羅茨鼓風(fēng)機|三葉羅茨風(fēng)機|螺桿真空泵|回轉(zhuǎn)式風(fēng)機 - 錦工風(fēng)機有限公司
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關(guān)鍵錦工：高壓變頻器,沸騰焙燒爐,羅茨鼓風(fēng)機,節(jié)能
1用戶簡介
漢源錦泰礦業(yè)有限公司是一家股份制民營企業(yè)，具有日處理鉛鋅礦石4000噸，年產(chǎn)0號、1號鋅錠50000噸、硫酸62000噸、鋅焙砂54000噸，日處理電解鋅廢渣200噸的生產(chǎn)能力；總投資已達12億多元人民幣，已發(fā)展成集鉛鋅礦開采、浮選、焙燒制酸、冶煉和廢渣綜合利用為一體的集團化公司，是我國西部地區(qū)設(shè)備、工藝和技術(shù)較先進、產(chǎn)品質(zhì)量最好、生產(chǎn)能力較大、銷量較大的鉛鋅生產(chǎn)企業(yè)之一。漢源錦泰礦業(yè)有限公司有一座40m2沸騰焙燒爐，而羅茨鼓風(fēng)機又是沸騰焙燒爐的心臟設(shè)備，在2014年設(shè)備節(jié)能改造中，對羅茨鼓風(fēng)機采用變頻調(diào)速技術(shù)，取得了較好效果。現(xiàn)場羅茨鼓風(fēng)機參數(shù)如下表1、表2所示。
表1 電機參數(shù)
型號
YKK560 2-10
額定電壓
10kV
額定電流
31.9A
功率因數(shù)
0.78
轉(zhuǎn)速
594r/minr
冷卻方式
IC611
廠家
錦工電機廠有限責任公司
表2 鼓風(fēng)機
型號
L105WP 3
流量
669m3/min
主軸轉(zhuǎn)述
580r/min
升壓
29.4kP
電機功率
10-400kW
執(zhí)行標準
JB/T8941.1～2-1999
廠家
四川省鼓風(fēng)機制造有限責任公司
2沸騰焙燒爐
2.1沸騰焙燒爐介紹
沸騰焙燒以流態(tài)化技術(shù)為基礎(chǔ)。固體顆粒在氣流的作用下，構(gòu)成流態(tài)化床層似沸騰狀態(tài)，被稱作流態(tài)化床或沸騰床。這樣礦石可在沸騰狀態(tài)下進行加熱還原，有利于提高焙燒礦質(zhì)量。焙燒過程有反應(yīng)熱放出，產(chǎn)生含有二氧化硫的氣體主要用來制造硫酸，礦渣則用作冶金原料。硫化礦沸騰焙燒技術(shù)是50年代初聯(lián)邦德國的巴登苯胺純堿公司和美國的多爾公司分別開發(fā)的。沸騰焙燒爐結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
圖1結(jié)構(gòu)示意圖
沸騰焙燒爐爐體（見圖1）為鋼殼內(nèi)襯保溫磚再襯耐火磚構(gòu)成。為防止冷凝酸腐蝕，鋼殼外面有保溫層。爐子的最下部是風(fēng)室，設(shè)有空氣進口管，其上是空氣分布板?？諝夥植及迳鲜悄突鸹炷翣t床，埋設(shè)有許多側(cè)面開小孔的風(fēng)帽。爐膛中部為向上擴大的圓錐體，上部焙燒空間的截面積比沸騰層的截面積大，以減少固體粒子吹出。沸騰層中裝有廢熱鍋爐的冷卻管，爐體還設(shè)有加料口、礦渣溢流口、爐氣出口、二次空氣進口、點火口等接管。爐頂有防爆孔。
2.2沸騰焙燒爐工作原理
沸騰焙燒爐工作原理是利用流態(tài)化技術(shù)，是參與反應(yīng)或熱、質(zhì)傳遞的氣體和固體充分接觸，實現(xiàn)他們之間最快的傳質(zhì)，傳熱賀棟梁傳遞速度，獲得最大的設(shè)備生產(chǎn)能力。
?。?）流化床的形成
當流體的氣流速度繼續(xù)增大到一定值，床層開始膨脹和變松，全部顆粒都懸浮在向上流動的流體中，形成強力攪渾流動。這種具有流體的某些表觀特征的流-固混合床成為流化床。在氣-固流化床中，形成顆粒強烈翻滾，故又稱為沸騰床。
（2）流態(tài)化范圍與操作速度
從臨界速度開始流態(tài)化，到帶出速度下流化床開始破壞這一速度范圍成為流態(tài)化范圍。它是選擇操作流態(tài)化速度的上下極限。流態(tài)化范圍越寬，流化床的操作越穩(wěn)定。這一范圍大小可以用帶出速度與臨界速度的比來表示。理論和實際證明，顆粒月細則流態(tài)化范圍越小，不規(guī)則的寬篩分物料的流態(tài)化范圍比球形粒子的要小。
實際上多數(shù)工業(yè)流化床內(nèi)粒級分布較寬，所以合理的操作速度應(yīng)是絕大部分顆粒正常流態(tài)化而又不大于某一指定粒級的帶出速度。一般根據(jù)林杰流態(tài)化速度并利用流態(tài)化指數(shù)的經(jīng)驗數(shù)據(jù)來確定操作氣流速度。
3沸騰焙燒爐變頻節(jié)能原理
沸騰焙燒爐是利用流態(tài)化技術(shù)的熱工設(shè)備，已廣泛應(yīng)用于鋅精礦的焙燒。它具有氣-固相間傳熱質(zhì)速度快、層內(nèi)溫度均勻、產(chǎn)品質(zhì)量好、沸騰層與冷卻水套之間傳熱系數(shù)大、生產(chǎn)率高、操作簡單、便于實現(xiàn)生產(chǎn)連續(xù)化和自動化等優(yōu)點。
鋅精礦的主要物相組成為ZnS，約占70%以上。在沸騰焙燒爐內(nèi)焙燒時主要化學(xué)反應(yīng)式為：ZnS+O2→ZnO+SO2，該反應(yīng)屬放熱反應(yīng)，放出的熱量除用于維持爐內(nèi)的焙燒溫度，大部分由高溫煙氣及冷卻水帶走。沸騰爐空氣需要量為20000Nm3/h。通過對沸騰爐層及管網(wǎng)阻力損失的計算，爐子正常生產(chǎn)時，空氣壓力為12500-13500Pa。但考慮到開爐及處理異常情況時的工藝要求，所選風(fēng)機的富裕量達50%以上，這樣使風(fēng)機的能力不能充分發(fā)揮。
由于沸騰爐羅茨鼓風(fēng)機的風(fēng)量和風(fēng)壓的余量很大，正常工作時必須將其調(diào)至合理的工況，另外隨著爐子的產(chǎn)量和鋅精礦成分的變化，風(fēng)機的工況也須調(diào)整。為了調(diào)節(jié)送風(fēng)量在送風(fēng)管上放風(fēng)，調(diào)節(jié)范圍雖大，但浪費極大，風(fēng)機放空噪音很大，嚴重影響了周圍居民的生活；較好的辦法是采用變頻調(diào)速裝置。電動機的變頻調(diào)速是通過改變定子供電頻率f來改變同步轉(zhuǎn)速而實現(xiàn)調(diào)速的，在調(diào)速中從高速到低速都可以保持較小的轉(zhuǎn)差率，因而消耗轉(zhuǎn)差功率小，效率高，是電動機最為合理的調(diào)速方法。風(fēng)機的轉(zhuǎn)速與頻率的關(guān)系式為n＝60f/p（1-s），可見，通過調(diào)節(jié)電流頻率可調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速，從理論上講，風(fēng)機的流量與轉(zhuǎn)速成正比，壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，因此，調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速時可以調(diào)節(jié)風(fēng)機的流量、壓力，軸功率的變化就更明顯。
漢源錦泰礦業(yè)有限公司領(lǐng)導(dǎo)基于節(jié)約能源降低成本，和降低風(fēng)機運行噪音兩方面考慮，決定選用變頻器對原設(shè)備進行改造。經(jīng)過反復(fù)對比決定采用山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的JD-BP38-450F（450kW/10kV）高壓變頻器對沸騰焙燒爐羅茨鼓風(fēng)機進行變頻改造。
4新風(fēng)光JD-BP38系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)技術(shù)特點
風(fēng)光牌JD-BP38系列高壓變頻器以高速DSP為控制核心，采用無速度矢量控制技術(shù)、功率單元串聯(lián)多電平技術(shù)，屬高-高電壓源型變頻器，其諧波指標遠小于IEEE519-1992的諧波標準，輸入功率因數(shù)高，輸出波形質(zhì)量好，不必采用輸入諧波濾波器、功率因數(shù)補償裝置和輸出濾波器；不存在諧波引起的電機附加發(fā)熱和轉(zhuǎn)矩脈動、噪音、輸出dv/dt、共模電壓等問題，可以使用普通的異步電機。產(chǎn)品2003年被列為國家重點新產(chǎn)品，高壓提升機變頻調(diào)速系統(tǒng)2005年被列為國家火炬計劃項目，獲科技部中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金項目資助。2007年，高壓變頻器被評為中國名牌產(chǎn)品，是國內(nèi)高壓變頻器行業(yè)為數(shù)不多的兩個名牌產(chǎn)品之一。具體來說，風(fēng)光高壓變頻器除具有一般普通變頻器的性能外，還具有以下突出特點：
(1)采用高速DSP作為中央處理器，運算速度更快，控制更精準。
(2)矢量控制技術(shù)，通過測量和控制交流電動機定子電流矢量，根據(jù)磁場定向原理分別對交流電動機的勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流進行控制，從而達到控制交流電動機轉(zhuǎn)矩的目的。啟動轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)矩動態(tài)響應(yīng)快，調(diào)速精度高，帶負載能力強。
(3)快速飛車啟動功能。能夠識別電機的速度并在電機不停轉(zhuǎn)的情況下直接起動。在變頻器受到負載沖擊保護后可對其自動復(fù)位，然后再自動啟動，即可避免重要場合（如水泥廠高溫風(fēng)機）變頻保護停機造成的損失?？焖亠w車啟動技術(shù)可實現(xiàn)變頻器在0.1s之內(nèi)從保護狀態(tài)復(fù)位重新帶載運行。
(4)工頻/變頻無擾切換技術(shù)?，F(xiàn)在的高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)一般設(shè)置工頻旁路切換柜，變頻器發(fā)生故障時能使高壓電機轉(zhuǎn)至工頻運行，旁路切換有手動旁路和自動旁路切換兩種型式，手動旁路需人工操作，適應(yīng)于無備用裝置或不重要的運行工況，自動旁路可在變頻器發(fā)生故障后直接自動轉(zhuǎn)換至工頻運行。新風(fēng)光公司提供的自動旁路切換柜，不僅可實現(xiàn)變頻故障情況下自動由變頻轉(zhuǎn)換至工頻運行狀態(tài)，還可實現(xiàn)在變頻檢修完畢后由工頻瞬間轉(zhuǎn)換至變頻運行的功能，整個轉(zhuǎn)換過程不會對用戶設(shè)備的運行造成任何影響。
(5)電網(wǎng)瞬時掉電重啟技術(shù)，電網(wǎng)瞬間掉電可自動重啟，可提供最長60s的等待時間。
(6)線電壓自動均衡技術(shù)（星點漂移技術(shù)）。變頻器某相有單元故障后，為了使線電壓平衡，傳統(tǒng)的處理方法是將另外兩相的電壓也降至與故障相相同的電壓，而線電壓自動均衡技術(shù)通過調(diào)整相與相之間的夾角，在相電壓輸出最大且不相等的前提下保證最大的線電壓均衡輸出。
(7)振蕩抑制技術(shù)，電機輕載或者空載的時候會出現(xiàn)局部不穩(wěn)定現(xiàn)象，這時電流幅值波動很大，電流的振蕩有可能會導(dǎo)致系統(tǒng)因為過流或過壓而觸發(fā)保護。新風(fēng)光公司采用優(yōu)越的電流算法，有效地抑制電流的振蕩，保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的工作。
(8)多機主從控制技術(shù)，變頻器具備主從控制功能，多臺變頻器之間可通過數(shù)據(jù)總線組成主從控制網(wǎng)絡(luò)。將其中的一臺設(shè)為主機，其他設(shè)為從機，主機實時采集各從機的狀態(tài)信息，同時發(fā)送給各從機頻率、轉(zhuǎn)矩指令，實現(xiàn)各臺變頻器的功率平衡和綜合控制。該技術(shù)適用于皮帶機、摩擦式提升機等需要功率平衡控制的場合。
(9)輸出電壓自動穩(wěn)壓技術(shù)，變頻器實時檢測各單元母線電壓，根據(jù)母線電壓調(diào)整輸出電壓，從而實現(xiàn)自動穩(wěn)壓功能。避免電網(wǎng)波動對輸出電壓的影響。
(10)故障單元熱復(fù)位技術(shù)，若單元在運行中故障，且變頻器對其旁路繼續(xù)運行，此時可在運行中對故障單元進行復(fù)位，不必等變頻器停機。
?。?1）單元直流電壓檢測：實時顯示檢測系統(tǒng)的直流電壓，從而實現(xiàn)輸出電壓的優(yōu)化控制，降低諧波含量，保證輸出電壓的精度，提升系統(tǒng)控制性能，并可使保證運行維護人員實現(xiàn)對功率單元運行狀況的全面把握。
?。?2）具備突發(fā)相間短路保護功能。如果由于設(shè)備原因及其他原因造成輸出短路，此時如果變頻器不具備相間短路保護功能，將會導(dǎo)致重大事故。變頻器在發(fā)生類似問題時能夠立即封鎖變頻器輸出，保護設(shè)備不受損害，避免事故的發(fā)生。
?。?3）限流功能：當變頻器輸出電流超過設(shè)定值，變頻器將自動限制電流輸出，避免變頻器在加減速過程中或因負載突然變化而引起的過流保護，最大限度減少停機次數(shù)。
?。?4）多種控制方式，可選擇本機控制、遠控盒控制、DCS控制支持MODBUS、PROFIBUS等通訊協(xié)議頻率設(shè)定可以現(xiàn)場給定、通訊給定等支持頻率預(yù)設(shè)、加減速功能。
5高壓變頻器主回路控制方案
高壓變頻器設(shè)備安裝在風(fēng)機值班室內(nèi)，原高壓柜至電機的高壓電纜用做改造時電機至變頻器連接電纜，變頻器至高壓柜電纜重新敷設(shè)，同時敷設(shè)集控室至高壓變頻器的控制電纜用于變頻器的遠程控制，采集現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)信號，實現(xiàn)設(shè)備的實時調(diào)節(jié)及信號反饋。此外還需敷設(shè)一根高壓柜至變頻器的控制電纜，用于高壓柜合閘允許和高壓柜緊急分閘控制。
一次接線如圖2所示。
圖2手動旁路柜
圖2旁路柜中，共有3個高壓隔離開關(guān)，為了確保不向變頻器輸出端反送電，K2與K3采用電磁互鎖操動機構(gòu)，實現(xiàn)電磁互鎖。當K1、K3閉合，K2斷開時，電機變頻運行；當K1、K3斷開，K2閉合時，電機工頻運行，此時變頻器從高壓中隔離出來，便于檢修、維護和調(diào)試。
旁路柜必須與上級高壓斷路器DL連鎖，DL合閘時，絕對不允許操作旁路隔離開關(guān)與變頻輸出隔離開關(guān)，以防止出現(xiàn)拉弧現(xiàn)象，確保操作人員和設(shè)備的安全。
故障分閘：將變頻器“高壓分斷”信號與旁路柜“變頻投入”信號串聯(lián)后，并聯(lián)于高壓開關(guān)分閘回路。在變頻投入狀態(tài)下，當變頻器出現(xiàn)故障時，分斷變頻器高壓輸入；旁路投入狀態(tài)下，變頻器故障分閘無效。
保護：保持原有對電機的保護及其整定值不變。
6焙燒爐風(fēng)機改造運行情況
沸騰焙燒爐羅茨鼓風(fēng)機高壓變頻器2014年4月一次正式投入運行，至今運行正常。改造達到了預(yù)期目的。羅茨鼓風(fēng)機電機電流大大減小，風(fēng)機運行噪聲大大降低。變頻運行后，送風(fēng)管上防風(fēng)管關(guān)閉，根據(jù)焙燒爐生產(chǎn)量的大小，隨時調(diào)節(jié)羅茨鼓風(fēng)機的風(fēng)量大小，滿足生產(chǎn)沸騰爐的工藝要求，而且現(xiàn)場人員操作非常方便。
6.1節(jié)能計算
2014年5月漢源錦泰公司節(jié)能服務(wù)中心隨機對羅茨鼓風(fēng)機高壓變頻器進行了測試，記錄數(shù)據(jù)如表3所示。
表3 工頻、變頻時運行情況
工頻運行電流
額定電流
工頻放風(fēng)閥門開度
變頻頻率
變頻放風(fēng)風(fēng)門開度
變頻輸入電流
變頻輸出電流
沸騰焙燒爐羅茨鼓風(fēng)機
22.3A
31.9A
40%
26Hz
0%
7.2A
20.5A
根據(jù)表3，沸騰焙燒爐羅茨鼓風(fēng)機工頻運行時，功率因數(shù)取0.8，電源電壓10.20kV，計算每小時耗電為：315.2kW。沸騰焙燒爐羅茨鼓風(fēng)機變頻運行時，功率因數(shù)為0.97，變頻輸入電壓10.20kV，計算每小時耗電為：123.4kW。較工頻運行時每小時節(jié)約電量191.8kW。每年運行300d，每天運行24h，那么年節(jié)約電量：191.8kW×24h×300d=138.096萬kW?h。
通過以上變頻運行數(shù)據(jù)，在與生產(chǎn)工況基本相同的工頻運行相比，電機電流、消耗功率大大減小，節(jié)能效果是非常明顯的。
6.2間接效益
（1）提高控制精度，安裝變頻器后，引入壓力反饋信號，采用變頻器的PID閉環(huán)控制或DCS控制轉(zhuǎn)速自動保持生產(chǎn)所需風(fēng)壓，從而提高了壓力控制精度，而且與閥門相比更直觀，方便調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速來滿足生產(chǎn)需要。
?。?）有效地改善了現(xiàn)場運行環(huán)境。采用變頻調(diào)速后，大大減少了風(fēng)機管道震動頻率和噪音。消除了風(fēng)機的旁路放空噪聲，解決了風(fēng)機擾民問題，改善了工人的工作環(huán)境。
?。?）減少了維護工作量和維護費用，延長了設(shè)備的使用壽命。
由于采用了變頻調(diào)速技術(shù),電機啟動、調(diào)速平穩(wěn),不存在啟動電流沖擊,減少了羅茨鼓風(fēng)機出口壓力瞬間提高對風(fēng)機和電網(wǎng)的沖擊,而且羅茨鼓風(fēng)機和驅(qū)動電機都處于相對額定轉(zhuǎn)速較低的轉(zhuǎn)速上，因而其零部件的機械磨損減少,降低了維護費用，延長了風(fēng)機使用壽命。
7結(jié)束語
綜合看來，漢源錦泰礦業(yè)有限公司沸騰焙燒爐羅茨鼓風(fēng)機采用高壓變頻器進行改造后，提高了沸騰焙燒爐風(fēng)機的運行效率，降低了鋅錠的生產(chǎn)成本，對保證沸騰焙燒爐的安全運行起著重要的作用。
參考文獻
[1]山東新風(fēng)光電子使用手冊[Z]山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司
作者簡介
徐西甲，技術(shù)支持工程師，供職于山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司。
張建忠，高級工程師，漢源錦泰礦業(yè)有限公司鋅焙砂廠廠長。
羅茨風(fēng)機交流變頻調(diào)速技術(shù)是迅速發(fā)展起來的一種新型電力傳動調(diào)速技術(shù),由于具有其他眾多調(diào)速方式無可比擬的優(yōu)越性，從而成為交流電機調(diào)速控制的首選方式,其主要優(yōu)點如下:
(1)、可實現(xiàn)平滑的無級調(diào)速，精度高,范圍寬(0~100% )，效率高達95%以上;
(2)、起動轉(zhuǎn)矩大(可限定在額定值的1~1.25 倍)，起動電流小,電動機的轉(zhuǎn)矩脈動小,可實現(xiàn)軟起動且運行平穩(wěn);
(3)、安裝容易，調(diào)速方便,操作簡單,容易與可編程邏輯控制器、分布式控制系統(tǒng) 銜接;
(4)、可靠性高,且有過流、過壓、欠壓、過載等多種保護功能。
羅茨風(fēng)機變頻改造效果分析
由于羅茨風(fēng)機的恒轉(zhuǎn)矩負載特性,相應(yīng)的羅茨風(fēng)機系統(tǒng)屬于典型的恒壓輸出系統(tǒng)，因此恒壓控制后系統(tǒng)運行在恒轉(zhuǎn)矩變流量狀態(tài)。
在采用變頻調(diào)速,且系統(tǒng)流量需減小時,降低羅茨風(fēng)機轉(zhuǎn)速,使羅茨風(fēng)機在規(guī)定壓力下低流量點運行。羅茨風(fēng)機的輸人功率與流量成近似線性關(guān)系,如圖所示。因此,羅茨風(fēng)機進行變頻改造后的節(jié)能效果主要決定于所運行流量的大小,羅茨風(fēng)機的耗電量與流量成正比。
系統(tǒng)若采用壓力閉環(huán)控制方案改造，可實現(xiàn)全自動控制，真正實現(xiàn)無人值守。
羅茨風(fēng)機變頻改造后節(jié)能量計算
目前羅茨風(fēng)機在應(yīng)用時，調(diào)節(jié)方式有兩種;一種是羅茨風(fēng)機的輸人口有閥門調(diào)節(jié)或輸入流量受限制造成流量不均衡,另一種是采用輸出側(cè)直接放風(fēng)的方式。在這里對兩種方式分別進行變頻改造節(jié)能效果分析。根據(jù)羅茨風(fēng)機的負載特性,由于羅茨風(fēng)機效率較高,這里忽略損耗。
1 基本計算公式
2 輸入側(cè)調(diào)節(jié)方式變頻改造節(jié)能分析計算
對于羅茨風(fēng)機的應(yīng)用場合來說,工藝要求壓力、流量恒定。由于改造前采用進風(fēng)口閥門調(diào)節(jié)，降低了輸入的風(fēng)壓，因此羅茨風(fēng)機的進風(fēng)和出風(fēng)的壓差保持不變:
采用變頻調(diào)速后要保證流量不變，但由于羅獲風(fēng)機的進風(fēng)壓力升高，進風(fēng)和出風(fēng)的壓差變小，根據(jù)式(2)可知，羅茨風(fēng)機的消耗功率將隨壓力增加量的降低而降低，因此節(jié)電率為
根據(jù)理想狀態(tài)方程，假定節(jié)流不影響輸入風(fēng)的溫度，則閥門開放的面積比等于進風(fēng)壓力比，即
3 輸出側(cè)調(diào)節(jié)方式變頻改造節(jié)能分析計算
系統(tǒng)在工頻下運行，由于改造前采用出口放風(fēng)閥門來調(diào)節(jié),因此可認為羅茨風(fēng)機電機運行在額定工作狀態(tài)。采用變頻調(diào)速后要保證使用流量不變，關(guān)閉排風(fēng)閥門后,羅茨風(fēng)機的消耗功率與額定流量的比值為
在實際計算中，一般很難得到需要的流量數(shù)值，因此通過上述計算方法很難計算出節(jié)電率，但很容易得到輸送管道的管徑、排風(fēng)管的管徑和排放閥門的開度，因此可得到：
在上述計算中未考慮損耗等情況，以上是理論計算值，實際工況比上述計算復(fù)雜得多，因此節(jié)能率要比計算值低些。
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山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風(fēng)機、羅茨真空泵、回轉(zhuǎn)風(fēng)機等機械設(shè)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(fēng)機、水冷羅茨風(fēng)機、油驅(qū)羅茨風(fēng)機、低噪音羅茨風(fēng)機，贏得了市場好評和認可。
羅茨風(fēng)機設(shè)備通常在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)品加工、污水處理等制造業(yè)中主要配合鍋爐燃燒系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、烘干系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)等大型機器共同應(yīng)用。根據(jù)不同的生產(chǎn)需要，結(jié)合傳統(tǒng)的風(fēng)門、擋板、閥門的控制方案，對爐膛內(nèi)壓、風(fēng)速、風(fēng)量等指標進行控制及調(diào)節(jié)，以適應(yīng)工藝要求和運行工況。在整個過程中，羅茨鼓風(fēng)機都必須不間斷的全速運轉(zhuǎn)，這將導(dǎo)致大量的能源浪費以及設(shè)備損耗。 如何精確的控制能量在整個過程中的分配和流失情況則顯得至關(guān)重要。
變頻器驅(qū)動技術(shù)的實現(xiàn)為我們帶來了福音，它具有很高的節(jié)能空間。目前，許多國家均已將變頻調(diào)速裝置用于指定流量壓力控制，傳統(tǒng)方式受到挑戰(zhàn)，進而有取而代之的趨勢。中國國家能源法第29條第二款也明確規(guī)定羅茨風(fēng)機泵類負載應(yīng)該采用電力電子調(diào)速?！吨腥A人民共和國節(jié)約能源法》第39條就把羅茨風(fēng)機、泵類等設(shè)備采用變頻調(diào)速技術(shù)實現(xiàn)節(jié)能運行列為國家通用技術(shù)加以實施和推廣，是我國節(jié)能的一項重點推廣項目，受到國家政府的普遍重視。如在現(xiàn)代高參數(shù)、大容量電站中，泵與羅茨風(fēng)機常采用變速調(diào)節(jié)。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，羅茨風(fēng)機、泵類設(shè)備應(yīng)用范圍廣泛，其電能消耗不容忽視，是一筆不小的生產(chǎn)費用開支，有數(shù)據(jù)顯示，設(shè)備各種損耗占到生產(chǎn)成本的 7%～25%。隨著經(jīng)濟大環(huán)境的改變，市場競爭的不斷加劇，節(jié)能降耗早已成為企業(yè)降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要措施之一。因此，推廣交流變頻調(diào)速裝置迫在眉睫，被公認為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。
1、存在的問題和原因
在企業(yè)生產(chǎn)中，羅茨鼓風(fēng)機的應(yīng)用很普遍。傳統(tǒng)的節(jié)流方式主要采用導(dǎo)流器(風(fēng)門)進行，導(dǎo)致羅茨風(fēng)機運行效率不高，造成巨大的能源浪費，并且羅茨風(fēng)機維護、維修的費用也提高了企業(yè)的生產(chǎn)成本。企業(yè)使用的羅茨風(fēng)機一般為容積式風(fēng)機。風(fēng)量的控制主要依靠羅茨風(fēng)機入口的電機轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)，不但造成大量的能源浪費，而且羅茨風(fēng)機運行時振動大、噪音高，設(shè)備爐膛內(nèi)負壓不穩(wěn)定，容易發(fā)熱等。因為實際生產(chǎn)過程中用汽量較小，鍋爐鼓風(fēng)、引風(fēng)控制一般采用接觸器控制，而相應(yīng)的頻繁啟停，導(dǎo)致相應(yīng)能源浪費和運行不穩(wěn)定等突出問題。
當羅茨風(fēng)機采用風(fēng)門 (入口導(dǎo)流器)調(diào)節(jié)時，隨著導(dǎo)流器角度的增大(即風(fēng)門開度減小)，流量減小的同時羅茨風(fēng)機的效率降低，尤其在導(dǎo)流器角度較大(風(fēng)門開度較小)時羅茨風(fēng)機效率大大下降。可見，調(diào)速羅茨風(fēng)機效率高是羅茨風(fēng)機變頻調(diào)速節(jié)能的最主要原因。因此，羅茨風(fēng)機的節(jié)能改造是勢在必行的。羅茨風(fēng)機節(jié)能改造的必要性主要表現(xiàn)在傳統(tǒng)系統(tǒng)采用工頻運行，利用主管路的閥門開度進行風(fēng)量調(diào)節(jié)，盡管該法能夠使電動機達到驅(qū)動要求，但剩余的力矩又增加了設(shè)備有功功率的損耗，在造成電能的浪費的同時，對生產(chǎn)調(diào)節(jié)具有很大的滯后作用，使整個工藝的運行處在不穩(wěn)定狀態(tài)。
2、羅茨風(fēng)機采用變頻節(jié)能的原理
目前，由于羅茨風(fēng)機設(shè)備大多數(shù)采用異步電動機直接驅(qū)動的方式，存在諸多缺陷，如啟動電流過大、電氣保護特性差、機械沖擊等。當電機負載過大時，不僅設(shè)備使用壽命受到影響，而且還造成機械故障，時常出現(xiàn)泵損壞或者電機發(fā)燙燒毀的現(xiàn)象。
近幾年來，針對節(jié)能的迫切需要和以及企業(yè)對產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，一種新型的設(shè)備開始流行，這就是變頻調(diào)速器（簡稱變頻器）。變速調(diào)節(jié)是在管路性能曲線不變時，用變速來改變羅茨風(fēng)機的性能曲線，從而改變他們的工作點。其特點是易操作、控制精度高、免維護、高性能。隨著變頻器驅(qū)動的運用，傳統(tǒng)的風(fēng)門、擋板、閥門的控制方案逐漸被其取代。
變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是在其他條件不變時，改變異步電動機定，子端輸入電源頻率進而改變電動機轉(zhuǎn)速。根據(jù)電機轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系：n=60（f1- s）／p，（式中 n、f、s、p 分別表示轉(zhuǎn)速、輸入頻率、電機轉(zhuǎn)差率、電機磁極對數(shù)）；通過改變電動機工作電源頻率達到改變電機轉(zhuǎn)速的目的。頻調(diào)速效率高，調(diào)速范圍廣，特別適合長時間在低速下運行的工況。
3、采用變頻調(diào)節(jié)的節(jié)能分析
根據(jù)流體動力學(xué)的知識可知，對于羅茨風(fēng)機存在如下關(guān)系：
Q∝n ①；p∝T∝n2②；P∝T?n∝n3③
式中：Q，p――分別為風(fēng)量，風(fēng)壓；n，T――分別為轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩；P――軸功率。
從式①中可看出，羅茨風(fēng)機的風(fēng)量和轉(zhuǎn)速成正比，風(fēng)壓與轉(zhuǎn)速的2次方成正比，而軸功率與轉(zhuǎn)速的3次方成正比。當需要的風(fēng)量降低時，電機轉(zhuǎn)速的改變量在理論上其能耗將以其3次方的速率下降。與此同時，在羅茨風(fēng)機轉(zhuǎn)速降低的過程中，軸功率應(yīng)以轉(zhuǎn)速的3次方的速率降低，相應(yīng)的驅(qū)動羅茨風(fēng)機的電動機所需的電功率也將降低，可見調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速是羅茨風(fēng)機節(jié)能的重要途徑。
普通羅茨風(fēng)機的功率因數(shù)范圍在 0.6- 0.7，使用了變頻調(diào)速裝置以后，由于變頻器內(nèi)部濾波電容的作用，進而降低了無功損耗，而相反的增加了電網(wǎng)的有功功率。使用變頻節(jié)能裝置后，通過變頻器上的軟啟動功能可以使啟動電流從零開始，并把電流限制在額定電流以內(nèi)，這樣緩解了其對電網(wǎng)的沖擊以及對供電容量的要求，從而延長了設(shè)備及閥門的使用壽命。劉長軍等人通過實踐證明，變頻器運用于羅茨風(fēng)機類設(shè)備驅(qū)動控制場合取得了顯著的節(jié)電效果，是一種理想的、高效的調(diào)速控制方式。不僅提高了設(shè)備的使用效率，又跟得上企業(yè)生產(chǎn)工藝要求。與此同時，又大大減少了設(shè)備維護及維修的費用，降低了停產(chǎn)周期，十分明顯的提高了企業(yè)經(jīng)濟效益。
4、改造措施和效果
隨著企業(yè)用電負荷的大范圍增加，引羅茨風(fēng)機的風(fēng)量需要隨著用電負荷的變化而變化，然而由于經(jīng)常在工頻狀態(tài)下的低效率運行，致使大量的能量在風(fēng)道擋板上浪費流失了。因此，采用高壓變頻技術(shù)對羅茨風(fēng)機進行變頻改造就顯得格外的迫切。張維，楊春等人在研究了鍋爐鼓引羅茨風(fēng)機的變頻節(jié)能改造后提出：羅茨風(fēng)機、引羅茨風(fēng)機變頻改造后，運行效果良好，主要表現(xiàn)在①噪音與振動減小；②運行安全穩(wěn)定性更高；③節(jié)約能源，降低成本，包括節(jié)能節(jié)電。王永輝等人在研究了變頻技術(shù)在污水處理廠羅茨風(fēng)機上的應(yīng)用的過程中提出有關(guān)羅茨風(fēng)機變頻系統(tǒng)的改造方案。其中包括①在羅茨風(fēng)機上裝設(shè)閉環(huán)控制方式的變頻系統(tǒng)；②在原工頻系統(tǒng)保留的基礎(chǔ)上結(jié)合變頻器相互作用；③采用本地、遠程控制相結(jié)合的監(jiān)控措施；④設(shè)置遠程控制和故障報警系統(tǒng)，保證生產(chǎn)工藝的方便性、安全性。胡炫，朱虎，楊志等人在研究了高壓變頻器在發(fā)電廠引羅茨風(fēng)機上的應(yīng)用與節(jié)能分析中指出：羅茨風(fēng)機在變工況運行中，調(diào)節(jié)深度愈大，節(jié)能效果愈顯著，變頻調(diào)速曲線最接近理想曲線，其運行能耗最低，節(jié)能效果最佳。他們提出在大功率設(shè)備上應(yīng)用ASD6000S系列高壓大功率變頻器進行羅茨風(fēng)機技術(shù)改造，取得了明顯的節(jié)能效果。ASD6000S系列高壓大功率變頻調(diào)速系統(tǒng)是由多個功率模塊串聯(lián)起來，通過疊加了多個低壓功率模塊的輸出而匯總得到高壓輸出，具有諧波小、可靠性高等技術(shù)特點。
?。?/p> 章丘羅茨鼓風(fēng)機哪家好羅茨鼓風(fēng)機消聲羅茨鼓風(fēng)機空氣過濾器
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