受生產(chǎn)工藝所限，設(shè)備啟動后一般不允許停機(jī)，電機(jī)始終處于運(yùn)行狀態(tài)。如助燃風(fēng)機(jī)要保持輸出的壓力穩(wěn)定，通常是通過調(diào)節(jié)入口和出口的擋板或開度來調(diào)節(jié)，電機(jī)的輸出功率大量消耗在擋板、閥門地節(jié)流過程中；煤氣鼓風(fēng)機(jī)采用調(diào)節(jié)回流管道的流量來保持系統(tǒng)的吸力，電機(jī)的功率三分之一消耗在回流管路上；除塵風(fēng)機(jī)只在出鐵或出鋼時發(fā)揮作用，每天有一半時間處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)。酒鋼的大部分供水系統(tǒng)采用水泵定速控制，通過改變閥門開度大小的方法調(diào)節(jié)流量或壓力，以實(shí)現(xiàn)恒流或恒壓供排水。造成電能的浪費(fèi)，致使給水排水系統(tǒng)的電耗居高不下，粗略估計電耗約占整個運(yùn)行費(fèi)用的50%.同時由于泵長期高速運(yùn)行，易使軸承損壞，影響泵的使用壽命。隨著能源價格的增長和國家能源政策的調(diào)整，酒鋼現(xiàn)有的風(fēng)機(jī)泵類設(shè)備的運(yùn)行成本越來越高，已成為酒鋼進(jìn)入能耗先進(jìn)企業(yè)和達(dá)到在十一五末完成節(jié)能降耗20%目標(biāo)的主要障礙。變頻調(diào)速裝置在風(fēng)機(jī)泵類設(shè)備上的國內(nèi)外應(yīng)用情況及技術(shù)特點(diǎn)目前高、低壓變頻器技術(shù)已相當(dāng)成熟，適合于各種場合，調(diào)速設(shè)備的變頻器生產(chǎn)廠家及型號很多。

　　由于采用變頻器驅(qū)動具有很高的節(jié)能空間，因此許多國家已立法指定流量壓力控制必須采用變頻調(diào)速裝置取代傳統(tǒng)方式，中國國家能源法及新的能源政策也明確要求風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載應(yīng)該采用電力電子調(diào)速。目前國內(nèi)外大多數(shù)企業(yè)，特別是鋼鐵企業(yè)等高耗能企業(yè)已大面積的推廣使用交流變頻技術(shù)，使其風(fēng)機(jī)泵類設(shè)備實(shí)現(xiàn)調(diào)速控制并節(jié)能的目的。由于風(fēng)機(jī)、水泵類大多為平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，軸功率與轉(zhuǎn)速成立方關(guān)系，所以當(dāng)風(fēng)機(jī)、水泵轉(zhuǎn)速下降時，消耗的功率也大大下降，因此節(jié)能潛力非常大。采用變頻調(diào)速器來調(diào)節(jié)流量、壓力，節(jié)電率可達(dá)到20%50%.變頻調(diào)速裝置具有以下特點(diǎn)：電機(jī)實(shí)現(xiàn)了軟啟動，啟動電流限制在電機(jī)額定電流范圍內(nèi)，啟動過程非常平穩(wěn)；保護(hù)功能齊全，可以增強(qiáng)對人身和設(shè)備的安全；消除機(jī)械振動，延長風(fēng)機(jī)的使用壽命，節(jié)約大量的維護(hù)費(fèi)用；實(shí)行精確控制，提高工藝控制水平；降低能耗，節(jié)約運(yùn)行成本；具有轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償功能，可按照負(fù)載情況自動增加v/f模式電壓，保證所需轉(zhuǎn)矩，其數(shù)值由變頻器自動計算，確保無跳閘運(yùn)轉(zhuǎn)和節(jié)能效果；與計算機(jī)控制系統(tǒng)通訊，實(shí)行遠(yuǎn)程控制和實(shí)時監(jiān)控。采用變頻調(diào)速后，受控設(shè)備管路調(diào)節(jié)入口、出口及回流管道的擋板、調(diào)節(jié)閥可以去除。利用變頻器自身功能實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜控制。通過改善工藝、減少維護(hù)量、降低工作強(qiáng)度、節(jié)能等措施，滿足各種生產(chǎn)工藝工況和精確調(diào)速要求。

　　對酒鋼現(xiàn)有風(fēng)機(jī)泵類設(shè)備進(jìn)行變頻改造所具備的條件3.1技術(shù)實(shí)力公司在電氣傳動和變頻技術(shù)方面有很多有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員，并對酒鋼正在應(yīng)用和引進(jìn)的傳動設(shè)備進(jìn)行了全面的了解和使用情況跟蹤，分析總結(jié)了現(xiàn)有設(shè)備的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)和缺陷，并做過大量的實(shí)驗(yàn)。能獨(dú)立承擔(dān)變頻化改造過程中的設(shè)計、安裝、調(diào)試以及投產(chǎn)后的檢修、維護(hù)等工作。設(shè)備經(jīng)過對現(xiàn)場生產(chǎn)工藝和風(fēng)機(jī)泵類設(shè)備的調(diào)查，我公司各類風(fēng)機(jī)、水泵從型號、能力及運(yùn)行狀況看，完全適合進(jìn)行變頻改造，項(xiàng)目的實(shí)施不需要更換電機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵、工藝管道等設(shè)施（個別除外），只對相關(guān)的電氣柜進(jìn)行更換就可以實(shí)現(xiàn)。如3高爐助燃風(fēng)機(jī)，若進(jìn)行變頻改造就不需要更換電機(jī)和風(fēng)機(jī)及工藝管道，只需對現(xiàn)有的電器柜進(jìn)行改造并增加變頻裝置，取消風(fēng)機(jī)出口調(diào)節(jié)閥和放散調(diào)節(jié)閥，并保持送風(fēng)風(fēng)道切斷閥在全開位置。熱風(fēng)爐助燃風(fēng)機(jī)控制是煉鐵高爐控制系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)，其控制功能程序已存在，將其調(diào)節(jié)功能納入現(xiàn)場原有的計算機(jī)控制系統(tǒng)，只需對源程序進(jìn)行修改就可以實(shí)現(xiàn)，原有的硬件設(shè)備如變送器、導(dǎo)線等無需增加。生產(chǎn)條件酒鋼目前未進(jìn)行變頻控制的風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備的運(yùn)行方式多為1用1備或2用1備，在項(xiàng)目實(shí)施過程中，先對其中1臺進(jìn)行改造，并確保另外1臺或2臺正常運(yùn)行，就可以滿足生產(chǎn)需要，不會對生產(chǎn)造成大的影響?？刹扇〉姆桨?.1高壓根據(jù)酒鋼高壓風(fēng)機(jī)泵類設(shè)備的電壓等級和國內(nèi)外目前采用的高壓電機(jī)變頻控制技術(shù)及應(yīng)用方式，酒鋼高壓風(fēng)機(jī)泵類設(shè)備的變頻改造擬采用所示的系統(tǒng)接線。其中高壓變頻器選用與現(xiàn)有電機(jī)電壓等級一致的型號，考慮到這些設(shè)備在酒鋼生產(chǎn)中的重要性，為了不影響生產(chǎn)，保證設(shè)備正常工作，每臺變頻器還配置工頻旁路，以備在變頻器出現(xiàn)故障退出運(yùn)行后，將電機(jī)切換到工頻下運(yùn)行。所示，在旁路柜中共有3個高壓隔離開關(guān)，為了確保不向變頻器輸出端反送電，K2與K3采用一個雙投隔離開關(guān)，實(shí)現(xiàn)自然機(jī)械互鎖。當(dāng)K1、K2閉合，K3斷開時，電機(jī)運(yùn)行在變頻狀態(tài)；當(dāng)K1、K2斷開，K3閉合時，電機(jī)工頻運(yùn)行，此時變頻器從高壓中隔離出來，便于檢修、維護(hù)和調(diào)試。旁路柜必須與上級高壓斷路器DL連鎖，旁路柜隔離開關(guān)未合到位時，不允許DL合閘，DL合閘時，絕對不允許操作隔離開關(guān)，以防出現(xiàn)拉弧現(xiàn)象，確保操作人員和設(shè)備的安全。系統(tǒng)保留原有的啟動電抗器，同時保留原有對電機(jī)的保護(hù)及其整定，以確保電機(jī)工頻旁路時的啟動性能，及實(shí)現(xiàn)工頻旁路時對電機(jī)和變頻運(yùn)行時對變頻器的保護(hù)。

　　高壓風(fēng)機(jī)泵類設(shè)備變頻改造系統(tǒng)接線4.2低壓低壓風(fēng)機(jī)泵類設(shè)備的變頻控制通常采用的系統(tǒng)接線。低壓風(fēng)機(jī)泵類設(shè)備變頻控制系統(tǒng)接線低壓變頻選用與現(xiàn)場設(shè)備電壓等級相一致的交流變頻器，由于低壓變頻性能穩(wěn)定、價格較低、應(yīng)用比較普遍，且我們的現(xiàn)場低壓風(fēng)機(jī)泵類設(shè)備都有備用設(shè)備，一般不采用旁路?？刂品绞礁鶕?jù)現(xiàn)場設(shè)備的配置情況，采用1臺變頻器拖動1臺電機(jī)的控制方式，現(xiàn)有設(shè)備的主備關(guān)系不變。變頻器的操作方式設(shè)置機(jī)旁和遠(yuǎn)程兩種。機(jī)旁時，由操作人員在變頻柜上手動啟停設(shè)備，這種操作方式一般只用于檢修維護(hù)和故障處理；遠(yuǎn)程時，變頻器通過通訊網(wǎng)絡(luò)與PLC連接，作為計算機(jī)系統(tǒng)的一個遠(yuǎn)程設(shè)備，為實(shí)現(xiàn)PLC遠(yuǎn)程控制，可將這些設(shè)備納入工藝系統(tǒng)的計算機(jī)控制系統(tǒng)，把其作為計算機(jī)系統(tǒng)的I/O設(shè)備，通過調(diào)整原計算機(jī)系統(tǒng)的程序來實(shí)現(xiàn)。原有的儀表設(shè)備如變送器、導(dǎo)線等無需增加。效益分析對于三相異步電動機(jī)，其轉(zhuǎn)速公式為：N=60f/p（1-s）式中：n-電機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min；p-電機(jī)極對數(shù)；f-電源頻率，Hz；s-轉(zhuǎn)差率。當(dāng)極對數(shù)p與轉(zhuǎn)差率s一定時，有：n/n=f/f式中：n-頻率f下的轉(zhuǎn)速。根據(jù)離心泵及風(fēng)機(jī)的比例定律，在n與n下的流量Q和Q、功率N和N、揚(yáng)程H和H分別與轉(zhuǎn)速有下列關(guān)系：Q/Q=n/nN/N=（n/n）3H/H=（n/n）2從公式~可以看出頻率與轉(zhuǎn)速成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速成立方關(guān)系，調(diào)節(jié)電機(jī)交流電的頻率就能調(diào)節(jié)流量、功率、揚(yáng)程，使之符合工藝要求，以消除控制閥節(jié)流引起的能量損失。

　　風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載節(jié)能原理。顯示了當(dāng)流量由Q1降為Q2，采用閥門調(diào)節(jié)流量時其負(fù)載阻力特性由R1變?yōu)镽2，工作點(diǎn)從A變?yōu)锽，軸功率為：NB=Q2H2/風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載節(jié)能原理采用調(diào)速方法，其負(fù)載特性仍為R1不變，使軸轉(zhuǎn)速從n1降到n2，新的工作點(diǎn)為C，這時軸功率為：NC=Q2HC/中的陰影部分即為調(diào)速方法與調(diào)節(jié)閥門方法相比節(jié)約的能量：N=NB-NC=Q2H/通過以上的分析，如果流量下降20%，采用變頻調(diào)速方法使轉(zhuǎn)速下降20%，則軸功率下降到（1-20%）3，即51.2%；若流量下降40%，則軸功率下降到21.6%，節(jié)電效果十分明顯。酒鋼高爐助燃風(fēng)機(jī)和高爐沖渣泵若經(jīng)變頻改造后將具有的節(jié)能效果見。中56高爐沖渣泵以兩座高爐的累積出鐵時間每天約為16h計算，節(jié)約資金公式：）；高爐熱風(fēng)爐單爐燃燒和換爐時風(fēng)量下降接近50%，用以上計算方法計算出的節(jié)能量肯定小于實(shí)際節(jié)能量。3種典型根據(jù)以上分析和對現(xiàn)場設(shè)備的使用情況調(diào)查，酒鋼運(yùn)行的風(fēng)機(jī)類設(shè)備的實(shí)際利用率平均不到80%.若采用變頻調(diào)速技術(shù)，將在現(xiàn)有能耗的基礎(chǔ)上節(jié)能48.8%；酒鋼運(yùn)行的泵類設(shè)備的實(shí)際利用率平均85%以下，若采用變頻調(diào)速技術(shù)，將在現(xiàn)有能耗的基礎(chǔ)上節(jié)能38.6%.投資平均回收3年左右。