科陆CL2700系列高压变频器在立磨风机上的应用

一、引言
随着国家的节能减排政策的落实到位，高、中、低压的各类电机进行变频改造也进入火热化的阶段，其中又以高压电机的变频改造最引人注目，特别是热电、建材、化工、冶炼等高耗能行业，纷纷进行技术改造，通过节能来降低成本，增强企业竞争力，谋求更大的发展。

二、项目介绍
江西某水泥公司有一条2000t/d的旋窑生产线，其中立磨排风机电机为绕线式电机，1400kW/10kV，采用转子水电阻起动。立磨排风机平均每天工作18小时，运行电流60A左右，有功功率840kW左右，无功450kVar左右，阀门开度60%。

三、改造方案
1、通过技术交流与沟通，双方确认对立磨排风机进行高压变频改造，选用深圳市科陆变频器有限公司的CL2700-10-1500-9QY的产品，配手动隔离柜，不需要旁路，将电机转子直接用原有的短接环短接，水电阻柜和原来的高压开关柜退出运行，增加两根高压电缆，一根用于变频器到高压电机的电缆，另一根由原来的高压开关柜进线端到变频器的隔离柜，给高压变频器提供电源。改造前的系统图如图2-1，改造后的系统图如图2-2。

2、节能分析
从流体力学的原理得知，使用感应电机驱动的风机，轴功率P与风量Q，风压H的关系为：

当电动机的转速由n1变化到n2时, Q、 H、P与转速的关系如下:

可见风量Q和电机的转速n是成正比关系的，而所需的轴功率P与转速的立方成正比关系。所以当需要80％的额定风量时，通过调节电机的转速至额定转速的80％，即调节频率到40赫兹即可，这时所需功率将仅为原来的51.2％。
如下图所示，从进风口风门调节的风机运行曲线图来分析采用变频调速后的节能效果。

当所需风量从Q1减小到Q2时，如果采用调节风门的办法，管网阻力将会增加，管网特性曲线上移，系统的运行工况点从A点变到新的运行工况点B点运行，所需轴功率P2与面积H2×Q2成正比；如果采用调速控制方式，风机转速由n1下降到n2，其管网特性并不发生改变，但风机的特性曲线将下移，因此其运行工况点由A点移至C点。此时所需轴功率P3与面积HB×Q2成正比。从理论上分析，所节约的轴功率Delt（P）与（H2-HB）×（C-B）的面积成正比。
考虑减速后效率下降和调速装置的附加损耗，通过实践的统计，风机类通过调速控制可节能20％～50％。
3、控制电源采用三相四线380V电源，变频系统自带后备式UPS电源，保证控制电源断电后UPS的供电超过30分钟。
4、接口功能表
高压变频调速系统需要与原有的DCS系统接口，功能表如表3-1

四、效益分析
1、变频改造后运行数据对照表（表4-1）

2、改造中注意的问题
变频改造后，运行期间进行测量，与改造前相比，满足正常生产的情况下的确达到了节能的目的，但是发现节电率未达到预期的效果。经过分析，发现风门开度存在着一定的误差。由于风门年久失修、长期不校准，实际开度与DCS上的显示不一致，工频运行的时候，60%的风门开度相当于75%的实际开度了，这是一个值得注意的地方。

五、结束语
随着科技的进步，国产变频器的技术已经非常成熟，已逐步替代各种进口产品，特别是高压变频器，可靠性和性价比都比进口产品具有明显优势，为我国的节能降耗做出了突出的贡献。