一、設備改造原因
1、目前正常生產(chǎn)情況下風機控制采用軟啟動啟動后轉(zhuǎn)為工頻運行。風機閥門開啟比例一般在40%左右，電流為電機額定電流的55%,在保溫待軋時閥門開啟比例在25%-35%左右，電流為電機額定電流的40%左右。
2、其控制接觸器等電器動作頻繁，導致使用壽命短，維修量大；而對于大容量系統(tǒng)，傳統(tǒng)的控制線路復雜，可靠性差，需專人負責；
3、整個系統(tǒng)運行噪音大、控制性能差、耗電量大、使用壽命短;在維護管理，檢修調(diào)整方面工作量大，維護費用高。
二、節(jié)能原理
風機運行電費是一筆不小的費用，從節(jié)能方面考慮，在既滿足目前生產(chǎn)的條件下可進行變頻改造。改為變頻器控制預計滿足正常生產(chǎn)時的電流大約為電機額定電流的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門調(diào)節(jié)閥全部開啟，通過變頻器控制轉(zhuǎn)速來達到風量的調(diào)節(jié)。同時采用通過無級調(diào)頻實現(xiàn)風量的無級調(diào)整，有效地改善引風機閥門調(diào)節(jié)不當造成的風機喘振現(xiàn)象，對爐壓調(diào)整極為方便。
三、設備改造方案
將原控制柜2臺改造為2臺變頻柜，電纜不變。
四、節(jié)能方案
采用西門子PLC+施耐德ATV610變頻器
風機系統(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)的基礎上加裝變頻控制系統(tǒng)，與原工頻系統(tǒng)之間僅設置連鎖以確保系統(tǒng)工作安全。
五、項目投資概算與效益分析
改為變頻器投資費用如下：兩臺風機功率分別為90kw和120kw，改造需要增加90kw及120kw變頻器兩臺，每KW變頻器約為500元，控制柜其它改造需要約為2萬元。投資費用計算如下：
(1)兩臺變頻器總功率：90+120=210（kw）
增加兩臺變頻器費用約為：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算
環(huán)形爐每年生產(chǎn)時間約為7920小時，增加變頻控制后可能節(jié)約5%的電量，計算如下：
每年兩臺電機用電量（按設備裝機容量的60%計算）： 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元計算每年可節(jié)約電費：
498960 *0.5=42768元≈2.4萬元；
(4)收回成本時間：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，因風機負載不重，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配、7種應用宏設置以及I/O數(shù)量配置上更加貼近中國工業(yè)用戶的需求，保證國際品質(zhì)的同時降低用戶成本。產(chǎn)品標配3C3（抗化學氣體）和3S3（抗粉塵）的惡劣環(huán)境防護國際認證，更好的應對相對嚴苛的中國工況，且為中國用戶提供高性能低成本的靈活選擇。
環(huán)境適應性強，穩(wěn)定性高——ATV610變頻器采用PCBA涂層以及母線排鍍層，加強了絕緣隔離，能有效抵抗油污、鹽霧、導電粉塵等污染;創(chuàng)新的冷卻風路設計，提高產(chǎn)品的抗腐蝕能力。此外，ATV610的頂部防護等級高達IP40，可以在-15℃～+60℃、高達4800米的海拔高度穩(wěn)定運行。
簡潔易用，減少時間和成本投入——ATV610變頻器標配可外拉中文顯示控制面板，可快速調(diào)試無需記憶代碼，中國用戶使用更加便捷，投入成本降低;它采用7種宏簡化配置，可覆蓋90%的標準風機和泵類應用，用戶無需修改任何參數(shù)，即插即用；CAD圖紙覆蓋10種基本應用；精簡的附件，隨機“完整參數(shù)列表”和“快速安裝指導”，方便用戶設計選型，加快產(chǎn)品投入使用。
遵循中國用戶習慣，“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)化自動化控制系統(tǒng)。
升級版的ATV610變頻器通過優(yōu)化設計，在降低成本的同時綜合提升了產(chǎn)品的可靠性、易用性、適應性，尤其適用中國的電廠、水與廢水處理、樓宇、石化、熱力等各種不同惡劣工控應用環(huán)境，在一些系統(tǒng)復雜度低或者設備集中、周期短的項目中實現(xiàn)高效節(jié)能。
七、風機系統(tǒng)經(jīng)變頻改造后的性能
（1）采用變頻器閉環(huán)控制，可按需要進行軟件組態(tài)并設定溫度進行PID調(diào)節(jié)，使電機輸出功率隨熱負載的變化而變化，在滿足使用要求的前提下達到最大限度的節(jié)能。
（2）由于降速運行和軟啟運，減少了振動、噪音和磨損，延長了設備維修周期和使用壽命，減少了維修維護工作量，并減少了對電網(wǎng)沖擊，提高了系統(tǒng)的可靠性。
（3）系統(tǒng)具有各種保護措施，使系統(tǒng)的運轉(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)的運行，且在變頻調(diào)速閉環(huán)控制系統(tǒng)檢修或故障時，原工頻控制系統(tǒng)照樣可以正常運行。
注：圖片均來自于作者現(xiàn)場拍照，感興趣用戶可回復文章與作者探討。
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