转速N的三次方成正比，即P=K t N3/9550=K P N3K P----功率常数..............................2)因此，在工艺允许的范围内尽可能的降低转速就会取得节能效果。
三、应用中出现的问题1）喘震问题在实际应用当中，我们发现，如果变频器运行于43HZ左右时，系统就会发生严重的震荡，电流大幅变化，电机发出刺耳的噪音。
是什么原因造成这种现象呢？如图所示，鼓风机风道出口位于曝气池底部，曝气池水位h是固定不变的，只有风道压力P f大于水体对风道的压力P s即P f-P s>0时空气才能顺利送入池中。
当P s与P f非常接近时，由于P s和P f总有微小的波动，这时它们之差就时而大于0时而小于0，因此压缩空气流呈断续状态，这就导致电流大幅波动，从而发生所谓的“喘震”现象。
此时的频率我们称为喘震频率Nc。
为避免喘震现象的发生，我们结合变频器的特点，应用变频器提供的频率跳跃功能，跳过43HZ这个频率，就解决啦这个问题。
2）上限频率由于负载转矩与转速的三次方成正比，如果实际转速高于额定转速，负载转矩可能大大超过额定转矩。
变频器在风机调速系统中的应用
变频器在风机调速系统中的应用随着现代工业的发展，越来越多的机械设备在运行过程中需要进行调速，以满足不同的工作需求和环境要求。
而在这些机械设备中，风机的应用非常广泛，特别是在工业生产中，风机的使用率更是非常高。
然而，传统的风机调速系统往往存在诸多问题，如入口阀门调节失灵、输送效率低下、调节精度不高等。
为解决这些问题，变频器应用在风机调速系统中成为了一个非常好的解决方案。
变频器可以通过调整电机的转速来实现对风机转速的调节，不仅可以有效提高风机的效率和运行稳定性，还可以降低能耗、延长设备寿命、减少故障率，从而提高工业生产的效率和质量。
一、变频器的基本原理及特点要了解变频器在风机调速系统中的应用，首先需要了解变频器的基本原理和特点。
变频器的基本原理是利用高频电压来控制电机的转速，从而达到调节负载的目的。
具体来说，变频器先将交流电源转换成定频、定幅的直流电源，再通过PWM方式将直流电源转换成需要的交流电压来驱动电机。
变频器的主要特点包括以下几个方面：1. 可调节电机转速：通过控制变频器输出的频率和电压，可以实现对电机转速的精确调整，满足不同的工作要求。
2. 节约能源：相对于传统的阀门调节方式，变频器可以根据实际负载情况调整电机的转速，从而实现节约能源的目的。
3. 提高设备寿命：变频器可以避免电机在启动和停止时产生的冲击，并且通过调节电源频率和电压来确保电机的稳定性，从而延长设备的使用寿命。
4. 表现稳定可靠：变频器的控制精度高，反应快，可以确保设备在复杂的工作环境下保持稳定性和可靠性。
二、变频器在风机调速系统中的应用在风机调速系统中，变频器的应用可以大大提高风机的运行效率和稳定性，从而达到优化工业生产工艺和节约能源的目的。
1. 提高风机运行效率：传统的风机调速系统多采用调节入口阀门来实现调节风量的目的，然而这种方法存在一些缺点，如阀门设计不当会影响空气流通，使输送效率下降；同时，阀门调节容易失灵或卡死，导致风机无法正常运行。
鼓风机采用变频系统的应用实践
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ＡＰＰＬＩ ＣＡＴＩ Ｎ ｎ ｏ ａ ｄ ＰＲＡＣＴＩ ＣＥ ｎ ｉ
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这 样 就实 现 了根 据 产气 量 大 小 ， 程 控 机 来 用 控制 风 机转 数调 节 煤 气 输 配 量 ， 而 大 大 提 高 了 从 风机 效率 ， 约 了大 量 电能 。 同 时 降低 了 出冷 器 节 负荷 、 水量 ， 善 了焦炉操 作 ， 长 了焦 炉 寿命 。 用 改 延
调节煤气 输送量
图 １ 变 频 系统 工 作 原 理 图
再逆变为 电压 和频率可调 的三相 交流电源 ， 出到 需要调 输 速的电动机上 。由电工原理 可知 ， 电机的转速 与电源频率 成正 比，通过变频器可任意改变 电源输 出频 率 ， 而任意 从
调 节 电机 转 速 ， 现 平 滑 的 无 级 调 速 。 实 ２ 变 频 系统 的 应 用
１ 变 频 调 速 基 本 原 理 在变频调速中 ， 用最 多的变频调速器是电压 型变 频 使 调速器 ， 由整 流器 、 波系统 和逆 变器三 部分 组成 。工 作 滤 时首先将三相交流 电经桥式整 流为直 流电 ， 动的直 流电 脉 压经平 滑滤波后 ， 在微 处理器的调控下用逆变器将 直流电
电 号 发出指令 信
风机变频系统的成功应用
成功后． 截止２１ 年我公司 ００ 相继对另５ 高压风机和６ 台
台低压风机实施 了变频改造 ． 用国产变频器 。 选 运行 以来
・ 圃 按
， Ｐ Ｖ显示 三， 或 Ｅ ］用 匣 将Ｓ 显 Ｖ
示值修 改为ｆ０ ５ｆ ０ 参数设定密码 ： １ （
节能效果突出． 而且操作方便． 运行可靠 ， 具有启动和制
动性 能 稳 定 、 效 率 、 功 率 因数 的特 点 。 高 高
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示 值 修 改 为｝４ ． ： 温 保 护 值 ） １０ 超 ０ ；
（ ） 频 器 正 常 运 行 时 应 将 挡 板 或 阀 门开 １变
．
负 载名称
篦冷机风机 Ｇ １ ２ 篦冷机风机Ｇ ２ ２ 篦 冷机风 Ｇ３ 机 ２
额定功率 阀门 工频 变频运行功率 节电 开度 运行 率 ／Ｗ ｋ ／ ％ 功率，Ｗ ｋ ／ ｋ Ｗ ｜ ％
拌 ０ ２ ． ５ ８ ｌ 在 高压 变频 器 运 行 中要 充 分 考 虑 上 ２ 高温风机 ２８ｏ ３１ ０ ６ ３５
述 问 题 ， 证 变 频 装 置 的安 全 可 靠 运 行 ． 实 发 保 切 挥 节 能作 用 。 据 我 公 司 实 际运 行 经验 ． 出 以 根 提 下几 点 注意 事 项 ：
（ ）设 备 运行 可靠 性 提 高 ．延 长 了设 备 检 修 周 ３
’ ・ 按圃
， 确认修改后的 参数值。
（ ） 压 变 频 装 置 对 电 网 电 压 的 波 动 要 有 较 强 的适 ４高 应 能 力 当 电 网 电压 在 ７ ％１ 下 ６ ％１ ４ 的额 定 电压 时 ， ０ ２ ． ２ ５ ） ． ２
电工技师论文变频器在风机中的应用
电工技师论文变频器在风机中的应用摘要：随着工业生产对风机调速性能要求的不断提高，传统风机主要采用三相交流电固定转速，从启动到正常运转后一直是保持一个转速，不能根据不同需求而改变转速，极大的浪费了电能，本文则主要介绍现代交流变频器应用于风机的知识与问题，解决了不同场合根据不同需求改变转速，从而节约了能源。
关键词：交流变频器风机污水处理节能引言污水处理近十几年来，越来越受到我国地方各级政府的重视，对污水处理方面的投资建设也不断加大。
但是，大多数污水处理设备还是传统的机电设备。
随着交流变频调速技术在机电控制方面不断发展应用，无论从节能还是对机电设备的精细化控制来说，都迫切需要利用变频技术对传统的污水处理设备进行升级改造。
现以我公司利用交流变频调速技术对生化池曝气风机风量进行精细化控制为例，详细说明介绍变频器在风机中的应用。
我公司的生化池是垃圾渗滤液处理的核心，池内存活着大量活性污泥，每天在生化池曝气阶段，利用测氧仪每隔2小时测氧1次，严格控制生化池的DO（溶解氧）在2~5mg/L之间，既不能过量（生化池DO>5mg/L），也不能欠量（生化池DO<2mg/L）。
如果生化池DO过高，将造成好氧菌大量繁殖，而好氧菌是消耗碱度的，从而使生化池的碱被消耗掉，造成酸碱不平衡，使最终处理出水达不到国家排放标准；生化池DO偏低，将抑制池内微生物的生长、繁殖，造成微生物的减少，从而影响垃圾渗滤液处理的效果。
我公司生化池2台45KW曝气风机改造前利用常规挡板风门控制方式对生化池曝气进行气量控制，不但不能精确控制生化池的DO（溶解氧），而且浪费了大量电能。
后来采用变频器变频调速的方法对2台风机风量进行控制，结合生化池曝气阶段的DO（溶解氧），采用变频器变频调速的方法对风机风量进行控制，经过1年多试运行，2台风机的年用电量比原来下降了48%左右，节约了电能。
由于变频调速能够精确控制生化池进气量，保证生化池曝气阶段DO（溶解氧）在2~5mg/L的正常范围，所以生化池微生物的生长、繁殖及生化性比改造前要好，垃圾渗滤液的处理效果比以前有了明显改善。
风机变频节能改造技术方案
风机变频节能改造技术方案
一、节能改造方案背景
风机是一种广泛使用的电动机，用于输送空气或其他气体，是工业生产中的重要设备。
由于生产过程中风机的使用时间较长，其耗能量较大。
如果不采取有效措施，将会使得生产成本增加，影响公司的经济效益。
因此，通过变频节能改造技术，以保证风机工作安全、稳定、高效可靠，是当前比较热门的节能技术之一
1、采用新型变频器采用变频技术进行变频节能改造的关键设备是电子变频器，它可以控制电机的转子转速，从而达到控制风机转速的目的，从而节约能耗。
2、安装控制系统为了使电子变频器更好地控制风机的转速，需要安装一套功能全面的控制系统，它可以从用户的不同需求出发，控制风机的转速，使之转速稳定，有效地提高风机的运行效率和节省能耗。
3、节能系统的维护为了保证变频节能改造工程的持续发挥作用，应定期对安装的节能系统进行维护，以确保系统的运行正常。
三、变频节能改造技术方案的经济效益分析
1、节约能源
变频节能改造技术可以有效控制风机的运行效率，节约能源，减少耗能量，可以节省大量能耗，使企业能耗更加节约，节省开支。
引风机变频改造课件
未来发展的展望
智能化发展
随着技术的发展，未来引风机变 频改造将更加智能化，能够实现 远程监控、故障预警和自动调整
等功能。
节能减排
随着环保意识的提高，未来引风机 变频改造将更加注重节能减排，以 降低对环境的影响。
集成化与模块化
为了便于维护和升级，未来引风机 变频改造将趋向于集成化和模块化 设计。
技术
引风机变频改造需要采用先进的变频技术，包括PWM控制技术、矢量控制技术、直接转矩控制技术等，同时需 要结合实际应用场景，选择合适的变频器和控制系统，实现对引风机的高效控制。
引风机变频改造的应用场景与优势
应用场景
引风机变频改造适用于各种需要精确控制风量、风压的场合，如钢铁、电力、化工、造纸等行业。在 这些行业中，引风机是重要的机械设备之一，通过变频改造可以实现节能减排、降低噪音、提高设备 稳定性和延长设备使用寿命等目标。
06
引风机变频改造的案例分 析
案例一：某钢铁厂引风机变频改造
改造背景
钢铁厂原有引风机采用工频运行 ，能耗高，调节性能差。
改造方案
采用变频器对引风机进行变频改 造，实现电机软启动和无级调速
。
改造效果
节能效果显著，提高了生产效率 ，降低了维护成本。
案例二：某电厂引风机变频改造
改造背景
电厂原有引风机系统存在振动大、噪声高等问题 ，影响设备寿命和运行稳定性。
效果。
性能测试
在多种工况下对引风机进行测试， 确保变频改造后的引风机性能稳定 、满足使用要求。
记录与报告
对调试和测试过程进行详细记录， 形成完整的报告，为后续维护和使 用提供参考。
05
引风机变频改造的效益评 估与优化建议
风机变频节能改造技术方案范本
风机变频节能改造技术方案引言随着工业化进程的加速和国家能源政策的调整，能源消费已成为影响我国经济发展和可持续发展的重要因素。
在这种情况下，如何降低企业的能源消耗，变得越来越重要。
目前，风机变频节能成为降低能耗的重要方式之一，因为风机系统是通用的能耗设备，广泛应用于化工、电力、汽车、航空等领域。
因此，在本文中，我们将详细探讨风机变频节能改造技术方案，包括技术原理、影响因素、实施步骤等方面的内容，以期提高企业的能源利用率和整体经济效益。
技术原理风机变频节能的基本原理要理解风机变频节能技术，首先需要了解风机的基本原理。
普通三相感应电机运行时转速基本上与电网频率成正比，当电网变频时，如果保持电压与频率的比值不变，则电机转速不变。
由于风机负荷为压力负载，所以通常情况下会有一定的压差，这将导致风机的流量不稳定，速度不能维持在额定值上，真正的吸入功率将增加，而容积流量增加。
当转速降低时，气体的密度增加，从而增加了气体体积流量，这将进一步增加了工作点。
因此，在转动时，流量还需加速到一定程度，从而减少风机所消耗的能量。
风机变频节能原理是将常规的电动机驱动风机系统改变成交流驱动风机系统，风机系统中使用的交流电机称为变频电机。
变频电机能够根据负载需求提供符合等效滑动频率的转速。
由于此技术在工作时具有更高效的响应和更快的调速能力，所以在提供高质量的空气和水流率时，比传统驱动风机更为高效。
风机变频节能技术的节能原理风机变频节能技术的节能原理是通过调节变频电机的转速来达到节能目的。
通常，风机系统在工作时，会受到一定的操作约束，特别是在流量、压力、负载等方面。
当这些要素发生变化时，风机将消耗更多的能量来维持正常操作，从而导致能源浪费。
而变频调速技术可以根据实际需要实现变频电机的调速，从而保证能源的高效利用。
影响因素1. 变频器的型号和制造技术变频器是实现风机变频节能技术的关键设备，因此，变频器型号和制造工艺对节能损失、条件细节等方面产生直接影响。
YKK500-41000kW送风机电机换相法改极改造的实际应用
荷所需风量配套恒速电动机 。由于季度不 同， 发 电负 荷也随之 变化 ， 因 此炉 膛 所 需 风 量 亦 作 相 应 变 动 ， 采 用 调 节 阀 门挡 板 开
度来调节风量 ， 不 能 达 到 节 能 的 目的 。如 将 原 驱 动 电 机 改 造 为
近极单绕组双速电动机 ， 根据各季 节气 象条件的改变来 变更 电
公式进行计算 ： ｑ 一
一了 ８一 了 ２ 绕 组为 三相非 对称 排列 。
，
为此 ， 必须对 ６极 的每极每相 线圈进行 合理 分配 ， 使之 尽可能
地接近三相对称。４ ８ 槽、 ６极 时 ， 槽相量分析如图 １ 所示 。
１ ． ２ ． ２ ． ２ 矢量值计算
Ａ相 ： ｌ Ａｊ 一￣ ／ （ ６ － Ｆ １ ０ ｃ ｏ ｓ ２ ２ ． ５ ） ４ － （ ２ ｓ ｉ ｎ ２ ２ ． ５ ） 一 １ ５ ． ２ ６ ；
１ 送风 机 电机 改极 改造 方 案
１ ． １ 改 造原 理
由离心式风机相似 定律可知 ， 在一 定范围 内改 变风机 的转 速， 风机泵的效率近似不变 ， 其性能近似关系为 ：
Ｑ ｌ ／ Ｑ — １ ／ ｎ ２ Ｐ ｌ ／ Ｐ ２ 一（ ／ ｎ ２ ） 。
本 次 改 极 改造 方 案 中 ， ４ 极改造 的参数基本不变 ； ６极 改 造 要求功率变为 ６ ０ ０ ｋ Ｗ， 转速变 为 ９ ８ ４ ｒ ／ ｍｉ ｎ 。 １ ． ２ ． ２ 改极 改 造 的分 析计 算 ｌ Ｉ ２ ． ２ ． １ 槽 相 量 分 析 以电 机槽 数 为 ４ ８槽 、 ６极 时 每 极 每 相 槽 数 为 例 ， 按 照相关
极 电机 引 线 接 头 有 ２ ７个 ， 在 切 换 时 需 停 机 并 用 手 工 来 改 接 引 线接头 ， 对 于 送 风 机 运 行 方式 的特 点 而 言 ， 是 完 全 可 以适 用 的 。
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1 引言
硫酸车间 SO2 风机是制酸工序的关键设备 , 现 制酸四系列 SO2 风机 ( 额定功率 2050kW) 于 2011 年投入使用 , 设备在使用中主要存在以下情况 ：
Total 156 No. 2 2019
COPPER ENGINEERING
总第 156 期 2019 年第 2 期
KKK风机变频改造的应用与实践
胡庆保
（江西铜业集团有限公司 贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335424）
摘 要 ：江铜集团贵溪冶炼厂硫酸四系列二氧化硫风机于 2011 年投运，设备在使用中存在两个问题 ：一是 主电机直接启动对系统的冲击 ；二是采用前导叶风量调节方式所带来的能耗问题。此次改造设计采用中压变频 系统驱动风机主电机，以变频调速为主，前导叶配合为辅的方式来控制风机风量，在避免启动冲击的同时，减 小运行能耗，达到节能降耗的目的。
关键词 ：SO2 风机 ；变频改造 ；混合调速 ；中压变频器 ；节能降耗
中图分类号 ：TH4 文章编号 ：1009-3842（2019）02-0111-04
文献标识码 ：B 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
Application of New Frequency Technology on KKK Blower
盖检修。 （2）能耗。由于工艺对风量的要求变动较大，
而只能通过调节前导叶来控制风量，造成了一直处 在工频运行的电机浪费了大量电能。
2 二氧化硫风机系统运行现状
2.1 工频运行状态 通过现场调查，二氧化硫风机在运行时入口导
叶只开了一部分，由于采用导叶调节，大部分能量 都被导叶消耗，其开度越小消耗的能量就越多。在 一般情况下采用导叶调节的风机其实际消耗功率与
（1）电机采用直接启动对系统的冲击。该风机 采用直接启动方式，启动时对电机及电机相连的机 械部分轴与齿轮都会产生剧烈振动，使得电机系统 机械磨损加剧，从而导致系统各机械部件及电机使 用寿命的降低，而直接启动时的大电流也会使电机 系统产生较高温度，进一步加剧系统各机械零部件 的磨损，在 2013 年就因风机轴承箱温度过高而开
的一次方下降，而其轴功率随转速的三次方下降，
目前最优方案就是采用交流变频调速控制技术［2］。
2.2 风机运行数据
表 1 四系列 KKK 风机运转数据
工作
运转时间 导叶开 风量 / 入口压
电流 A
方式
/（Min/D） 度 /% （Nm3/h） 力 /kPa
满负荷 170~180 1125
42 82213 -9.7
分，风机远离额定点运行，其实际运行效率很低。
（2）由于导叶的存在，导叶前后存在压差，消
耗了部分能量。
（3）因实际所需风量低于额定风量，风机在配
备电动机的时候，电动机的功率有。
导叶调节方式虽然简单易行，并已成为习惯，
但它是以增加管网消耗、耗费大量能源为代价的。
当采用变频调节时，其效率最高，因为风量随转速
HU Qing-bao （Guixi Smelter, Jiangxi Copper Corporation Limited, Guixi 335424, Jiangxi, China）
Abstract: The four series SO2 blower adopting Siemens KKK brand in Guixi Smelter of Jiangxi Copper Corporation was put into operation in 2011, which was found in equipment operation with two problems: one is the impact on the system caused by direct start of main motor. The second is the energy consumption of the guide blade regulation. The modification design of this retrofit adopts medium voltage frequency conversion system to drive the main motor of the wind turbine, which is mainly based on the variable frequency speed regulation and the cooperation of the front guide vane to control the air volume of the fan. While avoiding the impact of start-up, the energy consumption of operation is reduced, and the purpose of saving energy and reducing consumption is achieved.
降负荷 100~120 290
20 53901 -4.4
零负荷 0
45
0
0
0
3 改造方案
3.1 风机变频调速的改造方案 （1）电气改造内容 ：①由于系统对连续运行安
全性能要求较高，为了便于日常维护及故障应急处 理，故采用中压变频器外加工频旁路的方案。②利 用原电机启动断路器柜作为整个系统的总电源柜， 整个系统的综保装置利用原电源柜的综保装置。③ 增加中压变频器及变频器进、出线断路器柜，柜内 不设综保装置。开关柜与变频器一起安装于风机房 内，并为其搭建一间变频器配电室。运行时房间封 闭，内置空调，采用内循环散热。
收稿日期 ：2018-07-06 作者简介 ：胡庆保（1982-），男，安徽凤台人，工程师，主要从事电气自动化方面的研究和应用。E-mail: hqb2046@
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总第 156 期
Байду номын сангаас
风量大致成正比，与导叶的开度也大致成正比［1］。
归纳其具有以下特点 ：
（1）风机运行时的风量只是额定风量的一部