高压变频器应用在煤气加压机中
| 核心提示：交流变频调速是电气发展方向，节能效果显著，控制精度高，本文就变频器煤气加压机中节能效果进行了分析。 With the development of science and technique , AC-Converter Control System is widely being used in production for it can save power, improve control accuracy.We will discuss its application in Gas-press System in the article. 关 键 字：高压变频器 煤气加压机 节能 1 引言 邯钢热力厂8万m3煤气站是邯钢三炼钢转炉煤气回收配套设施，回收转炉煤气2台煤气加压机送往各用户，供用户使用。该煤气加压机为江阴产D1000－11型，流量为16.67m3/s，全压24.5kpa，配备850kW、10kV交流异步电机，工艺要求出口压力22～24kpa，流量60000m3/h。满足用户煤气使用需要，选用了哈尔滨九洲产JZHICON－1A－10/060型变频器。 2 JZHICON－1A－10/060型变频器优点 （1） 采用先进控制技术 JZHICON－1A系列高压变频器采用先进功率单元串联叠波技术、空间矢量控制正弦波PWM调制方法，内置PID调节器，可实现闭环运行，内置PLC，实现不同应用现场灵活控制，具有本、远程、上位机三种控制方式。 （2） 高质量电源输入 输入侧隔离变压器二次线圈移相，为功率单元提供电源，相当于48脉冲二极管整流输入，消由单个功率单元所引起谐波电流，大大抑制了网侧谐波产生，无需安装输入滤波器并保护电源及周边设备免受谐波干扰。 （3） 完美输出性能 单元串联脉宽调制叠波输出，10kV系列每相8个单元，大大削弱了输出谐波含量，输出波形接近完美正弦波，无需输出滤波装置。 （4） 节能效果 传统加压机对管网流量、压力控制是人工调节出口阀门开度，人为增加、减小管网风阻力，以减小、增加流量。电机始终以恒定转速运转。本系统中，加压机出口压力、流量变化是电机转速变化而调节。 3 新系统节电原理 3.1 异步感应电动机转速由下式决定 n=（1-s）60f/p 式中： n——电机转速； s——电机转差率； f——电源频率； p——电机极对数。 改变式中任一参数均可改变电机转速。如使用串级调速装置改变转差率，制造极数不同极对数电机以改变极对数，采用变频技术改变电源频率等。 3.2 风机调速控制节电原理 流体力学原理可知，风量Q与转速n成正比，压力H与转速n二次方成正比，电机轴功率P与转速n三次方成正比，即： Q/Q1=n/n1（1） H/H1=（n/n1）2（2） P/P1=（n/n1）3（3） Q1：风机额定风量 n1：电机额定转速 P1：电机额定功率 H1：风机额定压力 由式（1）、（2）、（3）求功率表达式 P/P1（Q/Q1）3（4） 设风机效率为一定，当风量降到Q180%时，即转速相应降到n180%时，由式（4）可求其轴功率为 P轴=0.512＊P1/ηF（5） ηF：为风机效率，当风量降到50%Q1时，即转速相应降到50%n1时，由式（4）可求其轴功率为 P轴=0.125P1/ηF（6） 计算结果表明，当工艺要求减小风量时，使风机转速降低，可满足工艺要求，使电机轴功率大幅降低，节省大量电力；采用人工调节阀门来减小风量，也能达到工艺要求，电机转速没变，电机轴功率并未下降。理论计算，两者相比较，当Q降到额定Q180%时，转速控制方法比调节阀门节电近49%。当Q降到额定Q150%时，转速控制方法比调节阀门可节电达87.5%。以上理论计算表明了节电效果。 4 使用变频调速系统所取经济效益 4.1 节约电能 系统正常运行状况下，电机频率42.6Hz左右，电机功率维持额定功率41.6%左右。据此测算，该加压机年节电量超过2000000kW•h，按0.48元/kW•h计算，年节约人民币96万元以上。 4.2 提高了电机效率和CosΦ值 变频器使用，大幅度提高了电机效率，使用该变频器后CosΦ值0.96以上，大大高于传统系统。 4.3 其他 据有关部门统计，需改变流量控制场合，变频器节能幅度一般为30%～60%，并有以下特点： （1）软启动功能。变频器具有软起动功能，起动时没有起动冲击电流，电流从零开始，转速提高电流，并逐渐上升，怎样都不超过额定电流，任何时间启动电机都没关系，可节省起动设备。 （2）变频器本身具备很强保护功能和控制功能。对变频器设定，可以方便确定保护参数和控制要求，目前广泛使用变频器属于交-直-交方式，矢量控制，是一种特别适用于风机泵类变频器，有变频器还带有PID调节功能和部分可编程功能，大大方便了用户使用。 5 结束语 综上所述，变频器初期投资大，但从长远来看，其经济效益十分明显。科学技术发展，变频器必将到更广泛应用，性能价格比更能为用户所接受。 |
