铸造企业应用变频器改造可年省约22万元

一 前言

一家铸造锻造材料企业原有230立方高炉，是当地重点炼铁项目。自投入生产运行中的一年以来，高炉鼓风机和烧结鼓风机的水阻箱经常发生故障，且维护量大，对能源消耗极高。

我们知道，风机的选型都是根据满载状态进行的，实际生产过程中，由于工况和风量的变化，需要的风量也会发生变化，大多数风机都是通过调整进气口、出气口阀门的开度来实现的，这种方式是通过增大风阻，牺牲风机的效率来实现的。为了响应国家节能减排的号召，采用变频调速技术，改变装置运行速度，以调整风量大小，既能满足生产需要，又能达到节电效果。

经过再三的选型比较，最终选择了杭州三科的重载风机变频器。自使用以来，设备运行良好，节能效果相当显著。

二 变频改造项目的实施

1.变频调速装置的优势交流变频调速传动克服了直流电机的缺点，发挥了交流电机本身固有的优点（结构简单、坚固耐用、经济可靠、动态响应好等），并且很好地解决了交流电机调速性能先天不足的问题。交流电机变频调速是当今节约电能，改善生产工艺流程，提高产品质量，以及改善运行环境的一种主要手段。变频调速以其高效率，高功率因数，以及优异的调速和其制动性能等诸多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。

2.变频改造项目考虑的主要参数

（1）电压等级

我国高压电机常用电压等级为6kV和10kV，另有少量3kV等级的高压电机。绝大部分的高压变频器输入都有一个隔离变压器，所以变频器输入电压通常能满足不同电网电压等级的要求。对于技改项目，本来电机工频运行，由于通常不会更换电机，加装变频器后，要求变频器的输出电压和电网电压一致。

（2）电压源型和电流源型

目前绝大部分的高压变频器均属于交直交型变频器，按中间直流环节所用储能元件的不同，可分为电压源型和电流源型。

电流源型变频器的优点是能量可以回馈电网，可以实现四象限运行。电源侧常采用三相桥式晶闸管整流电路，输入电流的谐波较大，输入功率因数一般较低，电网电压波动较大时容易停机。

电压源型高压变频器由于采用二极管不可控整流，输入功率因数相对较高，且不易受电网电压波动的影响，在电网条件比较差的应用场合。

（3）输出波形及对电机适用性

输出谐波对电机的影响主要有：引起电机附加发热，导致电机的额外温升，电机往往要降额使用，谐波还会引起电机转矩脉动，噪音增加，所以检测波形应稳定、谐波少。

（4）节电率

如风机或水泵，应用变频器后节电率和变频器本身关系不大，主要由改造前变频器的运行工况决定。如原来挡板、阀门的开度等。

（5）旁路柜或切换柜（选配）

旁路柜或切换柜开关可根据用户工况要求选用隔离刀闸、真空接触器或两者的组合方式。旁路柜的作用是在变频器退出运行后，将电机投入工频电网运行，保证生产的连续性。

切换柜的作用是将变频器输出切换到不同电机。

3.日常工作中应注意的几点问题 

（1）变频器应用的环境与散热问题 

作为电力电子设备，由于产生约3%～4%的损耗发热需要散热（一般采用风冷散热），所以高压变频器应加强防尘处理和日常维护，并定期进行吹灰除尘。

（2）谐波干扰问题

谐波超标会使电网中的元件产生附加的谐波损耗，并将导致继电保护和自动装置的误动作，影响各种电气设备的正常工作。为避免控制干扰，高压变频器的控制线应采用屏蔽电缆且单端接地，在布线时与动力缆分设在不同的电缆桥架内。

（3）风机工况发生变化负荷瞬间增大跳车问题

对风机不规则的峰值负荷运行情况进行全方位、有针对性的检测，消除风机工况变化时瞬时负荷增加的隐患，保证设备的平稳运行，从而降低电机和风机设备的故障率。

三 改造后效益分析

1.直接效益

鼓风机参数：鼓风机参数：额定功率33350KWW、额定电压10KV、额定电流217.5A、额定转速2800r/min、额定转速2800r/min/2800r/min、功率因数0.88、风扇电机正常工作频率电流160A。

装上变频器电流120A，节约40A电流。折合电量：

1.732×40×10×0.88=610KW

电价按照0.5元计算,每月节约电费

610×24×30×0.5=21.96万元

2.间接效益

高温风机采用高压变频调速控制后，除实现节能降耗经济效益外，其它 方面的效益也是明显的：

（1）延长了电机等设备的使用寿命。变频改造后，高压电机实现了软起动，起动电流大大减少，避免了起动电流对电网和电机的冲击，同时实现了生产对风量的自动控制，提高了设备自动化控制程度和设备运行的安全性、可靠性；

（2）改善了工艺状况，调速精度得到保证，可以平滑稳定地调整风量风压，提高了生产效率，特别是使生产线设备利用率得到了保证，进一步提高了产量；

（3）设备运行与维护费用下降，采用变频调节后维修费用减少近70%。

（4）高压变频器输入电流谐波含量小于国家标准要求的限制要求，功率因数可保证在0.95以上，再无需投资功率补偿设备，并可降低有关的设备投资与维护费用。

三 日常巡检与维护

1.运行数据记录，故障记录

每天要记录变频器及电机的运行数据，包括变频器输出频率，输出电流，输出电压等参数，与合理数据对照比较，以利于早日发现故障隐患。变频器如发生故障跳闸，务必记录故障和跳闸时变频器的运行工况，以便具体分析故障原因。 

2.变频器日常检查

每两周进行一次，检查记录环境温度，散热器温度；察看变频器有无异常振动，声响，风扇是否运转正常。

3.变频器保养

变频器每季度要清灰保养1次。保养要清除变频器内部和风路内的积灰，脏物，将变频器表面擦拭干净；仔细察看变频器内有无发热变色部位。

（1) 夏季温度较高时，应加强变频器安装场地的通风。确保周围空气中不得有过量的尘埃、酸、盐、腐蚀性及爆炸性气体；

（2) 夏季是多雨季节，防止雨水进入变频器室，确保变频器安装的环境清洁干燥。

4.变频器每次维护后，都需要仔细检查是否有丢失的螺丝和电线等小零件，防止小型金属物体引起变频器短路事故。特别是在对电路进行较大改动后，确保电气连接线连接正确可靠。