一．項(xiàng)目概述

首鋼京唐有兩臺(tái)燒結(jié)機(jī)，每臺(tái)燒結(jié)機(jī)2臺(tái)主抽風(fēng)機(jī)。采用9735kW的同步電機(jī)，運(yùn)行時(shí)用風(fēng)門調(diào)節(jié)風(fēng)量。4臺(tái)電機(jī)用2臺(tái)LCI變頻器進(jìn)行二拖四的軟啟動(dòng)，工頻運(yùn)行不節(jié)能。主抽風(fēng)機(jī)的年運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，年耗電量極大。

首鋼京唐擬對(duì)燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速節(jié)能改造。原變頻軟啟動(dòng)系統(tǒng)保留，須解決新變頻器與原變頻器之間的切換和邏輯閉鎖關(guān)系。同時(shí)要解決變頻器的冷卻。擬采用水冷變頻器和空水冷，同時(shí)還要配外水冷卻塔。原勵(lì)磁柜和原變頻器保留。增加新變頻器用的新勵(lì)磁柜，以及新舊勵(lì)磁柜的切換柜。還配備了PLC控制系統(tǒng)。

二．整體改造方案：

系統(tǒng)配置：

保留原二拖四LCI變頻軟啟動(dòng)系統(tǒng)。新增4臺(tái)水冷變頻器，配套輸出隔離開(kāi)關(guān)，變頻器進(jìn)線高壓開(kāi)關(guān)。提供新變頻器用的勵(lì)磁柜及勵(lì)磁切換柜。變頻器的水冷柜。提供變壓器配套的空水冷和吊頂風(fēng)道。還配套外水冷卻系統(tǒng)，和PLC控制系統(tǒng)。因此整個(gè)系統(tǒng)除了變頻器以外還有很多其他設(shè)備。

電動(dòng)機(jī)參數(shù)

額定電壓：10kV

額定電流：638A

額定轉(zhuǎn)速：1000rpm

功率因數(shù)：0.9（超前）

勵(lì)磁方式：交流無(wú)刷勵(lì)磁

風(fēng)機(jī)額定參數(shù)

額定風(fēng)壓：19KPa

額定風(fēng)量：25000m3/min

三．燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)的電能消耗，及變頻節(jié)能的原理

燒結(jié)是為高爐生產(chǎn)顆粒性原料礦的。主抽風(fēng)機(jī)負(fù)壓運(yùn)行，平常通過(guò)風(fēng)門開(kāi)度調(diào)節(jié)風(fēng)壓。主抽風(fēng)機(jī)風(fēng)壓高，風(fēng)量大，功率極大，是燒結(jié)廠功率最大的設(shè)備。

主抽風(fēng)機(jī)的額定風(fēng)壓為19 kPa。風(fēng)門關(guān)少時(shí)，風(fēng)門上有風(fēng)壓降。需要的負(fù)壓減少，風(fēng)門后的實(shí)際風(fēng)壓高于額定風(fēng)壓，約19.5kPa左右。工藝要求的負(fù)壓在16-17kPa，平均16.5kPa左右，風(fēng)門上的風(fēng)壓降約3kPa左右。這些風(fēng)壓降在風(fēng)門上產(chǎn)生截流損耗。節(jié)能節(jié)的就是風(fēng)門上的風(fēng)壓降。

可以用變頻器通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)降低風(fēng)壓，滿足燒結(jié)的負(fù)壓要求，風(fēng)門全開(kāi)，沒(méi)有截流損耗，就可以達(dá)到節(jié)能的目的。節(jié)約的風(fēng)門上的風(fēng)壓降，與風(fēng)機(jī)在該風(fēng)量下的最高風(fēng)壓之比，就是節(jié)電率。

實(shí)際凈節(jié)電率會(huì)受變頻器的損耗及冷卻系統(tǒng)損耗的影響而略低。另外節(jié)電率還和風(fēng)機(jī)系統(tǒng)是否有漏風(fēng)有關(guān)。如有漏風(fēng)，功率增大，風(fēng)壓降低，風(fēng)壓富裕量減少，則節(jié)電率降低。因此變頻運(yùn)行應(yīng)治理漏風(fēng)。燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)的變頻改造，滿載凈節(jié)電率在10%-15%左右。節(jié)電率雖然不高，但由于耗電功率大，年運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，節(jié)電功率不少。而且鋼鐵行業(yè)的電價(jià)較高，則實(shí)際節(jié)電的效益還是非?？捎^的。

四．水冷或者空冷變頻器的選擇

4.1 水冷變頻器特點(diǎn)的如下：

1）水冷變頻器采用水冷散熱器，用絕緣的純水冷卻功率單元。散熱器內(nèi)部有通內(nèi)水的水槽。散熱器輸入和輸出的插頭和插座自密封，分離后不會(huì)漏水。由于水的比熱容和比重都非常大，較小的流量可以帶走大量的熱量。水和散熱器之間的換熱效率高，進(jìn)出水的溫差小，冷卻效果好。冷、熱水的溫差<2℃。正常負(fù)荷下溫差約1℃左右?？梢允拐麄€(gè)散熱器的溫度均勻，溫差極小。

2）水溫設(shè)計(jì)為35℃，41℃報(bào)警。內(nèi)水通過(guò)板換和外水進(jìn)行水-水熱交換，換熱效率高，內(nèi)外水的溫差小。因此對(duì)外水的溫度要求，高于空水冷要求的33℃?？梢院妥儔浩鞯目账涔灿孟嗤耐馑?。實(shí)際外水溫度較低時(shí)，需要的流量可以減少。因此水冷變頻器需要的外水流量，小于空冷變頻器用空水冷的流量。

3） 水冷散熱器冷熱水在同一側(cè)進(jìn)出，溫差小，整個(gè)散熱器溫度非常均衡?？梢允顾泄β试蜕崞鹘佑|面的溫度均衡。水溫和散熱器之間的溫差小，散熱器的溫度低，則功率元件的冷卻效果非常好。因?yàn)楣β试臏囟壬邥r(shí)，壽命縮短很快。因此降低散熱器和功率元件的溫度，可以大大延長(zhǎng)元件使用壽命。這是水冷變頻器的優(yōu)點(diǎn)。

 4）以下為水冷單元及水冷柜，以及單元柜的冷卻水總管和各個(gè)單元之間的支管。支管長(zhǎng)度很長(zhǎng)，絕緣電阻與支管的長(zhǎng)度成正比，即使冷卻水的電導(dǎo)率升高，絕緣性能仍可以保證。

5）每臺(tái)變頻器配一臺(tái)水冷柜，制冷量相當(dāng)于兩臺(tái)大功率空水冷的制冷量。體積卻很小，耗水量遠(yuǎn)小于空水冷的耗水量。

6）單元內(nèi)部有電容放電電阻的損耗。單元柜有2臺(tái)1.5KW的冷卻風(fēng)機(jī)，通風(fēng)排向空水冷的吊頂風(fēng)道，不進(jìn)入室內(nèi)，對(duì)室內(nèi)溫度無(wú)影響。

7）水冷柜水泵功率5.5KW，運(yùn)行功率4KW。2臺(tái)風(fēng)機(jī)和水泵的合計(jì)運(yùn)行功率僅6KW，遠(yuǎn)小于空冷變頻器加空水冷的風(fēng)機(jī)運(yùn)行功率。

8） 水冷變頻器冷卻效果好，需要的外水流量比空冷變頻器用空水冷的流量小，風(fēng)機(jī)功率小，冷卻系統(tǒng)耗電少?？梢越档蛯?duì)外水的流量和溫度的要求。還可以使散熱器的溫度均衡，降低功率元件的溫度，延長(zhǎng)元件壽命。這都是水冷變頻器的優(yōu)點(diǎn)。

4.2 空冷變頻器的特點(diǎn)：

1） 空冷變頻器采用空冷散熱器。冷卻風(fēng)通過(guò)散熱器的翅片散熱。由于空氣的比熱容和比重都非常小，因此需要的風(fēng)量極大。翅片與空氣之間的換熱效率低。翅片溫度比風(fēng)溫高得多。功率元件接觸面的溫度，比翅片的溫度高，比風(fēng)溫則更高。另外冷風(fēng)從散熱器的入口到出口，溫度逐漸升高，離開(kāi)散熱器的出風(fēng)口風(fēng)溫，比進(jìn)風(fēng)口高很多。功率元件接觸面的溫度比出風(fēng)溫度更高。這就使散熱器的溫度極不均衡，功率元件接觸面的溫度很高。出風(fēng)口位置的功率元件的溫度更高，則空冷變頻器的功率元件的溫度比水冷變頻器要高不少。會(huì)縮短元件的壽命。

2）空冷變頻器單元柜需要6臺(tái)1.5KW的風(fēng)機(jī)，通風(fēng)量大。需要配兩臺(tái)大功率的空水冷，并用兩套風(fēng)道與空水冷連接。風(fēng)道的風(fēng)阻大，每臺(tái)空水冷的增壓風(fēng)機(jī)功率5.5KW，風(fēng)機(jī)總功率20KW，實(shí)際消耗約15KW。比水冷變頻器多耗電9KW。而且兩臺(tái)空水冷的體積很大，風(fēng)道的體積很大，用水量也極大。

4.3變頻器不論是水冷還是空冷，變壓器都用空水冷。

變壓器的排風(fēng)通過(guò)吊頂風(fēng)道排向空水冷，冷卻后排回室內(nèi)。冬季室外溫度即使達(dá)到零下10℃，冷卻塔風(fēng)機(jī)不開(kāi)，水溫不低，回風(fēng)溫度不低，室內(nèi)溫度在20℃上下。內(nèi)水溫度接近外水溫度，水冷柜的管道不會(huì)被凍壞。可以保證水冷變頻器內(nèi)部水管的安全，內(nèi)水無(wú)須加防凍液。

4.4 水冷或空冷變頻對(duì)水量和水溫要求的對(duì)比。

1）水冷變頻器，板換換熱效率高，內(nèi)、外水的溫差小。內(nèi)水供水和回水允許的溫度高，允許有較大的溫差。因此提高冷熱水的溫差，可以降低外水的流量。實(shí)際水冷柜的外水的流量，標(biāo)準(zhǔn)為18 M3/H，實(shí)際即使降低到12 M3/H，冷卻效果也沒(méi)有問(wèn)題。則對(duì)外水流量的要求大大減少。可以降低外水循環(huán)泵的功率損耗。

2）空冷變頻器采用空水冷時(shí)，由于換熱效率低，冷卻后的出風(fēng)溫度比水溫高不少，造成室內(nèi)溫度偏高。夏季水溫33℃時(shí)，則室內(nèi)溫度38-40℃，對(duì)變頻器的安全運(yùn)行極為不利。因此為了降低溫度，空水冷對(duì)水流量的要求非常大。單元柜的空水冷需要的水量為54 M3/H。是水冷變頻器要求水量的3倍。

3）變壓器都是空水冷。每臺(tái)變頻器的變壓器用的空水冷，要求的水量為54 M3/H。再加上水冷柜的水量18 M3/H，合計(jì)水量為72 M3/H。4臺(tái)變頻器合計(jì)水量要求為288 M3/H。如果用空冷變頻器加空水冷，則每臺(tái)變頻器需要的水量為108 M3/H，4臺(tái)變頻器合計(jì)水量為432 M3/H。比水冷變頻器多144 M3/H，多50%。

4）水冷變頻器需要的管徑DN50，空水冷的管徑為DN80。水冷變頻器管道的管徑和閥門小，施工成本低。

    由于4臺(tái)變頻器在同一個(gè)房間內(nèi)，水冷變頻器的冷卻效果比空冷變頻器要好，因此用戶決定用水冷變頻器。這是今后大功率變頻器的發(fā)展趨勢(shì)。

五. 水冷控制柜

    水冷控制柜是水冷變頻器的核心，由兩臺(tái)循環(huán)水泵，高位水箱，板換和離子交換器及閥門組成。高位水箱用于補(bǔ)水。離子交換器用于降低電導(dǎo)率，板換用外水冷卻內(nèi)水。

    水冷柜的內(nèi)水流量，由水泵獨(dú)立控制。標(biāo)準(zhǔn)為18M3/H=300L/min。可以使冷卻后的冷熱水的溫度差，控制在1℃-2℃以內(nèi)。回水的溫度低。冷卻效果好，可以使水冷散熱器的溫度非常均衡。

    水冷柜內(nèi)的板換，用于內(nèi)水和外水之間的換熱，由于片數(shù)多，換熱面積大，換熱效率高，內(nèi)、外水的溫度差很小，因此對(duì)外水的流量要求不高，水溫要求也不高。設(shè)計(jì)的外水溫度可以達(dá)到35℃。

    離子交換器用于降低內(nèi)水的電導(dǎo)率，提高絕緣性能。由于變頻器內(nèi)部供水母管到單元的支管很長(zhǎng)，可以使絕緣電阻大幅度增加，增加了電氣安全性。因此即使電導(dǎo)率略高，對(duì)變頻器的安全沒(méi)有影響。

    以下為水冷柜的運(yùn)行畫面。春季冷卻塔風(fēng)機(jī)未開(kāi)時(shí)，外水溫度約27℃，內(nèi)水的冷水溫度28.4℃，回水的熱水溫度僅29.2℃，冷熱水的溫差僅0.8℃。即使外水溫度達(dá)到空水冷允許的33℃，內(nèi)水回水溫度可能增加6℃，達(dá)到35℃，仍然小于熱水的報(bào)警溫度41℃。因此運(yùn)行是安全的。冷卻塔風(fēng)機(jī)一旦開(kāi)啟，外水溫度大幅度下降，將有更大的富裕量。

六．東芝三菱的高壓變頻器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

采用單元串聯(lián)多脈沖整流電壓源變頻器。電機(jī)功率9735KW。采用每相9單元串聯(lián)的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)54脈沖整流，37電平逆變。輸出電壓的波形好，對(duì)電機(jī)友好。以下為變頻器的輸出電壓波形，輸出電壓近似正弦波，輸出電流為純正弦波。

變頻器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和輸出電壓和輸出波形如下：

東芝三菱的大功率變頻器，在國(guó)內(nèi)業(yè)績(jī)非常多。在高爐風(fēng)機(jī)的軟啟動(dòng)，以及燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)中的業(yè)績(jī)非常多，性能可靠。

東芝三菱的高壓變頻器，采用日本指月公司生產(chǎn)，原裝進(jìn)口的自愈式金屬化薄膜電容。電容終身不會(huì)發(fā)生短路故障，變頻器20年的設(shè)計(jì)壽命內(nèi)，電容不會(huì)損壞，也不需要更換，不但降低了單元的故障概率，用戶售后維護(hù)中無(wú)需更換電容的費(fèi)用，大大降低了售后維護(hù)的成本。

七．改造方案與原系統(tǒng)的邏輯閉鎖關(guān)系：

原來(lái)的二拖四變頻軟啟動(dòng)系統(tǒng)保留，新系統(tǒng)和原系統(tǒng)必須切換方便。兩個(gè)系統(tǒng)各自獨(dú)立，互不影響。還要保證切換時(shí)的安全。因此針對(duì)變頻器1啟動(dòng)電機(jī)M1的改造方案原理如下圖。實(shí)際整個(gè)系統(tǒng)為兩臺(tái)軟啟動(dòng)變頻器和四臺(tái)電機(jī)。

原變頻軟啟動(dòng)的工作原理。采用2臺(tái)LCI變頻器控制4臺(tái)電機(jī)的變頻軟啟動(dòng)。保留原變頻軟起動(dòng)系統(tǒng)，本次改造的變頻器僅用于變頻運(yùn)行。以原變頻器1啟動(dòng)M1為例，合原軟起動(dòng)變頻器1的進(jìn)出隔離開(kāi)關(guān)，再合進(jìn)線開(kāi)關(guān)MBC01，原變頻器1通高壓電。再合接M1的輸出開(kāi)關(guān)MBM1，勵(lì)磁切換柜接原勵(lì)磁柜。原變頻器1帶M1啟動(dòng)，當(dāng)輸出電壓和電網(wǎng)同步時(shí)，合主抽風(fēng)機(jī)1的運(yùn)行開(kāi)關(guān)MBL1。分?jǐn)嘧冾l器1的輸出開(kāi)關(guān)MBM1，則M1接電網(wǎng)工頻運(yùn)行。斷MBC01則原變頻器1退出。

新增加運(yùn)行用變頻器1，以及變頻器的進(jìn)線高壓開(kāi)關(guān)MBLX1，變頻器輸出隔離開(kāi)關(guān)QS1。新增勵(lì)磁柜和勵(lì)磁切換柜。新變頻器1運(yùn)行時(shí)，先確認(rèn)原工頻運(yùn)行柜MBL1分?jǐn)?。原變頻器輸出柜MBM1分?jǐn)?。然后隔離開(kāi)關(guān)QS1才允許閉合（有閉鎖）。該隔離開(kāi)關(guān)閉合后， MBL1及MBM1禁合（有閉鎖）。

考慮到原工頻運(yùn)行柜有接地開(kāi)關(guān)，變頻器運(yùn)行時(shí)必須分?jǐn)嗲医稀７乐棺冾l器輸出對(duì)地短路。因此接地開(kāi)關(guān)和變頻器之間也需要有邏輯閉鎖。該接地開(kāi)關(guān)沒(méi)有足夠的輔助接點(diǎn)，無(wú)法進(jìn)行電氣和邏輯閉鎖。因此該接地開(kāi)關(guān)如果誤合，則變頻器輸出對(duì)地短路，風(fēng)險(xiǎn)極大。因此和用戶協(xié)商，最終拆除了MBL1的接地開(kāi)關(guān)。

新變頻器1運(yùn)行時(shí)，原系統(tǒng)的MBL1和MBM1分?jǐn)唷Ｗ冾l器輸出的隔離柜QS1才能閉合，而且可以禁止另兩臺(tái)開(kāi)關(guān)柜的閉合。才能保證變頻器的安全。勵(lì)磁切換柜接新勵(lì)磁柜。因此新變頻器1可以帶電機(jī)M1變頻運(yùn)行。

八． 解決了整個(gè)系統(tǒng)的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題

8.1 冷卻系統(tǒng)的配置

1）變頻器的功率大，數(shù)量多，發(fā)熱量大，排風(fēng)量大。只有水冷變頻器，加變壓器的空水冷的方案可以解決冷卻問(wèn)題。但還是需要大量的冷卻循環(huán)水。需要單獨(dú)增加外水冷卻用的冷卻塔。因此用水量和水溫的要求成為外水冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

3）采用水冷變頻器時(shí)，加上變壓器的空水冷，4臺(tái)變頻器的用水總量為288 m3/H。水冷柜要求水溫<35℃，41℃報(bào)警，43℃保護(hù)。空水冷要求的水溫<33℃。

4）因此采用水冷變頻器。為每臺(tái)變頻器配水冷柜，每臺(tái)變頻器的變壓器采用2臺(tái)空水冷。每個(gè)機(jī)組采用一套吊頂風(fēng)道。4臺(tái)變頻器在同一個(gè)房間內(nèi)，總功率38940KW，共采用4臺(tái)水冷柜，8臺(tái)空水冷，兩套吊頂風(fēng)道，變頻器室內(nèi)還配了4臺(tái)空調(diào)，用于夏季除濕。

5）每2臺(tái)變頻器配一個(gè)吊頂風(fēng)道和用于變壓器的4臺(tái)空水冷。采用吊頂風(fēng)道的好處是，如果任何一臺(tái)空水冷的增壓風(fēng)機(jī)故障，只要其他空水冷的風(fēng)機(jī)還在運(yùn)行，所有變壓器的發(fā)熱量會(huì)均勻地分布到所有空水冷裝置上，冷卻效果還可以保證。同時(shí)變壓器的比熱容極大，溫升極慢。因此可以由其他的空水冷共同進(jìn)行冷卻。變壓器的排風(fēng)量不受影響，因此單臺(tái)空水冷的風(fēng)機(jī)故障，變頻器可以不停機(jī)繼續(xù)運(yùn)行。對(duì)設(shè)備的安全有利，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

以下為空水冷的吊頂風(fēng)道和室內(nèi)溫度。變壓器溫度僅比室內(nèi)溫度高12℃左右，說(shuō)明變壓器通風(fēng)冷卻的效果很好。

6）須解決冷卻循環(huán)水的再冷卻問(wèn)題，解決的方案為現(xiàn)場(chǎng)增加外水冷卻系統(tǒng)，建立冷卻塔和蓄水池。用于外水的二次冷卻。但外水的制冷量，流量和變頻器的冷卻方式關(guān)系密切。采用水冷變頻器，則外水的流量減小，水溫要求不高，而且循環(huán)水泵的功率，管徑，涼水塔的設(shè)計(jì)要求都降低了。成本也可以降低。

8.2電機(jī)的勵(lì)磁控制方式

1）電機(jī)采用交流無(wú)刷勵(lì)磁，原電機(jī)勵(lì)磁柜與原LCI變頻器配套，并保留原勵(lì)磁柜和原變頻器之間的控制信號(hào)接口。因此新變頻器配新勵(lì)磁柜，建立新的勵(lì)磁控制接口。在給電機(jī)的勵(lì)磁輸出側(cè)，增加新舊勵(lì)磁柜轉(zhuǎn)換用的勵(lì)磁切換柜。每個(gè)機(jī)組用一臺(tái)勵(lì)磁切換柜控制兩臺(tái)電機(jī)的勵(lì)磁切換。勵(lì)磁切換有閉鎖。

2）采用變頻器后，啟動(dòng)時(shí)變頻器提供勵(lì)磁電流的脈沖階躍指令，變頻器根據(jù)電機(jī)反電勢(shì)的相位，確定電機(jī)的磁極位置，并從該磁極位置提供相應(yīng)相位的電流，使電機(jī)同步。變頻器啟動(dòng)時(shí)是按實(shí)際磁極位置啟動(dòng)，是先同步后啟動(dòng)。即電機(jī)啟動(dòng)時(shí)已經(jīng)同步了，不會(huì)有強(qiáng)制勵(lì)磁產(chǎn)生的電流沖擊和機(jī)械沖擊，對(duì)電機(jī)和電網(wǎng)都非常有利。因此投勵(lì)和同步是無(wú)擾動(dòng)的。

8.3增加外水冷卻系統(tǒng)，建立涼水塔和蓄水池以及相應(yīng)的水泵房。

1) 外水用于水冷柜和空水冷的冷卻。但外水的制冷量，流量和變頻器的冷卻效果關(guān)系密切。采用水冷變頻器，則對(duì)外水的流量要求降低，水溫要求不高，而且循環(huán)水泵的功率，管徑，涼水塔的都求都不高?？梢越档统杀?。

2)建立外水的涼水塔，蓄水池和水泵房。蓄水池是建立在地面以上，不在地面挖坑，減少了土建施工的困難。涼水塔建立在房頂。距離地面有一定的高度。外水冷卻后的冷水經(jīng)過(guò)水冷柜以及空水冷，熱水經(jīng)過(guò)涼水塔進(jìn)行噴淋冷卻，然后流入蓄水池。冷卻塔的風(fēng)機(jī)開(kāi)啟與否，可以調(diào)節(jié)水溫。

3）兩個(gè)燒結(jié)機(jī)組配了兩套獨(dú)立的循環(huán)水泵系統(tǒng)，每個(gè)機(jī)組的循環(huán)水泵都是一用一備。因此配備了4臺(tái)循環(huán)水泵，降低了每個(gè)機(jī)組的流量要求，同時(shí)兩個(gè)機(jī)組的蓄水池是共用的。

4）實(shí)際運(yùn)行時(shí)，涼水塔的冷熱水溫差<2℃，溫差很小。冷卻風(fēng)機(jī)開(kāi)啟后，水溫只有14℃左右，比風(fēng)機(jī)開(kāi)啟前降低了很多。冷卻效果非常好。水冷柜和室內(nèi)溫度都大幅度降低。

九．計(jì)算改造后的節(jié)能效果：

    燒結(jié)機(jī)額定上料量1070 t/h。改造前統(tǒng)計(jì)兩臺(tái)燒結(jié)機(jī)上料量都是1000t/h時(shí)的工頻運(yùn)行數(shù)據(jù)。改造后統(tǒng)計(jì)兩臺(tái)變頻器同樣上料量1000t/h的變頻運(yùn)行數(shù)據(jù)。由于原工頻運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)時(shí)2號(hào)燒結(jié)機(jī)有漏風(fēng)，工頻運(yùn)行功率偏大。變頻運(yùn)行時(shí)進(jìn)行了漏風(fēng)治理，兩臺(tái)燒結(jié)機(jī)的變頻耗電功率極為接近。則2號(hào)燒結(jié)機(jī)的節(jié)能效果比漏風(fēng)治理前更加明顯。節(jié)電功率和節(jié)電率比漏風(fēng)治理前更高。說(shuō)明漏風(fēng)會(huì)降低節(jié)能效果。治理漏風(fēng)本身節(jié)能效果明顯。

    節(jié)電計(jì)算既要計(jì)算風(fēng)機(jī)的節(jié)電功率和節(jié)電率，同時(shí)也要考慮變頻器自身3%的損耗，以及水冷柜，空水冷和變頻器柜頂風(fēng)機(jī)等低壓電源的附加損耗。最終計(jì)算總的凈節(jié)電功率和凈節(jié)電率如下。

9.3 應(yīng)以漏風(fēng)治理后的節(jié)能效果計(jì)算年節(jié)電收益。因此以一號(hào)燒結(jié)機(jī)的節(jié)電功率計(jì)算年節(jié)電收益。一號(hào)燒結(jié)機(jī)凈節(jié)電功率1470KW，按年運(yùn)行時(shí)間8000小時(shí)計(jì)算，電價(jià)0.59元/kWH，一號(hào)燒結(jié)機(jī)年節(jié)電量1176萬(wàn)，年節(jié)電費(fèi)用694萬(wàn)。則2個(gè)機(jī)組年節(jié)電費(fèi)用1388萬(wàn)。以上為燒結(jié)機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行的節(jié)能計(jì)算。不滿負(fù)荷時(shí)，節(jié)電效益更佳。

9.4工頻運(yùn)行時(shí)，燒結(jié)機(jī)檢修不超過(guò)4小時(shí)，電機(jī)不停，風(fēng)門關(guān)小，電機(jī)功率約4000kW。變頻運(yùn)行時(shí)，檢修時(shí)不停機(jī)，以最低速度運(yùn)行，風(fēng)門全關(guān)。僅有低速時(shí)的空載損耗，小于500kW。此時(shí)節(jié)電功率至少3500kW，4小時(shí)的節(jié)電量14000kWH。按每年檢修10次計(jì)算，就可以多節(jié)電14萬(wàn)kWH。這只是一臺(tái)變頻器的節(jié)電量。一個(gè)機(jī)組多節(jié)電28萬(wàn)kWH。

參考文獻(xiàn)：

【1】首鋼京唐燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)項(xiàng)目的系統(tǒng)設(shè)計(jì)資料。

【2】東芝三菱高壓變頻器，及水冷柜，勵(lì)磁柜，空水冷廠家的技術(shù)資料。

【3】現(xiàn)場(chǎng)變頻器運(yùn)行顯示畫面和采集的數(shù)據(jù)。

作者簡(jiǎn)介：

吳自強(qiáng)，東芝三菱電機(jī)工業(yè)系統(tǒng)（中國(guó)）有限公司，高壓變頻器的高級(jí)技術(shù)支持工程師，從事東芝三菱高壓變頻器技術(shù)工作23年。