1、窑尾高温风机液藕调速与变频调速的节能对比一、高温风机-液耦调速（按照 2500t/d 水泥熟料生产线做对比）额定参数设备型号（产地、日期） 重庆通用风机厂匹配电机型号（产地、日期）YKK630-6轴功率(kw) 1600 kW 额定功率(kw) 1600kW额定流量 (m3/h) 500000m3/h 额定电压(kv) 10 kV压力（扬程）(Pa)6000Pa 额定电流(A) 110A额定转速( r/min) 941 额定转速( r/min) 995 r/min效率 功率因数 0.87二液耦额定参数液耦型号 YDTO1000B液耦额定转速(r/min)1000 r/min液耦额定功率(kW)
2、 1400KW制造厂家二、高压变频器调速序号 规 范 参 数 备 注1 使用标准 Q/CP BLH003-20072 型式及型号 HARSVERT-A10/120 适配 1600KW/10KV 电机3 供货商及产地 北京利德华福电气技术有限公司4 安装地点 室内5 技术方案 多级模块串联，交直交、高高方式6 对电动机要求 普通鼠笼式异步电机7 额定输入电压/允许变化范围 10kV10%8 变压器调压范围 5%9 系统输出电压 010kV10 系统输出电流 120A11 逆变侧最高输出电压 10kV12 额定输入频率/允许变化范围 50Hz10%13 对电网电压波动的敏感性 -35%+15%14
3、 输入侧功率因数 0.95（20%负载）15 变频器效率 0.9616 控制方式 多级正弦 PWM 控制双路 AC 220V 容量不小于 3KVA，供变频器控制系统使用。17 控制电源AC380V/10kVA，三相四线，供变频器冷却风机使用。用户提供序号 规 范 参 数 备 注18 电网侧变换器型式及元件 48 脉冲，二极管三相全桥19 电机侧逆变器型式及元件 IGBT 逆变桥 串连20 电隔离部分是否采用光纤电缆 采用安捷伦光纤连接21 冷却方式 强迫风冷22 标准控制连接 硬连接23 过程控制方式 开环24 操作界面 中文人机界面（易控面板）25 变频装置外形尺寸(长深高) 7254mm1
4、300mm2634mm26 变频装置重量 9400kg含旁路柜27 防护等级 IP3028 柜体摆放方式 并列安装（变频器与旁路柜）29 柜体颜色 HARSVERT 第三代标准颜色灰皱 0212A，型号：TH507(门色)；黑皱 型号：TH505(框架色）30 进出线方式 下进出线三、应用高压变频器的优点1、应用高压变频器的必要性现场中的高温风机等高能耗设备，其输出功率不能随生产负荷变化而变化，只有通过改变风门、档板的开度来调整，这导致负载运行效率较低，并且有大量能量浪费在节流损失中。即使高温风机使用了液力耦合器调速，但由于液力耦合器其运转效率比较低，维护工作量大，轴封、轴承等部件经常需要更换
5、，致使大量能量以及大量人力、物力的浪费。目前，高温风机的转速控制采用液力耦合器，主要存在以下缺点：1) 调速范围有限为 5097%，转速不稳定，高速段减小了设备的出力能力，低速段影响节能效益的发挥；2) 调速越低时效率越低，低速时发热厉害；3) 调速精度低，线性度差，响应慢，不大适应自动控制要求；4) 电机虽然可以不带载启动，但仍然有 5 倍左右的冲击电流，影响电网稳定；5) 必须串入电机和机械的连接轴中，不适合于设备改造；液力耦合器故障时，没有工频旁路系统，负载机械将无法运转，必须停机检修；6) 漏油严重，对环境污染大；可靠性差，维修难度大，严重浪费人力及影响生产。为了提高水泥生产线的生产效
6、率、降低能耗以及系统的综合可靠性，高温风机的驱动系统拟采用全数字交流高压变频器实施控制。高压变频调速系统是直接串联于高压电源与高压电机之间的变频调速设备，以其现场改造、安装方便以及安全、良好的运行性能正快速的替代其它调速产品，全面的进入到水泥行业的节能改造项目中。利用高压变频调速技术的目的是改变设备的运行速度，以实现调节现场工况所需风压、风量的大小，大大提高了系统的自动化程度，既满足了生产要求，又达到了节约电能，并且减少了因调节挡板而造成挡板和管道的磨损以及因经常停机检修所造成的经济损失，同时使维护量大大降低，为水泥厂可带来了可观的效益，切实响应了国家节能降耗的号召。2、应用高压变频器的可行性
7、在高温风机上，选用北京利德华福公司生产的 HARSVERT-A 高压变频器，其可行性如下：1） 原液力耦合器为机械联结方式，其加在电机和风机之间，只需将其拆除、并将高压变频器串联在用户现场的高压开关柜与高压电机之间即可。变频器的所有部件采用内部连线，用户只须连接高压输入、高压输出、AC220V 控制电源和控制信号线即可；2） HARSVERT-A 高压变频器采用“单元串联多电平结构” ，该技术方案成熟可靠；3） 作为荣获“中国名牌”产品称号的国产高压变频器第一品牌，HARSVERT-A 高压变频器已在同行业的同类产品上具有丰富的实践经验，产品质量可靠；4） 该高压变频器适应于中国用户电网工况，
8、主电源+15%-35%波动不停机，瞬时失电5 个周期可满载运行不跳闸，掉电 20s 内不会停机；5） 输入功率因数高，网侧不需要添加功率因数补偿装置；6） 电流谐波少，满足国际、国家标准要求，对电网没有谐波污染；7） 输出阶梯正弦 PWM 波形，无须输出滤波装置，可接普通电机；8） 对电缆、电机绝缘无损害，电机谐波少，减少轴承、叶片的机械振动，输出线可以长达1000 米；9） 功率电路模块化设计，维护简单；10）高压主回路与控制器之间为光纤连接，安全可靠；11）完整的故障监测电路、精确的故障报警保护；12）干式移相变压器在柜体中内置，安装方便，免维护；13）内置 PLC，易于改变控制逻辑关系，
9、适应多变的现场需要；14）可灵活选择现场控制、值班室远程控制，可通过电话网络遥测遥控；15）可接受和输出 010V/420mA 工业标准信号；16）直接内置 PID 调节器，可开环运行，可闭环运行；17）全中文操作界面，具有无噪音、无运动部件、大容量数据存储、使用寿命长的特点，适应于一般值班人员的水平；18）可进行运行数据和操作记录，打印输出运行报表；19）完整的通用变频器参数设定功能；20）设备安装调试、参数设定方便快捷。四、方案应用效果2.1 节能分析2.1.1 现场工况及负载技术数据高温风机运行参数实际运行参数全年运行负荷 日产 2500T阀门开度（%） 100%实际运行电流(A) 92
10、实际运行电压(kV) 10实际运行功率因数 0.84实际风机全压（Pa ）实际流量(m 3/h) 年运行时间（h ） 7200年平均电价(元/度) 0.51二液耦实际运行参数工况 1 时转速（或r/min）750 r/min工况 2 时转速（或r/min）2.1.2 工频状态下的耗电量计算Pd：电动机功率 ；Cd：年耗电量值 ； U：电动机输入电压 ；I：电动机输入电流 ；cos：功率因子； T：年运行时间；：单负荷运行时间百分比电机耗电功率计算公式：Pd = UIcos 3累计年耗电量公式：Cd= T（Pd ） 根据计算公式，通过计算可得出高温风机工频情况下的耗电量如下：表一项目设备名称设备
11、工频运行功率Pd(kW)设备工频的年耗电量Cd(kWh)设备工频的年耗电费(元)日产 2500T 时 1497 10784402 55000452.1.3 变频状态下的年耗电量计算 对于风机负载（系统变频改造前有液耦调速设备） ，计算如下：因为不管是用液耦调速还是变频调速，所需要的风机轴功率是相同的，得出公式ybdbP其中： 为液耦时工频功耗； 为变频时功耗； 为风机轴功率； 为电机效率；dPbPPd为液耦效率； 为变频器效率。y由液力耦合器的运行特性可知， 0ny其中： 为风机实际转速， 为电机额定转速。n0累计年耗电量公式：Cb= T（Pb ） 其中：Cb：年耗电量值； 为变频时功耗；T：
12、年运行时间；：单负荷运行时间百分比。bP变频器的效率曲线可从下图中查出。102030405060708090108284689029469810效率（%）负 载 百 分 比HARSVERT-A系 列 变 频 典 型 系 统 效 率典 型 系 统 效 率根据计算公式，通过计算可得出高温风机变频情况下的耗电量如下：表二项目设备名称设备变频后运行功率Pd(kW)设备变频的年耗电量Cd(kWh)设备变频的年耗电费(元)日产 2500T 时 1182 8514002 43421412.1.4 节能分析年节电量：C= CdCb 节电率=（C/Cd）100% 变频改造后，根据公式，可计算出高温风机上变频后与
13、工频相比每年的节电情况如下：表三项目设备名称 年节电量(kWh)年节电费(元) 节电率()日产 2500T 时 2270400 1157904 21.1注：以上计算均属于理论计算值，存在5%的偏差。三、应用高压变频调速系统产生的其他效果1、 维护量减少；采用变频调速后，无论哪种工艺条件，随时可以通过调整转速使系统在接近额定状态下工作，通常情况下，变频调速系统的应用主要是为了降低电机的转速。由于启动缓慢及转速的降低，相应地延长了许多零部件的寿命；同时极大的减轻了对管道的冲击，有效延长了管道的检修周期，减少了检修维护开支，节约大量维护费用。2、工作强度降低；由于调速系统在运转设备与备用设备之间实现
14、计算机联锁控制，机组实现自动运行和相应的保护及故障报警，操作工作由手动转变为监控，完全实现生产的无人操作，大大降低了劳动强度，提高了生产效率，为优化运营提供了可靠保证。3、 减少了对电网的冲击；采用变频调节后，系统实现软启动，电机启动电流远远小于额定电流，启动时间相应延长，对电网无大的冲击，减轻了起动机械转矩对电机机械损伤，有效的延长了电机的使用寿命。五：本公司 3200t/d 水泥熟料生产线窑尾高温风机采用变频调速后效益分析说明烧成窑尾高温风机规格型号及电机功率54.02 高温风机 型号:W6-23033.5F进口顺90 o/出口顺45 o流量: 660000m 3/h风压：7500Pa工作
15、温度：320350max450气体含尘浓度:80g/Nm 3转速:980r/min54.02M1 主电动机 型号：YPTQ8006(变频调速) 功率：2240kW 电压：10000V如果采用液力耦合器或液阻柜调速年用电量及电费电机耗电功率计算：Pd = UIcos 3Pd=1.73210149.50.88Pd=2278KW累计年耗电量公式：Cd= T（Pd）Cd=16401600kw.h 采用高压变频调速后可计算出高温风机的运行功率为根据以下公式计算ybdbP0ny在正常生产烧成系统产量为 3200t/d 时液力耦合器工况转速为2278/Pb=0.96/0.75Pb=1780KW累计年耗电量公式：Cd= T（Pb）Cd=3002417801Cd=12816000kw.h使用高压变频调速后每年节电 16401600kw.h-12816000kw.h=3585600 kw.h 每度电按0.35 元计算，每年节省电费 35856000.35=1254960 元采用液阻调速或常规液力耦合器调速设备投入费用大概 15 万-20 万元左右，如果采用国产高压变频调速器设备投入费用大概 80-90 万左右，正常生产一年投资费用全部收回，并且每年给企业节省电费 100 万，如果采用液阻或液力耦合器调速每年增加 100 万的运行费用。
