燃?xì)夤娘L(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析

　　在燃?xì)馍a(chǎn)、使用過程中，采用變頻器對(duì)鼓風(fēng)機(jī)、水泵及油泵等進(jìn)行速度控制，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)量與流量，還能夠節(jié)約能源，提高經(jīng)濟(jì)效益，因而在得到了廣泛普及和應(yīng)用。文章以一個(gè)實(shí)例探討了燃?xì)夤娘L(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及使用效果。

　　變頻調(diào)速的不僅實(shí)現(xiàn)了電機(jī)寬范圍無級(jí)調(diào)速和系統(tǒng)的壓力、流量等重要工藝的閉環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)，同時(shí)由于電機(jī)轉(zhuǎn)速可調(diào)，還能夠大幅度降低風(fēng)機(jī)出現(xiàn)飛動(dòng)現(xiàn)象，使得風(fēng)機(jī)的振動(dòng)減少，生產(chǎn)噪聲也相對(duì)減小。另外，因?yàn)槭褂米冾l調(diào)速技術(shù)，能夠使風(fēng)機(jī)機(jī)后壓力可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而提高了管網(wǎng)的安全運(yùn)行可靠性，所以在現(xiàn)代生產(chǎn)中得到了大范圍的應(yīng)用和普及。

　　1 實(shí)例概況

　　某市居民用戶以及公建用戶燃?xì)庥昧空嫉焦?yīng)燃?xì)饪偭康募s85%，同時(shí)該市燃?xì)庥昧繕O不均衡，通常集中在午間和晚間兩個(gè)高峰。燃?xì)夤驹谌細(xì)夤┯昧可弦泊嬖诓痪獾膯栴}，一直習(xí)慣于頻繁開停風(fēng)機(jī)的方法，極大的增加了勞動(dòng)強(qiáng)度，與此同時(shí)風(fēng)機(jī)出口燃?xì)鈮毫Φ牟▌?dòng)較大，極易出現(xiàn)操作失誤，從而導(dǎo)致了風(fēng)機(jī)出口壓力低于下限，給安全生產(chǎn)帶來重大隱患。為了有效降低風(fēng)機(jī)出口燃?xì)鈮毫Σ▌?dòng)和工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，該市引入了變頻調(diào)速技術(shù)。共采用了3臺(tái)1-3號(hào)大小的大風(fēng)機(jī)，使用160kw的電動(dòng)機(jī)，選擇了2臺(tái)4-5號(hào)的小風(fēng)機(jī)，選擇了75kW電機(jī)。每日有8小時(shí)左右燃?xì)庥昧繕O小，而在用氣高峰時(shí)間3小時(shí)內(nèi)燃?xì)庥昧靠梢赃_(dá)到全天用量的40%左右。

　　2 燃?xì)夤娘L(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，僅把3號(hào)大風(fēng)機(jī)改造成變頻調(diào)速，同時(shí)還對(duì)1號(hào)和2號(hào)風(fēng)機(jī)的有關(guān)設(shè)備進(jìn)行了改造并與之聯(lián)鎖操作。

　　（1）如果為中等用氣量，采用3號(hào)機(jī)單機(jī)變頻運(yùn)行的方式，同時(shí)風(fēng)機(jī)出口壓力應(yīng)當(dāng)始終維持在35kPa。如果用戶用氣量在某一個(gè)范圍內(nèi)開始出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)保證3號(hào)機(jī)單機(jī)變頻運(yùn)行可以保持風(fēng)機(jī)出口壓力始終維持在35kPa，此時(shí)的壓力波動(dòng)極小，低于0.2kPa。

　　（2）如果燃?xì)庥昧繕O小時(shí)，可以讓3號(hào)機(jī)單機(jī)變頻運(yùn)行，同時(shí)應(yīng)當(dāng)采取這種設(shè)置方式：如果頻率不超過25Hz，同時(shí)實(shí)際壓力不超過35kPa且在2.5分鐘以內(nèi)時(shí)，那么應(yīng)當(dāng)將PCL自動(dòng)將設(shè)定總輸氣壓力上升到58kPa，等到實(shí)際壓力已經(jīng)上升達(dá)到58kPa時(shí)，風(fēng)機(jī)就會(huì)自動(dòng)停車，與此同時(shí)可以把設(shè)定壓力自動(dòng)減小到35kPa。如果實(shí)際壓力不高于35kPa且時(shí)間持續(xù)30秒時(shí)，應(yīng)當(dāng)啟動(dòng)3號(hào)風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行。經(jīng)過這樣的反復(fù)啟動(dòng)和停車，鼓風(fēng)機(jī)會(huì)在2小時(shí)左右啟動(dòng)一次，確保管網(wǎng)燃?xì)鈮毫托×坑脷狻?/p>

　　（3）如果用氣量較小時(shí)的情況下，出口壓力波動(dòng)維持在（35±2）kPa。此時(shí)頻率不超過25Hz且時(shí)間長(zhǎng)于2.5分鐘，但是并未達(dá)到實(shí)際壓力不超過35kPa時(shí)間長(zhǎng)于2.5分鐘的要求，所以PCL就不能夠把設(shè)定總輸氣壓力上升達(dá)到58kPa。同時(shí)，這種情況下頻率波動(dòng)范圍通常較大且較為頻繁，而且風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速頻繁地借助臨界進(jìn)行轉(zhuǎn)速，利用變頻調(diào)速能夠穩(wěn)定風(fēng)機(jī)出口壓力波動(dòng)能夠一直處在（35±2）kPa。實(shí)際生產(chǎn)中，為了盡可能降低這種操作發(fā)生的頻率，需要經(jīng)常停變頻風(fēng)機(jī)，并且開小風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　（4）如果變頻風(fēng)機(jī)和其他大風(fēng)機(jī)共同配合運(yùn)行，并且風(fēng)機(jī)出口壓力始終維持在（45±1）kPa。實(shí)際生產(chǎn)中，3號(hào)風(fēng)機(jī)變頻滿負(fù)荷，也即是50Hz運(yùn)行，但是總輸氣壓力依然不超過設(shè)定壓力，也即是35Hz時(shí)，在持續(xù)滿負(fù)荷運(yùn)行達(dá)到1.5分鐘之后，PLC就可以啟動(dòng)1或者2號(hào)風(fēng)機(jī)，然后采取工頻運(yùn)行的方式來補(bǔ)充，同時(shí)還會(huì)把設(shè)定壓力提升至45kPa。如果遇到氣量減少，同時(shí)實(shí)際輸氣壓力已經(jīng)超過設(shè)定值但是變頻風(fēng)機(jī)穩(wěn)定在0Hz運(yùn)行時(shí)間已經(jīng)長(zhǎng)達(dá)10秒后，那么PLC就會(huì)切除1號(hào)風(fēng)機(jī)或者2號(hào)風(fēng)機(jī)，并且把設(shè)定壓力減少到35kPa。

　　（5）還應(yīng)考慮到報(bào)警信號(hào)。實(shí)際生產(chǎn)中可以設(shè)置總輸氣壓力高低限報(bào)警以及儲(chǔ)氣罐高限報(bào)警、變頻故障報(bào)警等多種報(bào)警形式。

　　3 應(yīng)用效果分析

　　（1）壓送單位燃?xì)饬亢碾娏糠治觥Ｊ褂迷撓到y(tǒng)前1-11月份，該市壓送1000m3燃?xì)夂碾娏窟_(dá)到了27.825KW·h，使用后這一數(shù)值降低到了24.761KW·h。

　　（2）鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行壓力的變化分析。該市0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07MPa升壓下所對(duì)應(yīng)的1000m3燃?xì)馑牡碾娔芊謩e為7.4、13.0、16.3、20.7、25.8、32.5KW·h，從中可以計(jì)算出每升壓0.01Mpa，該市每1000m3燃?xì)馑牡碾娔芫涂梢蕴岣?.1KW·h。同時(shí)從午、晚高峰的用氣情況來看，此時(shí)兩臺(tái)大風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，使用變頻后風(fēng)機(jī)出口壓力能夠始終維持在約0.045MPa。而變頻前采取的是一臺(tái)大風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)通過幾臺(tái)小風(fēng)機(jī)的頻繁開停來穩(wěn)定其供需平衡，這種情況下風(fēng)機(jī)出口壓力波動(dòng)始終保持在0.03-0.055Mpa這一范圍內(nèi)，平均可以達(dá)到0.045Mpa左右。因而我們可以發(fā)現(xiàn)變頻前后風(fēng)機(jī)耗電接近。使用變頻調(diào)速后風(fēng)機(jī)出口壓力維持在約0.035Mpa，每日達(dá)到8小時(shí)左右，而這段時(shí)間內(nèi)達(dá)到2萬(wàn)m3，占到每日供氣量的40%左右，但是使用變頻前風(fēng)機(jī)出口壓力的波動(dòng)一般維持在在0.030-0.058Mpa這一范圍內(nèi)，平均約為0.045MPa。我們假設(shè)風(fēng)機(jī)出口壓力每減少0.01Mpa時(shí)，就能夠供應(yīng)1m3，相應(yīng)的燃?xì)饽軌蚪档碗姾?.0051KW·h，那么每日就能夠節(jié)電102KW·h，可以占到風(fēng)機(jī)日耗電總量的8.5%。

　　4 結(jié)語(yǔ)

　　綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和生產(chǎn)力的不斷提高，變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)能夠成為燃?xì)夤娘L(fēng)機(jī)流量調(diào)節(jié)的主要手段，采用變頻調(diào)速技術(shù)所帶來的生產(chǎn)的便利性、高效性以及節(jié)能特性是其他調(diào)節(jié)手段所無法不可比擬的。