科陆CL2700高压变频器在沙钢润中炼钢厂除尘风机的应用

一、概述

通常工业锅炉上的鼓风、引风机，炼钢炉的除尘风机都是电机以定速运转，再通过改变风机入口的档板开度来调节风量。而风机的最大特点是负载转矩与转速的平方成正比，而轴功率与转速的立方成正比，因此如将电机的定速运转改为根据需要的风量来调节电机的转速就可节约大量的电能。 

沙钢润中炼钢厂除尘风机，在没有调速控制之前，电动机采用直接起动方式，正常生产时，电动机全速运行，而风量的大小则通过风门来调节。一般情况下，风门的开度为50%～80%，电机只能是满负荷运行，电动机的工作效率很低，造成很大浪费，而且设备受到机械冲击，减短设备使用寿命，增加维修费用。 

二、CL2700系列变频器调速的特点及节能分析

怎样能根据工况而直接控制风量的大小而满足工况的要求呢？CL2700系列变频器很好的解决了这个问题。CL2700系列变频器实现无级调速，用CL2700系列变频器改造风机，具有以下特点： 

1.起动停止平衡，无级调速，调速范围大。 

2.工作可靠，能长期稳定运行。 

3.操作简便，维护量小。 

4.输出特性可满足风机性能要求。 

5.生产工艺改善，节能效果显著。 

6.可实现工/变频快速切换。

根据风机的特性，理论上，风机的风量Q与转速成正比，风压H与转速的平方成正比，轴功率P与转速的立方成正比。随着转速的降低，风机在维持效率不变（风阻不变为前提）的状态下，轴功率以转速的立方关系下降，电机消耗的电能急剧减小；而采用进口导流叶片调节时，随着风量和风压的下降导致风机效率降低，运行工况偏离额定工况越远效率越低，因此，风量虽然下降了，风机轴功率及电机消耗的电能变化并不大，这就是风机变频调速的节能依据。 

三、改造方案

沙钢润中炼钢厂500KW的除尘风机在没有变频改造前，正常生产时电机在工频运行，平均30-40分钟出一次钢，为一个生产周期。出钢时要求风量低，不需要风机满转速运行，出钢时间约3分钟。

根据沙钢润中生产实际情况，每个生产周期分风机为高速运行和低速运行两个阶段，在满足生产工艺的前提下，高速段运行频率为47Hz，低速段运行频率为25Hz。另外，用变频器对风机进行改造不必对原系统进行大改动，而且配置工频旁路系统，电气图如下图所示：

当变频器出现故障停机时，马上可以切换到工频运行，尽可能的降低因变频器原因导致停机造成的损失。因此，变频器在风机改造方面得到广泛的应用，在变频改造的过程中，当我们需要时，让电动机高速运行以达到我们的要求。当不在工作时，使电动机低速运转节约电能。同时，可根据我们的需要而调节变频器，以满足我们的工作要求。 

控制器的输出信号将控制相关的变频器输出频率，以达到稳定工况及提高锅炉热效率和节能之目的。通过对CL2700系列变频器在工业锅炉上的应用进行总结，具有以下优点：

1、节电降耗效果显着，操作简便，调节平衡，尤其与微机控制相联更体现了优越性，深受司炉工的欢迎。 

2、平滑启动及转机转速下降，机械磨损减小，故障率下降，减少了停机、停炉对生产的影响。

3、档板和调节阀的机械磨损、卡死等故障不复存在了。

四、改造效果

1.改造前实测数据

U=10KV， 

I=25.5A ， 

cosΦ=0.85 

P=1.732UIcosΦ

  =1.732×10000×25.5×0.85

  =375.411KW 

改造前每年耗电量（全年运行330天计）

375.411KW×24×330=2973255.1度 

2、改造后实测数据 

（a）高速段47Hz             

U=10KV ，   I=19A，  cosΦ=0.96

P=1.732×10000×19×0.96=315.9168度

（b）低速段25Hz

U=10KV,      I=11A，  cosΦ=0.96

P=1.732×10000×11×0.96=182.9度

改造后每年耗电量（全年运行330天计）

高速段：315.9168KW×24×0.9×330=2251855度

低速段：182.9KW ×24×0.1×330=144856.17度

总耗电量：2251855KW+144856.1KW=2396711.1度

3、每年节省的电量： 

2973255.1－2396711.1=576544度 

节电率：576544÷2973255.1=19.4%

每年节约电费（按0.6元/度计）：

576544×0.6=345926.4元 

五、总结

对沙钢润中除尘风机改造表明：

1.采用CL2700系列变频器对风机进行节能改造具有结构简单、改造方便、节能效果明显、投资回收期短的特点。

2.使用变频器后，风机可软起软停、减少设备机械冲击、延长设备使用寿命、降低设备的维修费用。

3.变频调速技术先进、成熟，提高了设备的技术含量。