变频调速技术的发展与应用
王占奎 深圳市华能电子有限公司 (深圳518029)
摘 要: 通过作者10多年从事变频调速技术的实践,观察了变频技术的迅猛发展,概括了10多年变频技术的进步,给出了10年间价格的下降幅度,详实的报告了30类负载上的应用效果。
关键词: 变频器 发展 应用
The Development and the Application of Inverter Technology
Abstract: Through decade practice in inverter technology, the rapid development of inverter technology is observed and the development of inverter technology during this decade is summarized. The dropping range of prices during this decade is given. The effect of inverter applications in 30 kinds of load of industry is reported fully and accurately.
Key words: Inverter Development Application
由于变频调速在频率范围、动态响应、调速精度、低频转矩、转差补偿、通讯功能、智能控制、功率因数、工作效率、使用方便等方面是以往的调速方式无法比拟的,它以体积小、重量轻、通用性强、拖动领域宽、保护功能完善、可靠性高、操作简便等优点,深受钢铁、有色、矿山、石油、石化、化工、医药、纺织、机械、电力、轻工、建材、造纸、煤炭、卷烟、自来水等行业的欢迎,社会效益非常显著。它优于以往的任何调速方式,如变极调速、调压调速、滑差调速、串级调速、整流子电机调速、液力耦合调速,乃至直流调速而成为电机调速的佼佼者。
本文站在新世纪之初,回顾19世纪80年代末的变频状况,详实地报告了我国这十多年变频技术、变频市场的变化及变频技术的重要应用。
正确地说,我国变频器的市场化始于80年代后期,第一家商品化的变频器当属日本三垦变频器,香港力达公司作为三垦的总代理,在国内巡回讲座变频技术(当时是SVF型)。紧接着,日本富士变频器推入中国(富士5型)。所以说80年代末,我国的变频市场是被三垦、富士占领着,尽管在这以前,机械部的西安电力电子技术研究所研制电流型变频器,天津电气传动研究所研制着电压型变频器,大连电机厂买了日本东芝技术,都没形成规模。那么,到现在,除了日本三垦、富士变频器,还有三菱、东芝、安川、明电舍、日立、春日、松下、东洋、AB、罗宾康、通用、KB、摩托托尼、西门子、伦茨、ABB、丹佛斯、西技来克、阿尔斯通、施耐德、安萨尔多、SEW、住友、三木、CT、VACON、KEB、RELIANCE、TE、伊林、欧陆、三星、LG、台安、东元、普传、安邦信、森兰、佳灵、吉纳、先行、安圣(华为)、时代、利德华福、富凌、九德松益、利佳、贺盛达、格立特、同方、隆达、惠丰、HOLIP、MSC、ALIPHA、隆兴、爱德利、台达、大晋、宁茂、阳网、士林、南昱、康沃、建业、风光电子、凯奇、裕丸、VF-A3(辽无一厂)、DVF-C(东宇)、四维、欧林、腾龙、维晶美、先马、HIC(华能)、天传、西电子等八十多个品牌。好似龙争虎跃,其中在中国建立合资厂的有:富士(无锡)、ABB(北京)、西门子(天津)、三垦(江阴)。可喜的是,中国涌现不少变频器生产厂家,除台湾外,如安圣、佳灵、利德华福等。
变频技术上的进展更为显著。80年代末的变频器,技术上还不很完善,有的如缺少避开频率点功能和瞬时停电自动再起动功能等,而目前的变频器,功能非常强,除具有转矩提升、转差补偿、转矩限定、直流制动、多段速度设定、S型运行、频率跳跃、瞬时停电自动再启动、重试功能等性能外,还有A、直接转矩控制,实现高起动转矩。0转数时,转矩输出100%。B、低干扰控制方式。C、通信功能、RS485接口,可以选用各种总线。如Profibus 、Interbus等。通用变频器容量也有所放大。如:日本富士、日本明电舍达到了315kW,而西门子可以做到800kW。总的感觉,许多变频器基本相通,各有千秋。如日本变频器年代早、产量大、可靠性高、设计细化。西门子变频器范围大、电压等级多、功能多。欧洲变频器不但有通信功能,而且有通信协议。富士7.5kW以下内置制动单元和制动电阻,三垦IPF系列备有恒压供水基板(IWS),丹佛斯变频器具有较强的滤掉谐波功能等。变频器的核心逆变元件也由GTR转为IGBT。这十多年是变频技术发展的十年,是变频技术不断完善的十年。那么,变频器的价格呢?是不断降低的十年。以富士变频器为例:一台水泵用的280kW变频器,80年代末需28~30万元一台。而现在只需14~16万元一台。表1列出了富士变频器1990年和2000年的市场价。那时买一台,现在可以买二台。
G型(元) |
P型(元) |
容量(kW)
|
2000年G11
|
1990年G5
|
2000年P11
|
1990年P5
|
0.4
|
4092
|
4500
|
|
|
0.75
|
5030
|
5212
|
|
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1.5
|
5405
|
6075
|
|
|
2.2
|
5874
|
6555
|
|
|
3.7
|
7077
|
8235
|
|
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5.5
|
8280
|
11695
|
|
|
7.5
|
9592
|
13845
|
8113
|
10870
|
11
|
14086
|
20800
|
9856
|
13440
|
15
|
16518
|
26650
|
14126
|
19850
|
18.5
|
19627
|
30680
|
17030
|
24890
|
22
|
22117
|
34710
|
20265
|
28560
|
30
|
23880
|
43850
|
22993
|
40400
|
37
|
30240
|
61035
|
24721
|
48850
|
45
|
37048
|
67580
|
30561
|
60200
|
55
|
46816
|
94580
|
34778
|
66200
|
75
|
60760
|
116100
|
48533
|
94575
|
90
|
72805
|
140140
|
64683
|
121300
|
110
|
83254
|
157300
|
73358
|
140200
|
132
|
92873
|
168500
|
84556
|
157300
|
160
|
104266
|
188200
|
93438
|
165800
|
200
|
117606
|
211500
|
104716
|
188800
|
220
|
150266
|
273000
|
134876
|
261000
|
280
|
|
|
167626
|
304000
|
从表1可以看出,1990年到2000年日本富士变频器的中国市场价30~280 kW下降了43~48%,5.5~22kW下降了30%,0.4~3.7kW下降10%左右。通用型变频器在90年每kW需1050~1450元,到2000年只需480~1050元。变频器价格的降低,为变频器的广泛应用提供了条件,尤其是对用节电还款的单位,使投资回收期大为缩短。
鉴于变频调速的卓越性能,它已经用于许多电机调速领域,并产生非常显著的效果。深圳市华能电子有限公司从事变频调速十多年,同我国变频行业同步发展,已向各行业推荐变频器50万kW以上。下面,就我们的工作简单谈谈变频调速技术在30类电机负载上的应用。
1 泵类负载
泵类负载,量大面广,包括水泵、油泵、化工泵、往复泵、泥浆泵等,有低压中小容量,也有高压大容量。
茂名石化公司炼油厂从1990年开始先后在糠醛、蒸馏、催化、裂解、酮苯等20多条生产线上使用161台变频调速装置。变频器总功率达8091kW。1990年10月至1992年2月对其中30台泵进行测试,在同样工艺条件下,采用调节阀控制电耗为999.9kW,而采用变频调速电耗为396.7kW,节电603.2kW,节电率60.3%。采用变频控制时,电机和泵的转数下降,轴承等机械部件磨损降低,泵端密封系统不易损坏,机泵故障率降低,维修工作量大为减少。94年后,该厂又采用12套6kV大容量变频装置,节电40%到70%。1995年11月14日《中国石化报》第一版“茂名石化公司炼油节能跃居同行业前面”文章称“仅通过变频调速技术一年就节电2000万千瓦时”。按广东电价,即是1500万元。大庆新华电厂在大型发电机组循环水泵上采用2300kW高压变频调速装置,运行平稳可靠,节电45%。
2 风机类负载
风机类负载,也是量大面广设备,各行各业普遍应用,多数是用调节档板开度来调节风量,浪费大量电能。石家庄炼油厂65吨/时中压锅炉是为回收催化裂化装置生产中产生的一氧化碳气而设置的主要动力设备。由于燃烧燃料的不同,所需风量相差近一倍。为此,他们对锅炉风机采用变频调速控制,去掉了风机档板,年节电67万度,节电率为67.7%,锅炉燃烧率提高1.6~2.7%,节省燃料油989~1628吨。大庆华能新华电厂在20万机组引风机上装备2台1250kW/6kV变频器。是我国电力行业大型机组的首次应用,在有功负荷80MW~180MW间运行分别节约电能31~56.3%。
3 轧机类负载
在冶金行业,过去大型轧机多用交交变频,近年用交—直—交变频,轧机交流化已是一种趋势。尤其在轻负载轧机,如宁夏民族铝制品厂的多机架铝轧机组采用通用型变频器,满足低频带载启动,机架间同步运行,恒张力,操作简单可靠。
4 卷扬机类负载
卷扬机类负载,采用变频调速,稳定、可靠。铁厂的高炉卷扬设备是主要的炼铁输送设备。它要求启、制动平稳、加减速均匀、可靠性高。原多采用串极、直流或转子串电阻调速方式,效率低、可靠性差。用交流变频替代上述调速方式,可以取得理想的效果。安阳钢厂、邢台钢厂、新余钢厂对其300m3高炉卷扬设备控制系统采用变频加制动单元和制动电阻取代原直流或转子串电阻调速方式,精度高、运行平稳、机械特性强、料车停车位置准确,杜绝了掉道事故,减轻了工人劳动强度,降低了噪声,节电且增产,多年使用未出现故障,效果显著。
5 转炉类负载。
转炉类负载,用交流变频替代直流机组简单可靠,运行稳定。
1994年5月1日,承德钢铁公司炼钢厂三套20吨转炉直流拖动系统全部处于故障状态。拟寻求一个“又快又好”的恢复生产的调速方式,请来了我国电气传动专家刘宗富教授。在刘教授的建议下,由该公司经理定案,20吨转炉倾动和氧枪升降采用交流变频调速拖动。从供货到安装、调试,经过13天,三台转炉全部正常投入生产。这是我国20吨转炉倾动和氧枪升降第一次采用变频调速。经过多年的生产应用,该系统运行稳定可靠,技术指标完全满足工艺要求。转炉、氧枪主传动系统引起的热停工减少90%以上,年增产1.5万吨钢,节电22万度,直接经济效益231万元。为钢厂以后稳定生产打下坚实的基础。该系统1995年通过机械工业部鉴定,并被河北省评为技术进步一等奖。
6 辊道类负载
辊道类负载,多在钢铁冶金行业,采用交流电机变频控制,可提高设备可靠性和稳定性。
鞍钢是我国钢铁行业的老大哥,对国家做过很大贡献,但其生产设备远不如宝钢和武钢,设备改造的任务很重。
93年,鞍钢中型厂后道工序改造,采用57台变频装置拖动512台交流电机并和PLC接口,产生良好的效果。调速精度高,提高了产品质量,设备可靠性高,保证了生产的连续性,提高了产品产量。由于变频制动效果好,省去了机械制动闸。由于速度连续可调,省却了大量减速机装置,同时改善了生产环境,消除了噪音。单节电一项,一年半就可收回全部变频装置的投资。变频器应用于辊道类负载,可以采用一台变频装置带多台笼式电机的技术。
7 大型窑炉煅烧炉类负载
冶金、建材、烧碱等大型工业转窑(转炉)以前大部分采用直流、整流子电机、滑差电机、串极调速或中频机组调速。由于这些调速方式或有滑环、或效率低,近年来,不少单位采用交流变频控制,效果极好。
株州冶炼厂锌浸出渣挥发回转窑是回收锌的主体设备,共有三台。窑外径2.8米,长44米,原用正流子电机和滑差电机拖动,故障多,经常跳闸,维修量极大。由于现场环境恶劣,导电尘埃多,电机火花不断。刷握、碳刷更换不断,90年小修56次,更换碳刷1670只,刷握647只,严重的影响了生产。91年6月该厂完成了回转窑的变频调速改造。运行平稳、可靠、操作简单,没有发生因电机拖动故障而影响生产。年节电12万度,超产117.82万元。唐山碱厂轻灰煅烧炉是纯碱生产关键设备,直径3.6M,炉身长30M,总重266吨,采用220kW变频器拖动,低频启动好,旋转稳定,可靠性高,提高了产品质量,该煅烧炉的生产进入全国先进行列。
8 吊车、翻斗车类负载
吊车、翻斗车等负载转矩大且要平稳,正反频繁且要可靠。变频装置控制吊车、翻斗车满足这些要求。
独山子石化厂酮苯车间为三台过滤器的安装而设置一台20吨桥式起重机,工艺要求防爆,采用防爆笼型电机。原生产的吊车主钩、辅钩、大车、小车无调速功能,不能定位。力矩小,吊起物体下滑,无法吊装19吨重的过滤器机座,使该车间晚开工一年多,损失千万元。91年7月采用变频调速加制动功能,使主钩、辅钩、大车、小车五台电机由一台变频器控制,效果很好。过载试验吊起22吨,很快地把3台各重40吨的过滤机安装在10米高二层平台的机位上。
茂名石化和镇海石化等用变频调速和PLC控制焦化翻斗车,也取得了较高可靠性和经济效益。
9 拉丝机类负载
生产钢丝的拉丝机,要求高速、连续。钢丝强度200kg/mm2,调速系统精度高、稳定度高且要求同步。湘潭钢铁公司金属制品厂4套5~6/550活套式拉丝机采用变频控制,90年投产,运行几年工作正常。由于用异步机取代了直流机,提高了设备可靠性,年少烧21kW直流电机、29kW直流电机37台。4台机年少停184班,功率因数由0.65提高到0.92,节电26%,并提高了产品质量。
10 运送车类负载
煤矿的原煤装运列车或钢厂的钢水运送车等采用变频技术效果很好。兖州矿务局鲍店煤矿采用变频器工控机(486)控制系统,对原煤装运车双速电机系统进行了改造。起停快速,过载能力强,正反转灵活,达到煤面平整、重量正确(不多装或少装),基本上不需要人工操作,提高原煤生产效率,节约电能。抚顺钢厂50吨电弧炉的钢水运送车采用变频技术,运驶速度快而平稳,安全可靠。
11 电梯高架游览车类负载
由于电梯是载人工具,要求拖动系统可靠,又要频繁的加减速和正反转,电梯动态特性和可靠性的提高,便增加了电梯乘坐的安全感、舒适感和效率。过去电梯调速直流居多,近几年逐渐转为交流电机变频调速,无论是日本,还是德国。我国不少电梯厂都争先恐后的用变频调速来装备电梯。如上海三菱、广州日立、青岛富士、天津奥的斯等均采用交流变频调速。不少原来生产的电梯也进行了变频改造。
不少人坐过深圳世界之窗的单轨高架游览车,该车行驶中频繁起动、停车、上坡、下坡,并要求起停平稳,车速恒定。由于是载人车,运行必须安全可靠,常年日晒雨淋,环境恶劣。以往要求调速性能高的传动装置,多采用带测速反馈的矢量控制系统,价格较高,为了降低价格,并维修方便。我们采用通用型变频器转矩矢量控制方式,成功的解决了起动/加速、停车/减速、恒速/变速行驶等,并防止了“下滑”、“冲站”现象的产生,达到了安全可靠,用户非常满意。
12 给料机类负载
冶金、电力、煤炭、化工等行业,给料机众多,无论圆盘给料机,还是振动给料机,采用变频调速,效果均非常显著。吉化公司染料厂硫酸生产线的圆盘给料机,原为滑差调速,低频转矩小,故障多,经常卡转。采用变频调速后,由于是异步机,可靠性高、节电,更重要的是和温度变送器闭环保证了输送物料的准确,不至于使氧化剂输送过量超温而造成事故,保证了生产的有序性。
13 堆取料机类负载
堆取料机是煤场、码头、矿山堆取的主要设备,主要功能是堆料和取料。梅山冶金公司焦化厂煤厂使用的是DQ3025型堆取料机,其堆料和取料均为手动操作,生产效率低,工人劳动强度大。1990年大修时,行走机构和回转机构采用变频调速。实现自动堆料和半自动取料,提高了设备可靠性,设备运行平稳,无冲击和摇动现象,取料过程按1/cosφ规律回转调速,提高了斗轮回转取料效率和皮带运煤的均匀度,很受工人欢迎。
14 破碎机类负载
冶金矿山、建材应用不少破碎机、球磨机,该类负载采用变频后,效果显著。
金川有色金属公司露天矿在重负载锷式破碎机用交流变频调速装置拖动和工业控制机控制,提高了设备可靠性,减少了维修费用,提高了自动化程度,提高了效率,功率因数由0.708提高到0.943,年节电20万kW。
15 搅拌机类载
化工、医药行业搅拌机非常之多,采用变频调速取代其它调速方式,好处特多。
东北制药厂氢化发酵岗位共有8台6.5吨发酵罐,电机功率为18.5kW,原为齿轮调速,如遇搅拌速度变化需拆卸三角皮带,既笨重又不安全。改用变频调速后,年节电8.6万kW,发酵过程明显好转,提高了产品质量,减少了维修,仅减少三角带费用就节省3万元,减少了工人劳动强度,有益于工厂,有益于工人。
16 纺丝机类负载
纺丝的工艺复杂,工位多,要求张力控制,有的要求位置控制。大庆腈纶厂95年对其引进美国CHEMTEX公司采用美国ACC工艺技术的年产5万吨腈纶生产线进行了变频—PLC改造。采用了“同步运行方式”,设置“无张力控制环节”、“松紧架同步装置”、“总线速度控制方式”、“转矩矢量控制”等技术,使整条生产线20个丝束处理单元同步运行,平稳可靠,牵伸倍率由1.04到1.4,年增产382吨,年降低故障、节省维修费57.5万元,年提高产品质量、提高等级合格率经济效益325万元,年节电58万kW。九七年该项目通过中国石化总公司鉴定,专家结论是九十年代国际先进水平。
兰化公司化纤厂对1965年由英国引进的腈纶生产装置也进行了变频改造。170米的生产线各工位共使用变频器113台,淘汰了滑差电机和直流电机,提高了产量、产品质量,减少了跑、冒、滴、漏。使产量翻了一番。1995年达到16000吨(原设计为8000吨),年节电288万度,年综合效益超过1000万元。
17 特种电源类负载
许多电源,如实验电源、飞机拖动电源(400Hz)都可用变频装置来完成,好处是投资少、见效快、体积小、操作简单。
粘胶纤维行业纺丝设备多数是高速电机,众多的纺绽电机为150Hz/160V。长期以来,国内粘胶行业一直使用电动——发电机组中频电源供电,称动变频。由于这种方法弊病太多,而逐步采用交流变频电源供电,称静变频。邵阳化纤厂是我国粘胶行业最早自行应用静变频的厂家,八台160kW变频器分二组供电(每组一台备用)。自1992年12月生产以来,比动变频有明显的优势。
A、可靠。运行多年,未发生故障跳闸。
B、运行稳定,电压、频率波动极小。
C、调频方便,为工厂生产不同捻度的丝饼创造了条件。
D、噪音小,改善了操作人员的环境。
E、提高了产品质量。该厂一期工程(采用动变频供电),粘胶长丝合格率仅55.1%,一等品合格率为零,二等品合格率20%,而二期工程(采用静变频供电)平均合格率98.12%,一等品合格率88.7%。
F、增加了产量。一期工程设计能力2000吨/年,试生产半年,产量仅365.53吨,而二期工程设计能力1000吨/年,试生产半年,生产长丝685.25吨,大大超过设计能力。
G、节电13%。
由于静变频为粘胶行业带来极大的好处,不少企业,如吉林化纤厂、九江化纤厂、宜宾化纤厂、湖北化纤厂、丹东化纤厂等均采用了静变频技术。
18 切片、造粒机类负载
石化行业切片、造粒设备很多,由于变频调速精度高,平稳可靠、使用变频调速后便可提高产品产量和质量,减少维修,给企业带来极大好处。吉化公司锦江油化厂在聚丙烯造粒挤出机上使用了变频调速器(110kW),由于变频调速精度高、可靠性高、功率因数高,该厂一台设备多产粒料865吨(10个月)、节电22%,并消除了启动时电流冲击,减少了维修,减少了工人的劳动强度。
19 造纸机类负载
我国造纸工业的纸机,要求精度高的多采用SCR直流调速方式,有的用滑差电机、整流子电机。由于存在滑环和炭刷造成可靠性和精度不高。导致造纸机械落后,一般车速只有200米/分左右,难同国外2000米/分相比。因而造纸机械的变频化已是大势所趋。宝鸡五一造纸总厂将3套1880造纸机采用变频调速替代原直流晶闸管拖动系统。从92年至今,系统运行可靠、稳定、操作简便、无须专人值班,车速可开到500米/分以上,在线无极调速,稳定率达到100%,提高了产品产量、质量。降低了成本、消耗,减轻了工人劳动强度,节电35~40%。
20 酒店空调类负载
近二年来,一些生产空调的厂家打出变频空调的广告,它说明了变频空调好。家庭用的空调机只有0.5HP、1HP、1.5HP、2HP、3HP等,而工厂和宾馆等处的空调容量要大得多,节电等优点也更明显。
北京丽都假日饭店动力中心是一个集中供冷、供热的工厂,安装有20吨/小时蒸汽锅炉3台,300万大卡溴化锂制冷机4台,负责动力厂周围的丽都假日饭店、燕翔饭店、新万寿宾馆、国际学校、日本学校、德国学校及丽都饭店宿舍、托儿所、公园等涉外饭店、宾馆、公寓、学校的供热、供冷,供热面积30万平方米,供冷面积20万平方米。91年,对水泵制冷机、引风机采用变频控制,节电明显,一般在30~60%,年节电17.5万kW,优于其它调速方式。
21 音乐喷泉类负载
非常招揽游人的音乐喷泉,其水的高低和量的大小是靠变频控制的。亚洲喷水最高的广东河源市音乐喷泉和规模很大的山东济南市泉城广场音乐喷泉均属于此。
22 磨床等机械类负载
磨床主轴电机转速很高,需要电源的频率也高,有200Hz、400Hz甚至800Hz。以前主轴电机的电源多由中频发电机组拖动。中频机组体积大、效率低、噪声大、故障多、精度差。贵阳轴承厂用变频器取代中频机组后,好处甚多。一是精度高,加工的轴承等表面光滑,二是占地小、噪音小(90dB降到30dB),三是提高产品产量,四是节电。
23 卷烟机类负载
卷烟行业过去进口的卷烟机,不论莫林8、还是莫林10,均非无级调速。因而,在卷烟行业主要是解决无极调速和可靠性问题,技术简单,变频器用法简单,收效极大。
昭通卷烟厂十九台进口的格兰特4卷接包装联合机组采用变频调速后,日增产香烟200箱,200箱香烟的利税相当于19台变频器的价格,即一天收回投资。因而,卷烟机改造迅速,受益很大。现在国产的烟机大部分都装备了变频调速功能。
24 减振和降低噪音型负载
不少负载,如大型空压机、中频机组等噪声大、振动大。采用变频技术,可以减振降噪,达到标准以内。武汉石油化工厂码头螺杆泵是作为油轮卸油用,卸油扫舱时振动和噪声很大。因为振动往往使管架晃动,阀门和趸船破裂,噪声超过90分贝,振动和噪声成为卸船扫舱的大难问题。通过变频调速,控制最佳状态,使螺杆泵出口压力恒定,把振动和噪声控制在标准内。
25 印染机类负载
大部分印染机械都是多单元联合工作设备。工艺上要求各单元以相同的线速度同步运行并保持张力恒定。否则会断布、缠布、色度不均、色彩度不够,缩水率过大等质量问题。以往的印染机械无论是共电源方式或分电源方式都是采用直流调速系统。
因为直流电机固有的缺点,印染行业逐步采用交流变频技术。圆网印花机由进布单元、印花单元、烘房导带单元及落布单元四部分组成,属于印染调速系统复杂的一种。采用变频调速形成速度链控制。同步性能好,精度高,可靠性高。
26 注塑机类负载
注塑机是塑料加工成型的关键设备,数量多,耗电大。过去的节电方式多为通过△型转换Y型(星型)来节电的,效果一般。采用变频调速不改变注塑机原来的结构,控制油泵几个过程的压力(如锁模、合模具、射胶、保压、脱模具、退模具等),可节电20%以上,较好的取代过去的比例阀节流调速方式,大幅度降低能耗。
27 污水处理等环保类负载
环境保护越来越被重视,它关系到人类赖以生存的环境,连申奥也有环境指标。于是乎清洁能源、绿色城市均出现了。变频调速可用在三个方面的环保类负载。一是工业污水处理。二是垃圾电厂。三是工业排烟、排气、除尘的控制。如广州炼油厂,曝气机是污水处理的一种搅拌设备。改用笼式电机变频调速后,提高产品可靠性,节电40%以上,同时提高了活性污泥微生物群的寿命,提高了污水处理的效果。再如佛山垃圾电厂在工艺中选用52台变频器。可见变频调速已成为垃圾电厂的主要设备。
28 空气压缩机类负载
压缩机的应用广泛,提高压缩机的运行效率对企业好处颇丰。深圳市自来水公司梅林水厂在滤池气动控制中,采用变频器使空压机在低于额定工作压力又满足生产要求的压力下运行,辅以压力闭环控制,实现空压机供气压力转速的动态匹配,减少了电机的实际输入功率,达到节电目的。另外,还有供气压力稳定,电机实现软启动降低机械磨损和提高设备可靠性等优点。兰州化纤厂使用T1气吸收丝束光泽,原来空压机由于压力过大经常出现故障,后采用变频调速,降低了转数,提高了压缩机可靠性。
29 玻璃、陶瓷、制药、饮料、食品、包装等生产线负载
玻璃、陶瓷、制药、饮料、食品、包装等生产线采用变频调速,均取得好的效果。深圳蛇口浮法玻璃、深圳中康玻璃在其生产线的传输等过程均采用变频调速,提高了工艺精度。佛山石湾陶瓷厂在隧道窑中采用变频调速,提高了产品质量。深圳深宝饮料厂原引进饮料生产线变极调速,常因注塞泵侧的食用橡胶磨损影响产品质量。采用变频调速后,使产品质量稳定,减少了食用橡胶的更换。蛇口丰泰公司将变频调速应用于电话机生产线上,便于产品多样化生产,保证了工艺要求。
30 海上采油平台类负载
石油钻井采用交流电机变频调速要比直流调速好得多,尤其是在风沙、灰尘大的地方,因为交流电机可靠。海洋石油平台,也需要变频调速装置,据罗宾康公司称,已有十多台高压变频装置工作在海洋石油现场。深圳华能与南海石油西部公司合作,为南海涠11-4采油平台提供了200kW的变频电源,完成钻井平台60Hz到50Hz电源的转换。否则,将安装厌大的柴油发电机组,运输、吊装都不方便。此项工程加快了采油投产速度,节省资金50万美元。吊装实现软启动,起动平稳,无冲击电流,使用方便。
变频调速正在逐步地成为电气传动的中枢。它取代着变极调速、滑差调速、整流子电机调速、液力偶合调速、串极调速及直流调速。除了节电外(12~70%),更重要的是,产生增产、降耗、优质的效果,深受设计、工程、操作人员欢迎。我公司已向企业推荐变频装置约50万kW,年节电8亿度(按8000工作小时,节电率20%计算),社会效益非常显著,变频调速确实是节能、增产、降耗、优质的好技术,是产品更新换代、企业设备改造的重要途径。是迈入21世纪的首要传动技术,利国利民。
参考文献:
[1] 王占奎 《国外及台湾地区交流变频调速装置发展现状》 电气传动 96.1 49P
[2] 王占奎等《从茂名石化和大庆新华电厂看高压大容量变频调速装置的应用》 电气传动 99.6 50P
[3] 朝阳贸易株式会社 《日本富士电机逆变器价格表》 1989年2月
[4] 富士电机(上海)有限公司 变频器价格表(含增值税) 2000年12月
[5] 王占奎等编 《交流变频调速技术应用例集》 科学出版社 1995年
[6] 王占奎等编 《变频调速应用百例》 科学出版社 1999年4月
[7] 刘勇陡 宛如意《空气压缩机系统的变频调速节能改造》变频器世界 2001年第四期 42P
作者简介:
王占奎 研级高工,中国电工技术学会理事,深圳华能电子公司总经理,从事电力电子、变频调速技术多年,编辑《交流变频调速技术应用例集》、《变频调速应用百例》,由科学出版社出版。
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