高壓變頻器在軋鋼廠濁環(huán)系統(tǒng)及加熱爐系統(tǒng)的應(yīng)用
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目前常見的解決辦法主要有三個(gè)：
1）風(fēng)道開放式冷卻
安裝風(fēng)罩收集變頻器排出的熱風(fēng)，通過(guò)風(fēng)道將熱風(fēng)直接排放到變頻器安裝的環(huán)境以外，優(yōu)點(diǎn)是施工方便，造價(jià)低；缺點(diǎn)運(yùn)行穩(wěn)定性依賴于當(dāng)?shù)丨h(huán)境；
2）空調(diào)式密閉冷卻
在安裝變頻器的房間內(nèi)安裝空調(diào)，利用空調(diào)將環(huán)境溫度降下來(lái)，優(yōu)點(diǎn)是施工方便，維護(hù)量低，使變頻器的運(yùn)行環(huán)境良好；缺點(diǎn)是前期費(fèi)用投入較高，長(zhǎng)期運(yùn)行耗能高；
3）空-水冷密閉冷卻
安裝空水冷卻器，其作用與空調(diào)類似，優(yōu)點(diǎn)是可以利用現(xiàn)場(chǎng)已有的資源（現(xiàn)場(chǎng)的冷卻水），設(shè)備運(yùn)營(yíng)成本是同等熱交換功率空調(diào)的1/3-1/4，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低，使變頻器的運(yùn)行環(huán)境良好；缺點(diǎn)是前期費(fèi)用投入高，安裝調(diào)試相對(duì)復(fù)雜。
綜合比較以上三種方案，應(yīng)該說(shuō)各有其優(yōu)缺點(diǎn)，用戶一般會(huì)根據(jù)自身的特點(diǎn)和要求選擇最適合自身?xiàng)l件的方案來(lái)實(shí)行。
2.4.2 符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的高效散熱方案
按照高壓變頻器運(yùn)行效率96％進(jìn)行計(jì)算：變頻器的最大散熱功率為：變頻額定功率×4％。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，綜合冷卻系統(tǒng)的投資和運(yùn)營(yíng)成本，現(xiàn)提出下面的冷卻方案：
1） 風(fēng)道開放式冷卻
(1) 冷卻過(guò)程
冷風(fēng)經(jīng)變頻室入口濾網(wǎng)進(jìn)入變頻器，經(jīng)過(guò)對(duì)機(jī)體進(jìn)行冷卻后，再由變頻器風(fēng)道出風(fēng)口將熱風(fēng)排出。
(2) 安裝方式
風(fēng)道開放式冷卻施工比較簡(jiǎn)單，變頻器的熱風(fēng)通過(guò)風(fēng)罩進(jìn)行采集，只需在現(xiàn)場(chǎng)制作風(fēng)道，利用風(fēng)道將熱風(fēng)排出室外；變頻室的墻壁上另外開兩個(gè)口，安裝上濾網(wǎng)，作為進(jìn)風(fēng)孔。如下圖所示：
圖5 變頻器風(fēng)道冷卻安裝圖
兩臺(tái)280kW/10kV凈環(huán)水泵,擬采用一套高壓變頻器，變頻器房間建在凈環(huán)水泵后面空地處，房屋如下：
圖6 單臺(tái)變頻器一個(gè)房間并列圖
棒材廠旋流池凈環(huán)水系統(tǒng)另一臺(tái)電機(jī)；棒線加熱爐煤煙風(fēng)機(jī)、空煙風(fēng)機(jī)；高線加熱爐風(fēng)機(jī)、煤煙引風(fēng)機(jī)、空煙引風(fēng)機(jī)，總共六臺(tái)設(shè)備布置在一間新建（新建變頻器房間基礎(chǔ)高度在60mm左右有室內(nèi)電纜溝）,變頻器室如下圖：
圖6 變頻器室內(nèi)布置圖
由于現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行中負(fù)載調(diào)節(jié)頻率較高，根據(jù)同工況經(jīng)驗(yàn)值與現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)計(jì)算所得以下數(shù)據(jù)。
3.1 工頻狀態(tài)下的耗電量計(jì)算
Pd：電動(dòng)機(jī)功率 ；Cd：年耗電量值 ； U：電動(dòng)機(jī)輸入電壓 ；I：電動(dòng)機(jī)輸入電流 ；cosφ：功率因子； T：年運(yùn)行時(shí)間；δ：?jiǎn)呜?fù)荷運(yùn)行時(shí)間百分比
電機(jī)耗電功率計(jì)算公式：Pd =
×U×I×cosφ …①累計(jì)年耗電量公式：Cd= T×∑（Pd×δ）…②
根據(jù)計(jì)算公式①②，通過(guò)計(jì)算可得出工頻情況下單臺(tái)各負(fù)載的耗電量如下：
對(duì)于普通風(fēng)機(jī)、水泵負(fù)載，變頻狀態(tài)下的計(jì)算如下：
Pd′：電動(dòng)機(jī)軸功率 ； P′：風(fēng)機(jī)（泵）軸功率 ；ηd：電動(dòng)機(jī)效率 ；ηb：變頻器實(shí)際效率 ；Q：風(fēng)機(jī)（泵）出口流量 ；H：風(fēng)機(jī)（泵）出、入口壓力差，λ:管網(wǎng)特性系數(shù)。
由軸功率：P′= λ* Q * H …⑥，
代入風(fēng)機(jī)（泵）的額定值，得出其管網(wǎng)特性系數(shù)λ。
將風(fēng)機(jī)（泵）在不同負(fù)載下的λ 、壓力、流量值分別代入上式，可以求得P 軸功率。
電動(dòng)機(jī)效率ηd與電動(dòng)機(jī)負(fù)荷率β之間的關(guān)系如下圖一所示。
根據(jù)計(jì)算公式，通過(guò)計(jì)算可得出變頻情況下單臺(tái)各負(fù)載的耗電量如下：
年節(jié)電量：ΔC= Cd－Cb …⑨
節(jié)電率=（ΔC/Cd）×100% …⑩
變頻改造后，根據(jù)公式⑨⑩，計(jì)算出單臺(tái)負(fù)載上變頻后與工頻相比每年的節(jié)電情況如下：
2）、設(shè)備年運(yùn)行時(shí)間按照8000小時(shí)計(jì)算。
四、應(yīng)用高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)產(chǎn)生的其他效益
4.1 維護(hù)量減少
采用變頻調(diào)速后，無(wú)論哪種工藝條件，隨時(shí)可以通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)速使系統(tǒng)在接近額定狀態(tài)下工作，通常情況下，變頻調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用主要是為了降低電機(jī)的轉(zhuǎn)速。由于啟動(dòng)緩慢及轉(zhuǎn)速的降低，相應(yīng)地延長(zhǎng)了許多零部件的壽命；同時(shí)極大的減輕了對(duì)管道的沖擊，有效延長(zhǎng)了管道的檢修周期，減少了檢修維護(hù)開支，節(jié)約大量維護(hù)費(fèi)用。
4.2 工作強(qiáng)度降低
由于調(diào)速系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備與備用設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制，機(jī)組實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行和相應(yīng)的保護(hù)及故障報(bào)警，操作工作由手動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)楸O(jiān)控，完全實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的無(wú)人操作，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，為優(yōu)化運(yùn)營(yíng)提供了可靠保證
4.3 減少了對(duì)電網(wǎng)的沖擊
采用變頻調(diào)節(jié)后，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，電機(jī)啟動(dòng)電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于額定電流，啟動(dòng)時(shí)間相應(yīng)延長(zhǎng)，對(duì)電網(wǎng)無(wú)大的沖擊，減輕了起動(dòng)機(jī)械轉(zhuǎn)矩對(duì)電機(jī)機(jī)械損傷，有效的延長(zhǎng)了電機(jī)的使用壽命。
評(píng)論