化工加压罗茨风机变频控制改造

在化工、冶金、矿山、轻纺等工业中,使用着大量的罗茨风机,水泵,搅拌机和压缩机.这些机械一般都用交流电机驱动,功率都在几百以上,有的高达甚至上千,其消耗的电能是非常可观的.
仔细观察这些机械的运行状况,可以发现它们大部分都不是长期工作在额定功率之上.而是经常只有50%-70%甚至更低的输出量.但目前这类机械大多使用恒速交流传动,加以挡板、阀门或放空回流的办法进行调节,白白损失掉大量的电能.越是大功率的罗茨鼓风机水泵,情况越是严重.
使用的大型变频装置,可以在效率基本不变的情况下,通过改变驱动电源的电压和频率,平滑地调节电机转速,根据输出量的要求改变输出功率,从而节省大量的电能.

怎样根据工况而直接控制风量的大小从而满足工况的要求呢？变频器的出现很好的解决了这个问题。变频器是无级调速的，用变频器改造罗茨鼓风机，具有以下特点：

1. 起动停止平衡，无级调速，调速范围大。
2. 工作可靠，能长期稳定运行。
3. 操作简便，维护量小。
4. 输出特性可满足罗茨鼓风机性能要求。
5. 电机启动对电网无冲击，同时对机械的磨损也非常小。

根据罗茨鼓风机的特性，罗茨鼓风机的流量变化与转速成正比，压力变化与转速成正比，而功率变化与转速变化立方成正比。因此，当罗茨鼓风机转速降低时，风量减少。电机功率成立方比下降。通过对变频器在罗茨罗茨鼓风机上的应用进行总结，具有以下优点：
1、 节电降耗效果显着，操作简便，调节平衡，尤其与微机控制相联更体现了优 越性。
2、 平滑启动及转机转速下降，机械磨损减小，故障率下降，减少了停机对生产 的影响。
3、 档板和调节阀的机械磨损、卡死等故障不复存在了。
针对金杯氮肥厂280KW加压罗茨鼓风机使用现状，因后续脱硫、压缩工段所需压力在阶段时间内波动范围不大，所以我们采用多段式变频调速方案，回路阀处于全关状态，使用电位器来进行变频速度调节，根据系统负荷所需压力实时调整电机转速，从而达到调整罗茨鼓风机风压的目的。由此，消耗在阀门上的电能就可以有效的节约下来。此方案实施简单，操作方便，既可以恒定压力，又节约了电能。

本变频控制改造示意图如下：

1. 节电降耗效果显著，可以节能20%-30%左右。以现有工作电流400A为例，年节约电费见下表
   改造前 按节电20%算 按节电25%算 按节电30%算
   用电度数/年 1855700 1484560 1391775 1298990
   电费/年 612381 489905 459286 428666
   节省电费/年 122467 153095 183715
   注1：用电度数计算公式：
   380V（电压）×400A（电流）×0.89(功率因数) ×24(小时)×1.732×330(年工作天数)=1855700度
   注2：电费按每度0.33元计算：
   1855700×0.33=612381元
2. 解决了出口压力升高时的憋压现象，机械磨损减小。
3. 由于采用了多段式变频变频调速方式，调节范围大，精度高，操作简单，实时性强。