產品與解決方案/PRODUCT AND SOLUTIONS
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解決方案
高壓變頻器在建材除塵風機上的應用
摘要：某建材廠用的除塵風機應用的為新風光新一代的高壓變頻器，設備自投運以來運行穩定，可靠性高，對生產和節能效果非常明顯，完全滿足了除塵風機系統的生產和工藝要求。
關鍵詞：建材 變頻器 除塵風機 節能
1. 引言
目前很多水泥廠的風機大馬拉小車現象嚴重，同時由于工況、產量的變化，系統所需求的風量也隨之變化，大部分風機采用傳統做法，即調節進、出風口閥門的開度來實現，而該方法是以增加風阻、犧牲風機的效率來達到要求的，損耗嚴重。如果利用變頻調速技術改變設備的運行速度，以調節風量的大小，可以既滿足生產要求，又達到節約
電能，同時減少因調節擋板而造成擋板和管道的磨損及經常停機檢修所造成的經濟損失。隨著電力電子技術及電子技術的發展，變頻技術日趨成熟，國際上對于風機的風量、風壓調節已普遍摒棄靠調整配套的風門開度的手段，改而采用變速的電氣傳動調節，變頻調速已成為風機、泵類節能降耗的選用較多的電氣傳動方案。
2. 除塵風機高壓變頻器技術要求
除塵風機是在通風系統中有著重中之重的作用，在使用的過程中主要是來當做除塵機械風機來使用，也是各大行業都不可缺少的一種機械設備。在生產過程中，若除塵風機不能正常運行，不但影響生產，造成巨大的經濟損失，還有可能威脅到現場生產人員的人身安全；另外，除塵風機系統工作的環境比較惡劣，因此和風機配套的高壓變頻器調速系統，要求具有極高的可靠性和穩定。基于以上工作特點，對變頻調速系統的主要要求如下：
（1）彩色中文操作界面。
（2）具有高可靠性，長期運行無故障。
（3）具有旁路功能，一旦出現故障，可使電機切換到工頻運行。
（4）調速范圍大，精度高。
（5）具有共振點跳轉設置，能使電機避開共振點運行，讓風機不喘振。
（6）具有遠程上位機監控功能。
3. 方案設計與說明
變頻系統采用帶一拖一手動旁路系統（用于變頻/工頻切換）；原理是由3個高壓隔離開關QS1、QS2和QS3組成（見下圖）。要求QS2和QS3不能同時閉合，在機械上實現互鎖。變頻運行時，QS1和QS2閉合，QS3斷開；工頻運行時，QS3閉合，QS1和QS2斷開。
1）一拖一手動旁路柜是由三個高壓隔離開關QS1、QS2、QS3組成。手動旁路柜嚴格按照“五防”聯鎖要求設計，變頻器輸出QS2和旁路高壓隔離開關QS3機械閉鎖，完全能夠保證變頻調速系統安全運行。
2）在變頻運行狀況下，QS1、QS2閉合，QS3斷開。
3）如需手動切換至工頻運行時，系統先停止變頻器輸出，斷開用戶開關，再由機械操作依次斷開QS1、QS2，然后機械操作閉合QS3，使電機切換至工頻側，再合上用戶開關，使電機工頻運行；
4）在工頻旁路運行狀況下，QS3閉合，QS1、QS2斷開。
如需手動切換至變頻運行時，系統先斷開用戶開關，由機械操作斷開QS3，然后由機械操作依次閉合QS2、QS1，使電機切換至變頻側，再合上用戶開關。
4. 使用效能
除塵風機為10kV 900kW,采用新風光高壓變頻器，設備型號為JD-BP38-900FB1M，投入使用后與原來的風門調節有以下優點：
1）運行穩定，安全可靠。自正式投產以來至今，連續無故障運行一年多，為水泥的安全可靠生產提供了強有力的保障。變頻器具有免維護的特點，只需定期更換柜門上的通風濾網，不用停機，保證了生產的連續性。
2）節能效果顯著，大大降低了電耗。
3）電動機實現了真正的軟啟動、軟停運，變頻器提供給電機的無諧波干擾的正弦波電流，降低了電機的故障次數。同時，變頻器設置共振點跳轉頻率，避免了風機長期在共振點運行，使風機工作平穩，風機軸承磨損減少，延長了電機、風機的使用壽命和維修周期，提高了風機的利用時率。
4）變頻器自身保護功能完善，同原來繼電保護比較，保護功能更多，更靈敏，大大加強了對電機的保護。
5）變頻器同現場信號無縫接口，滿足生產的需要。變頻器內置現場信號接入靈活。變頻器自帶轉速和電流測定，可以為現場直接提供電機轉速及電流指示。
6）適應電網電壓波動能力強。
5. 節能分析
當采用變頻調速時，可以按需要升降電機轉速，改變風機的性能曲線，使風機的額定參數滿足工藝要求，根據風機的相似定律，變速前后流量、壓力、功率與轉速之間關系為：
Q1/Q2=n1/n2
H1/H2=(n1/n2)2
P1/P2=(n1/n2)3
Q1、H1、P1——風機在n1轉速時的流量、壓力、功率；
Q2、H2、P2——風機在n2轉速時相似工況條件下的流量、壓力、功率。
假如轉速降低一半，即：n2/n1=1/2，則P2/P1=1/8，可見降低轉速能大大降低軸功率達到節能的目的。
