一、設(shè)備改造原因

    1、目前正常生產(chǎn)情況下風(fēng)機(jī)控制采用軟啟動(dòng)啟動(dòng)后轉(zhuǎn)為工頻運(yùn)行。風(fēng)機(jī)閥門開啟比例一般在40%左右，電流為電機(jī)額定電流的55%,在保溫待軋時(shí)閥門開啟比例在25%-35%左右，電流為電機(jī)額定電流的40%左右。

    2、其控制接觸器等電器動(dòng)作頻繁，導(dǎo)致使用壽命短，維修量大；而對(duì)于大容量系統(tǒng)，傳統(tǒng)的控制線路復(fù)雜，可靠性差，需專人負(fù)責(zé)；

    3、整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行噪音大、控制性能差、耗電量大、使用壽命短;在維護(hù)管理，檢修調(diào)整方面工作量大，維護(hù)費(fèi)用高。

二、節(jié)能原理

    風(fēng)機(jī)運(yùn)行電費(fèi)是一筆不小的費(fèi)用，從節(jié)能方面考慮，在既滿足目前生產(chǎn)的條件下可進(jìn)行變頻改造。改為變頻器控制預(yù)計(jì)滿足正常生產(chǎn)時(shí)的電流大約為電機(jī)額定電流的50%,改變的電流變化不大，只是電壓變化。如果改為變頻器控制則必須將風(fēng)門調(diào)節(jié)閥全部開啟，通過變頻器控制轉(zhuǎn)速來達(dá)到風(fēng)量的調(diào)節(jié)。同時(shí)采用通過無級(jí)調(diào)頻實(shí)現(xiàn)風(fēng)量的無級(jí)調(diào)整，有效地改善引風(fēng)機(jī)閥門調(diào)節(jié)不當(dāng)造成的風(fēng)機(jī)喘振現(xiàn)象，對(duì)爐壓調(diào)整極為方便。

三、設(shè)備改造方案

    將原控制柜2臺(tái)改造為2臺(tái)變頻柜，電纜不變。

四、節(jié)能方案

    采用西門子PLC+施耐德ATV610變頻器

    風(fēng)機(jī)系統(tǒng)變頻改造的原理示意圖如下：

    本方案在保留原工頻系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加裝變頻控制系統(tǒng)，與原工頻系統(tǒng)之間僅設(shè)置連鎖以確保系統(tǒng)工作安全。

五、項(xiàng)目投資概算與效益分析

    改為變頻器投資費(fèi)用如下：兩臺(tái)風(fēng)機(jī)功率分別為90kw和120kw，改造需要增加90kw及120kw變頻器兩臺(tái)，每KW變頻器約為500元，控制柜其它改造需要約為2萬元。投資費(fèi)用計(jì)算如下：

    (1)兩臺(tái)變頻器總功率：90+120=210（kw）

    增加兩臺(tái)變頻器費(fèi)用約為：210*500=10500（元）

    (2)投資總額：10500+20000=3.05（萬元）

    (3)改造后可能每年收益計(jì)算

    環(huán)形爐每年生產(chǎn)時(shí)間約為7920小時(shí)，增加變頻控制后可能節(jié)約5%的電量，計(jì)算如下：

    每年兩臺(tái)電機(jī)用電量（按設(shè)備裝機(jī)容量的60%計(jì)算）：                            210*60%*7920=997290（kwh）；

    增加變頻控制后每年可節(jié)約電量：

        997290 *5%=498960（kwh）；

    每KW電量按0.5元計(jì)算每年可節(jié)約電費(fèi)：

        498960 *0.5=42768元≈2.4萬元；

    (4)收回成本時(shí)間：3.05/2.4≈0.5年

六、系統(tǒng)選擇

1、器件選型

　　變頻器選用施耐德全新通用型變頻器——ATV610系列產(chǎn)品，因風(fēng)機(jī)負(fù)載不重，按1：1的比例配置即可。

    施耐德全新通用型變頻器——ATV610介紹

    相比ATV61F，ATV610變頻器在中文面板標(biāo)配、7種應(yīng)用宏設(shè)置以及I/O數(shù)量配置上更加貼近中國(guó)工業(yè)用戶的需求，保證國(guó)際品質(zhì)的同時(shí)降低用戶成本。產(chǎn)品標(biāo)配3C3（抗化學(xué)氣體）和3S3（抗粉塵）的惡劣環(huán)境防護(hù)國(guó)際認(rèn)證，更好的應(yīng)對(duì)相對(duì)嚴(yán)苛的中國(guó)工況，且為中國(guó)用戶提供高性能低成本的靈活選擇。

    環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，穩(wěn)定性高——ATV610變頻器采用PCBA涂層以及母線排鍍層，加強(qiáng)了絕緣隔離，能有效抵抗油污、鹽霧、導(dǎo)電粉塵等污染;創(chuàng)新的冷卻風(fēng)路設(shè)計(jì)，提高產(chǎn)品的抗腐蝕能力。此外，ATV610的頂部防護(hù)等級(jí)高達(dá)IP40，可以在-15℃～+60℃、高達(dá)4800米的海拔高度穩(wěn)定運(yùn)行。

    簡(jiǎn)潔易用，減少時(shí)間和成本投入——ATV610變頻器標(biāo)配可外拉中文顯示控制面板，可快速調(diào)試無需記憶代碼，中國(guó)用戶使用更加便捷，投入成本降低;它采用7種宏簡(jiǎn)化配置，可覆蓋90%的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)機(jī)和泵類應(yīng)用，用戶無需修改任何參數(shù)，即插即用；CAD圖紙覆蓋10種基本應(yīng)用；精簡(jiǎn)的附件，隨機(jī)“完整參數(shù)列表”和“快速安裝指導(dǎo)”，方便用戶設(shè)計(jì)選型，加快產(chǎn)品投入使用。

     遵循中國(guó)用戶習(xí)慣，“量體裁衣”——ATV610變頻器不僅內(nèi)置多泵控制功能，而且內(nèi)置了C3級(jí)EMC濾波器以及直流電抗器，減小電磁干擾和諧波的困擾，提升節(jié)能效果；豐富的I/O端子及Modbus通訊協(xié)議配置，有助產(chǎn)品快速融入并優(yōu)化自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

   升級(jí)版的ATV610變頻器通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，在降低成本的同時(shí)綜合提升了產(chǎn)品的可靠性、易用性、適應(yīng)性，尤其適用中國(guó)的電廠、水與廢水處理、樓宇、石化、熱力等各種不同惡劣工控應(yīng)用環(huán)境，在一些系統(tǒng)復(fù)雜度低或者設(shè)備集中、周期短的項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能。

七、風(fēng)機(jī)系統(tǒng)經(jīng)變頻改造后的性能

    （1）采用變頻器閉環(huán)控制，可按需要進(jìn)行軟件組態(tài)并設(shè)定溫度進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，使電機(jī)輸出功率隨熱負(fù)載的變化而變化，在滿足使用要求的前提下達(dá)到最大限度的節(jié)能。

    （2）由于降速運(yùn)行和軟啟運(yùn)，減少了振動(dòng)、噪音和磨損，延長(zhǎng)了設(shè)備維修周期和使用壽命，減少了維修維護(hù)工作量，并減少了對(duì)電網(wǎng)沖擊，提高了系統(tǒng)的可靠性。

    （3）系統(tǒng)具有各種保護(hù)措施，使系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率和安全可靠性大大提高。

    （4）變頻調(diào)速閉環(huán)控制系統(tǒng)與原工頻控制系統(tǒng)互為互鎖，不影響原系統(tǒng)的運(yùn)行，且在變頻調(diào)速閉環(huán)控制系統(tǒng)檢修或故障時(shí)，原工頻控制系統(tǒng)照樣可以正常運(yùn)行。

    注：圖片均來自于作者現(xiàn)場(chǎng)拍照，感興趣用戶可回復(fù)文章與作者探討。