變頻器啟動羅茨風機 運行中故障：羅茨風機改造方案案例及變頻器技術規(guī)范

　　原標題：羅茨風機改造方案案例及變頻器技術規(guī)范

　　山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風機、羅茨真空泵、回轉風機等機械設備公司，位于有“鐵匠之鄉(xiāng)”之稱的山東省章丘市相公鎮(zhèn)，近年來，錦工致力于新產(chǎn)品的研發(fā)，新產(chǎn)品雙油箱羅茨風機、水冷羅茨風機、油驅羅茨風機、低噪音羅茨風機，贏得了市場好評和認可。

　　羅茨鼓風機改造方案

　　羅茨風機正常運行工況：兩臺運行，一臺備用。羅茨風機電動機采用變頻控制方式，在除塵配電間增加羅茨風機變頻控制柜，羅茨風機控制邏輯在DCS系統(tǒng)內設計編制，實現(xiàn)了手、自動控制及無擾切換等功能。

　　羅茨風機變頻運行時，壓力母管上的電動調節(jié)閥保持全關，通過改變羅茨風機電動機轉速來調節(jié)清灰壓力；變頻器出現(xiàn)故障時，風機跳閘后，手動切換至工頻定速運行，通過控制壓力母管上的電動調節(jié)閥的開度來調節(jié)清灰壓力。

　　羅茨風機變頻運行向定速切換時，應停運羅茨風機，手動切換一次回路后，按原啟動方式投入運行。

　　變頻器接入原電氣回路。羅茨風機變頻裝置的手動旁路由三把刀閘組成，其中QS2和QS3屬于單刀雙擲刀閘，一個在合位時，另一個必定在分位。

　　羅茨風機電機進行變頻改造后，原先DCS系統(tǒng)對羅茨風系統(tǒng)的控制方式發(fā)生了改變，必須對所有設計羅茨風系統(tǒng)的順控、自動邏輯和畫面進行全面修改，增加變頻模式下操作、順控啟停、事故聯(lián)鎖、協(xié)調控制等功能。

　　羅茨風機變頻器主要技術規(guī)范

　　1.安裝、投運變頻器裝置后原電機不加任何改動可直接應用。

　　2.主電源故障時，變頻器在3秒鐘內不停機，一旦主電源重新受電，裝置系統(tǒng)能自動恢復正常工作而無需運行人員的任何干預，以滿足主電源母線切換的需要。

　　3.變頻器內部通訊采用光纖連接，以提高通訊速度和抗干擾能力，變頻器內部強弱電信號分開布置光電隔離、鐵殼屏蔽，對本體控制系統(tǒng)就地控制柜沒有諧波影響，柜內設有屏蔽端子和接地設施。變頻裝置冷卻系統(tǒng)可靠，考慮冗余配置。單臺冷卻風機故障不影響系統(tǒng)正常運行，并報警遠傳到控制室。 每一套冷卻裝置拆裝方便，并不影響變頻裝置的安全可靠運行。

　　4.變頻裝置提供電動機所需的過載、過流、過壓、欠壓、過熱、缺相保護以及進線變壓器的保護和變頻器過載，變頻器過熱等保護功能。

　　5.變頻裝置動力電源和控制電源分開供電，動力電源為變頻調速系統(tǒng)內部供電，控制電源獨立于動力電源系統(tǒng)?？刂齐娫垂收蠒r，變頻器不能立即停機，能保持運行半小時以上，以便維護人員處理電源故障。變頻器自備UPS，可維持30min。變頻器可在輸出不帶電機的情況下進行空載調試，也可在使用380VAC進行空載調試。

　　6.當母線上電動機成組啟動時，對變頻器運行無影響。變頻器瞬時失電后，如果超過5個周波，變頻器自動使輸出功率為零，使電容上的容量輸出時間較長。待輸入電壓恢復正常后，重新提升輸出頻率到給定值，此過程由加減時間控制，不應有初始化時間。如果失電時間超過3秒，則變頻器保護停機，需要系統(tǒng)復位后才能重新啟動。

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變頻器啟動羅茨風機 運行中故障：羅茨風機能用變頻器調速嗎？錦工風機

　　問題：風機能用變頻器調速嗎

　　回答：風機在使用過程中，很多工況需要對風機的風量進行控制，不同的時間段可能采用風量也不同，所以，就出現(xiàn)了變頻型風機。

　　羅茨風機可以采用變頻電機來調節(jié)風機的轉速，調節(jié)轉速的目的便是調節(jié)風機風量了，羅茨風機可以通過變頻控制柜，對變頻電機進行調節(jié)，達到風機轉速的調節(jié)。

　　采購風機時，如果我們對此有要求，需要調節(jié)風機的轉速，可以提前和廠家說明，搭配上變頻電機和變頻控制柜。

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　?。喝~羅茨鼓風機產(chǎn)品列表

變頻器啟動羅茨風機 運行中故障：羅茨鼓風機能否用變頻器控制_羅茨風機

　　污水站使用羅茨鼓風機是非常常見的設備，不止羅茨鼓風機，還有回轉風機等，也是常用的設備，羅茨鼓風機可以加裝變頻器不？

　　答案：可以

　　但是在對羅茨鼓風機變頻改造的時候要注意一下幾點：

　　1、是否為變頻電機？

　　羅茨鼓風機的電機有變頻電機也有非變頻電機，一般羅茨鼓風機都是非變頻電機，采用非變頻電機的公司，我們不建議在變頻電機上直接加裝變頻器，這樣操作會影響電機的使用壽命。

　　2、變頻電機

　　如果我們在采購羅茨鼓風機之前，就已經(jīng)做好了后期加裝變頻控制柜的規(guī)劃，那么可以尋找變頻器廠家，來幫助我們直接加裝一個變頻器來達到變頻輸送的目的。

　　3、散熱問題

　　低速的非變頻電機加裝變頻器之后，在高轉速的情況下，還有可能會遇到低轉速散熱不暢的問題，引起電機軸承的損壞。

　　變頻電機由于要承受高頻磁場，所以絕緣等級要比普通電機高，原則上普通電機是不能用變頻器來驅動的，但在實際中為了節(jié)約資金，在很多需要調速的場合都用普通電機代替變頻電機，但普通電機的調速精度不高，在風機、氺泵的節(jié)能改造中經(jīng)常這樣做。在用普通電機代替變頻電機時變頻器的哉波頻率盡量低一點，以減少高頻對電機的絕緣損壞。

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　?。毫_茨鼓風機

　　對多數(shù)企業(yè)而言，電費是未被企業(yè)控制的最后一項本錢，人們普遍以為電費開支是難以被控制的，交電費 天經(jīng)地義，由于用電設備消耗多少電，是同其機電特性所決定的，主觀的控制無能為力。很顯然，此觀念 是錯誤的?，F(xiàn)在運用變頻器對機械設備節(jié)能控制技能減少電能資源的浪費，節(jié)約電費開支.

　　煉鋼廠、水泥制造、化纖等行業(yè)中都用到羅茨風機。在沒有調速控制之前，一般采用降壓起動，并且正常 運行后，電動機全速運行，而風量的大小則通過風門來調節(jié)。一般情況下，風門的開度為50%～80%，電機 只能是滿負荷運行，電動機的工作效率很低，造成很大浪費。 采用變頻器對羅茨風機進行控制，屬于減 少空氣動力的節(jié)電方法，它和一般常用的調節(jié)風門控制風量的方法比較，具有明顯的節(jié)電效果。

　　使用變頻器對羅茨風機實行節(jié)能改造后的優(yōu)勢：

　　1、進步功率因素，減少無功功率損耗

　　2、具有自動節(jié)能 控制功能，能根據(jù)負載情況自動調整電壓，使電機運行在最高效率狀態(tài)下

　　3、變頻器采用低頻輸出額定轉矩，能對羅茨風機實行強有力的控制

　　4、節(jié)約能源，運行本錢降低

　　5 、延長羅茨風機的使用壽命

　　6、軟啟動、啟動時無大電流沖擊

　　江鼓品牌是一家有十余年設計、制造經(jīng)驗的羅茨鼓風機專業(yè)廠家。公司全部三期建設累計投資一億五千萬余元，四期建設預計投資一億元人民幣，打造成集研發(fā)、設計、制造、經(jīng)營于一體的復合型現(xiàn)代化企業(yè)。

　　對多數(shù)企業(yè)而言，電費是未被企業(yè)控制的最后一項本錢，人們普遍以為電費開支是難以被控制的，交電費 天經(jīng)地義，由于用電設備消耗多少電，是同其機電特性所決定的，主觀的控制無能為力。很顯然，此觀念 是錯誤的?，F(xiàn)在運用變頻器對機械設備節(jié)能控制技能減少電能資源的浪費，節(jié)約電費開支.

　　煉鋼廠、水泥制造、化纖等行業(yè)中都用到羅茨風機。在沒有調速控制之前，一般采用降壓起動，并且正常 運行后，電動機全速運行，而風量的大小則通過風門來調節(jié)。一般情況下，風門的開度為50%～80%，電機 只能是滿負荷運行，電動機的工作效率很低，造成很大浪費。 采用變頻器對羅茨風機進行控制，屬于減 少空氣動力的節(jié)電方法，它和一般常用的調節(jié)風門控制風量的方法比較，具有明顯的節(jié)電效果。

　　使用變頻器對羅茨風機實行節(jié)能改造后的優(yōu)勢：1、進步功率因素，減少無功功率損耗 2、具有自動節(jié)能 控制功能，能根據(jù)負載情況自動調整電壓，使電機運行在最高效率狀態(tài)下 3、變頻器采用低頻輸出額定轉矩，能對羅茨風機實行強有力的控制 4、節(jié)約能源，運行本錢降低 5 、延長羅茨風機的使用壽命 6、軟啟動、啟動時無大電流沖擊

　　問題：風機能用變頻器調速嗎

　　回答：風機在使用過程中，很多工況需要對風機的風量進行控制，不同的時間段可能采用風量也不同，所以，就出現(xiàn)了變頻型風機。

　　羅茨風機可以采用變頻電機來調節(jié)風機的轉速，調節(jié)轉速的目的便是調節(jié)風機風量了，羅茨風機可以通過變頻控制柜，對變頻電機進行調節(jié)，達到風機轉速的調節(jié)。

　　采購風機時，如果我們對此有要求，需要調節(jié)風機的轉速，可以提前和廠家說明，搭配上變頻電機和變頻控制柜。

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　　：三葉羅茨鼓風機產(chǎn)品列表

　　羅茨鼓風機有那些系列 羅茨真空泵與羅茨鼓風機 羅茨鼓風機300

　　山東錦工有限公司

　　山東省章丘市經(jīng)濟開發(fā)區(qū)

　　24小時銷售服務

變頻器啟動羅茨風機 運行中故障：高壓變頻器在脫硫羅茨風機上的應用

　　摘 要：本文介紹了風光牌高壓變頻器在化工行業(yè)羅茨風機上的應用情況，對節(jié)能效果進行了分析。

　　關鍵詞：高壓變頻器 羅茨風機 應用

　　Abstract: The article introduces the application instances of Fengguang high inverter in Roots Blower ,and analyses the power-saving effect.

　　Key Words: High voltage inverter Roots blower Application

　　1 企業(yè)介紹

　　山東魯西化工股份有限公司位于山東省聊城市，是一家具有百億年產(chǎn)值的上市企業(yè)，員工近萬人。公司具有年產(chǎn)合成氨100萬噸、尿素150萬噸、復合肥150萬噸、磷酸二銨15萬噸、硫酸100萬噸的生產(chǎn)能力，擁有10萬千瓦發(fā)電機組配套裝置，是集化肥、化工于一體的綜合性化學工業(yè)企業(yè)，是目前全國最大的化肥生產(chǎn)企業(yè)之一。其下屬企業(yè)魯西化工第二化肥廠，位于聊城市東阿縣，于1970年開始籌建，1972年建成投產(chǎn)，當時年產(chǎn)合成氨生產(chǎn)能力3000噸,發(fā)展到現(xiàn)在，企業(yè)總資產(chǎn)億元，占地面積34萬平方米，職工1570余人，成為上市公司。

　　2008年，該公司進一步加大技改投資力度，投資2.5億元對現(xiàn)有生產(chǎn)裝置進行優(yōu)化。對全系統(tǒng)進行節(jié)能平衡改造，甩掉污染嚴重、能耗偏高的工藝。從節(jié)能降耗、環(huán)保角度出發(fā)，投資部分技改項目，優(yōu)化生產(chǎn)裝置，降低成本。

　　2 廠家工藝流程及現(xiàn)狀

　　脫硫風機采用的羅茨風機屬于回轉容積式鼓風機，它的鼓風量與風機轉速成正比，基本不受出風口阻力變化的影響，這種硬風特性決定了不允許通過關閉出風口或進風口的辦法來調節(jié)風量，而且經(jīng)過采取優(yōu)化以上主要工藝環(huán)節(jié)措施以后,大量過剩風量調節(jié)只能采用旁路，造成風機能量的大量損耗，而且由于磨損而腐蝕問題突出，旁通閥門需要經(jīng)常維修。工藝流程設備圖如下所示：

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　　圖1 工藝流程設備圖

　　該生產(chǎn)線自投運以來，發(fā)現(xiàn)該二系統(tǒng)脫硫風機的問題較大：首先是風機出口的管道振動大、噪聲大，雖說經(jīng)過幾次的技改已有所改善;另外，就目前風機送風量能力遠超生產(chǎn)能力，為保生產(chǎn)只能把多余的通過回流管道接到風機進口去。

　　采用甲烷化法脫硫除原料氣中CO、CO2 時, 合成氨工藝流程圖如下：

　　造氣 ->半水煤氣脫硫 ->壓縮機1段 ->變換 -> 變換氣脫硫 -> 壓縮機2段 ->脫碳 -> 精脫硫 ->甲烷化 ->壓縮機3，4,5段 ->氨合成 ->產(chǎn)品NH3

　　原系統(tǒng)設備參數(shù)如下表1所示：

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　　表1

　　3 改造方案

　　改造前：原系統(tǒng)6KV高壓開關柜直接到電機，電機與風機相連。

　　改造后：在原系統(tǒng)6KV高壓開關柜后面加入變頻器，變頻器輸出接電機，電機再與風機相連。

　　改造方案原理接線圖如下圖2所示。

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　　圖2 改造方案原理接線圖

　　變頻器配備了自動旁路柜，通過KM3、KM4的控制，可自動（或手動）在變頻狀態(tài)和工頻狀態(tài)之間切換。變頻狀態(tài)下, KM3閉合，KM4斷開，變頻器控制電機;工頻狀態(tài)下，KM3斷開，KM4閉合，在切換至工頻帶動電機。變頻器可以在重故障時自動切換工頻運行，這樣既保證了變頻器正常運行，又避免了直接啟動電機大電流對電網(wǎng)的沖擊?，F(xiàn)場設備如圖3所示：

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　　圖3 現(xiàn)場設備圖

　　4 現(xiàn)場運行情況

　　2008年8月16日，山東聊城魯西化工第二化肥廠和我公司簽訂高壓變頻器購貨合同，型號為JD-BP37-450F。2008年9月30日，開始安裝就位;2008年10月2日，一次調試成功投入運行。整個變頻器安裝調試周期都很短，為系統(tǒng)的正常生產(chǎn)提供了有利的保證。

　　5 節(jié)能效果

　　山東新風光電子科技發(fā)展有限責任公司生產(chǎn)的JD-BP37-450F變頻器應用于4#脫硫羅茨風機進行了改造。由于我廠的每臺高壓變頻器在出廠前均經(jīng)過實際風機負載的整機出廠檢驗和調試，在現(xiàn)場的調試又可以在沒有高壓輸入的情況下調試，因此在經(jīng)過約一周的施工、安裝和調試后，上電試驗和試運行進行順利，一次投運成功，高壓變頻器一直持續(xù)穩(wěn)定運行。

　　根據(jù)生產(chǎn)情況，風機運行30HZ左右就能滿足了生產(chǎn)工藝要求;運行轉速在額定轉速的60%左右。由于電機為水冷卻，在低轉速下發(fā)熱量并沒有提高，完全滿足了工況運行。

　　變頻改造后節(jié)能效果顯著，與原有的工頻驅動方式相比，風機效率穩(wěn)定在理想的范圍內，電動機能耗大大降低，節(jié)約電量可達37%。特別是機組低負荷運行時，效果更顯著。以下為節(jié)能效果估算：

　　節(jié)能估算條件：是在同一時間段內進行比較，相同生產(chǎn)條件需求下，同一段母線上的兩臺羅茨風機，5#羅茨風機工頻運行，4#羅茨風機變頻運行，兩臺電動機進行比較節(jié)能估算。首先10月份是正常生產(chǎn)時期，10月2日開始投入變頻至今，從此月2日至9日5#電動機耗電能有功功率平均在362KW，而2日投入變頻運行后，2日至9日時4#電動機耗電能有功功率平均在230KW。以上數(shù)據(jù)不難看出投入變頻后確實起到節(jié)能。另外，無功功率也從原來的平均276KVar降到平均為83KVar左右，大大改善了系統(tǒng)的無功補償。

　　根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算，由于生產(chǎn)使用自備發(fā)電，以元/kWH的成本價電費，按以下計算公式計算，年節(jié)電效益:年節(jié)電效益=（工頻時平均功率-變頻時平均功率）×天運行小時數(shù)×年運行天數(shù)×電費單價，結果如下：

　?。?62kW-230kW）×24小時/天×300天/年×元/kWH=（萬元/年）。

　　按照保守的計算方法，每年可節(jié)電費近37萬元，具有明顯的經(jīng)濟效益。

　　本次羅茨風機配套用風光牌高壓變頻調速系統(tǒng)改造成功后，由于實現(xiàn)了頻率的遠方調節(jié)和狀態(tài)監(jiān)控，產(chǎn)品運行可靠、穩(wěn)定，大錦工改善了系統(tǒng)工藝，該公司決定再次采購三套風光牌高壓變頻調速系統(tǒng)用于另外三臺710kW/6KV羅茨風機配套電動機的變頻技術改造。

　　6 其他效益

　　6.1 該羅茨風機由于采用變頻控制，可對風量進行精確控制，而且與閥門控制相比更直觀、方便調節(jié)風機風量來滿足生產(chǎn)需要;

　　6.2 由于采用了變頻技術，電機實現(xiàn)軟啟動，不存在啟動電流沖擊;原來沒有使用變頻器時電機直接啟動，啟動電流高達200-300A，對電機或電網(wǎng)都具有不利的影響?，F(xiàn)在使用變頻器軟啟動，啟動電流不高于額定電流46A,減少了風機出口壓力瞬間提高對風機的沖擊，從而延長了風機和其他設備的使用壽命;

　　6.3 由于風機轉速降為原來的60%，大大減少了風機管道振動頻率和噪聲，延錦工機、電機軸承的機械壽命，減少了設備的維護量。

　　6.4 由于旁通閥門幾乎不操作，減少了風道的振動與磨損腐蝕，提高了機械壽命。

　　7 變頻改造總結

　　根據(jù)針對該項目的變頻改造經(jīng)驗以及同類其他項目的實踐結果，總結出風光高壓變頻器改造具有以下優(yōu)點：

　?。?）安裝簡單。變頻器安裝在高壓開關柜和電機之間，對原有接線改動不大。

　?。?）操作簡單。直觀的中文人機界面，設備具有開機、停機和頻率調整等操作。

　?。?）調速平滑。能夠進行無級調速，調速范圍寬，并且調速精度高。

　　（5）節(jié)電明顯。根據(jù)工況要求，變頻器一般運行在27Hz左右，實際輸入電流不到額定電流的一半，節(jié)電率高達37%以上。

　?。?）噪音降低。由于電機運行于較低轉速上，運行噪音大大降低，電機的發(fā)熱量也有明顯下降。

　　（7）保護完善。變頻調速系統(tǒng)具有完善的保護功能，降低了電機運行中的故障率，并且啟動平穩(wěn)，啟動電流小，對電網(wǎng)的沖擊量小，大大提高了可靠性。輸出諧波小。變頻器輸出符合IEEE STD 519 1992及中國供電部門對電壓失真最嚴格的要求，高于國標GB/T14549-93對諧波失真的要求，不需要采用輸出電抗器。

　　（8）具有星點漂移功能。三相輸出采用單元串聯(lián)結構，在運行中，如果有任意三個單元以內出現(xiàn)故障，變頻器本身會自動旁路，同時變頻器主控系統(tǒng)具有星點漂移功能，使三相輸出線電壓保持平衡，不會對電動機造成不利影響。

　　8 結束語

　　從現(xiàn)場運行情況來看，山東新風光電子科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的JD-BP37-450F高壓變頻器性能優(yōu)越，運行可靠，有效地降低了生產(chǎn)成本，在生產(chǎn)材料成本日益增長的今天，通過有效的節(jié)能改造，具有明顯的經(jīng)濟效益。

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