罗茨风机停机前关闭风门_罗茨风机

罗茨风机停机前关闭风门：【水泥行业】 高压变频器在窑尾EP罗茨风机上的应用

　　关键词：

　　IDrive系列

　　引言 　　随着水泥企业竞争的日益加剧，生产成本的高低决定了水泥企业在市场竞争的地位，水泥生产企业很大一部分成本浪费在能耗上，降低水泥生产过程中的电能消耗越来越引起了业界的重视。 　　在水泥生产过程中，风机被大量的采用，而风机负载耗电量较大，起动电流较高，同时用电动阀门、挡风板等装置来调节风量，工作效率低，而且开动阀门时，还发出啸声和振动，经常发生事故；为满足生产环境的最大要求，风道系统设计时的风量和压力往往偏大，功率的偏大设计必然造成能量的浪费。

　　变频调速技术作为一种先进的电机调速方式，其优异的性能以及带来可观的经济效益早已为人们所知。实践证明在风机的系统中接入变频系统，利用变频技术改变电机转速来调节风量和压力的变化用来取门控制风量，能取得明显的节能效果。

　　上海亿思特IDrive系列变频器在水泥厂风机改造项目中使用

　　一、窑尾EP罗茨风机改高压变频器拖动的必要性

　　辽宁某水泥厂冷却机EP罗茨风机（电除尘风机）为日本安川转子绕线异步电动机拖动，原有的运行方式为电机全速运行，依靠调整出口挡风板的开度来调节风量的大小，由于企业自身电网容量有限，电机不允许全压直接启动，因此选用转子绕线式异步电动机，启动方式是转子串水电阻启动，启动结束后再自动短接转子滑环，电机全速运行（项目初期运行时，是采用水电阻调速运行方式，但是投运后发现这种调速方式反而比风门调节更加不经济，索性其只作为启动时使用），这样的运行方式存在如下弊端：

　　1．风门调节反应滞后，调节速度慢，调节精度不高。

　　依靠风门调节执行器来调节风门开度，本身是一个不得已的举措，因风门调节机构含有相当一部分的机械机构，受机械部分限制调节速度有限，调节精度亦受到影响，往往对现场的风量控制不是很到位，甚至满足不了现场工艺的要求 。

　　2．风门调节浪费电能，不科学，不经济。

　　采用风门调节固然结构简单，投资较小，但是在节能意识日益加强的今天显然不合适，水泥厂初期投建的时候，出于后续可能扩建及运行安全的角度，电机及风机的裕量选用较大，存在严重的大马拉小车的现象。事实上，电机额定电流为45A，而电机实际运行电流平均仅为35A 左右，采用风门调节，人为改变了风道的阻力曲线，大量的能源白白浪费在了风门上，在能源日益紧缺的今天，显然已经严重落伍，改造势在必行。

　　3．电机全速运行受到考验，维护周期短。

　　因电机全速运行，电机轴承等机械部分磨损严重，另外，由于是转子绕线式异步电动机，转子的高速运行对于其机械部分一样有百害无一益，转子滑环上的碳刷磨损相当严重，更换周期短。

　　4．启动过程复杂，水电阻装置维护工作量大。

　　由于企业自身电网容量有限，电机不允许全压直接启动，因此选用转子绕线式异步电动机，启动方式是转子串水电阻启动，启动结束后再自动短接转子滑环，这样的启动方式附带了很多电气二次回路，启动过程复杂，而且本身水电阻装置维护工作量就比较大，只有在启动过程的20几秒内投入使用，使用效率不高，然而却不可缺，显然已经属于落后工艺。

　　综上所述，窑尾EP罗茨风机改造势在必行，要想彻底改变现有工艺，必须从源头上下功夫，即通过改变电机转速来调节风机转速，从而达到调节风量的目的，以此来满足现场工艺的要求。

　　二、调速方式的选择

　　目前，大功率高压异步电动机的主要调速方式有以下几种：串级调速、内反馈串级调速、液力耦合器调速及变频调速等。

　　1.串级调速—优点是可以回收转差功率，所以调速效率比较高，但存在的问题也很多：它不适合于现有的转子绕线式异步电机，必须更换电机：不能实现软启动，启动过程非常复杂；启动电流大；调速范围有限；响应慢，不易实现闭环控制；功率因数和效率低，并随着转速的调低急剧下降；很难实现同PLC和DCS等控制系统的配合，对提高装置的整体自动化程度和实现优化控制无益；同时因控制装置比较复杂、谐波污染大对电网有较大干扰；进一步限制了它的使用，属落后技术。

　　2．内反馈串级调速—内反馈串级调速是在串级调速基础上发展起来的，它在普通绕线电动机的定子绕组（称主绕组）同槽放置一套绕组（称调节绕组）而制造成的内反馈串级调速电机，将该电动机部分转子能量取出以改变电动机用以产生拖动转矩，使主绕组从电网吸收的能量下降来实现节能。优点：具有串级调速的全部优点，体积小。缺点：需更换专用电机，滑环处理不当容易出现事故；虽采用频敏变阻器启动但启动电流仍很大（3-4Ie）,对电机和电网的冲击很大，启动复杂；调速范围很小；输入功率因数和效率低；电机侧由于可控硅的逆变衍生出大量的高次谐波，对电机的绝缘造成老化，引起电机的转矩脉动、附加发热和噪声污染，所以电缆要求加粗使用；电机喘振现象无法消除。仍属于落后技术。

　　3．液力耦合器调速—属低效调速方式，调速范围有限，高速丢转约5%-10%，低速转差损耗大，最高可达额定功率的15%，因效率与转速成正比，低速时效率极低，精度低、线性度差、响应慢、启动电流大、装置大，必须加装在设备和电机之间，不适合改造；无法软启动，耦合器故障时，无法切换运行，维护复杂、费用大，不能满足提高装置整体自动化水平的需要。

　　4．高压变频调速—由于应用了先进的电力电子技术、计算机控制技术、现代通信技术和高压电气、电机拖动等综合性领域的学科技术，因此具有其他调速方式无法比拟的优点：

　　（1）变频器采用液晶显示数字界面，调整触摸式面板，可随时显示电压、电流、频率、电机转速，可非常直观地显示电机在任何时间的实时状态。

　　（2）精确的频率分辨率和高的调速精度，完全可以满足各种生产工艺工况的需要。

　　（3）高压变频器具有国际通用的外部接口，可以同可编程控制器（PLC）和工控机等各种仪表连接，并可以与原设备控制回路相连接，构成部分闭环系统，如与原DCS系统实现数据交换和联锁控制。

　　（4）具有电力电子保护和工业电气保护功能，保证变频器和电机在正常运行和故障时安全可靠。

　　（5）电机可实现软启动、软制动；启动电流小，小于电机的额定电流；电机启动的时间可连续可调，减少了对电网的影响。

　　（6）具有就地和异地操作功能，另可通过互联网实现远程监控功能。

　　（7）减少配件损耗，延长设备使用寿命，提高劳动生产效率。

　　通过对几种调速方式的比较，最终，大连小野田水泥厂决定采用高压变频器对EP风机进行改造，对比了国内外的所有厂家，基于以下几点原因，选用了利德华福生产的高压变频器：

　　①国内高压变频器厂家中业绩最多；

　　②系统运行稳定；

　　③全中文界面显示，适合国内用户；

　　④针对国内用户量身定做，尽量考虑国内电网的综合因素，在其可靠性，安全性方面有其独到的技术优势；

　　⑤内置PLC，易于改变控制逻辑关系，适应多变的现场需要。

　　三、改造项目具体实施方案及过程

　　根据现场的实际情况，旁路柜采用了一拖一手动方案。此结构是手动旁路的典型方案,原理是由3个高压隔离开关QS1、QS2和QS3组成（见图1，其中QF为原高压开关柜内的断路器）。要求QS2和QS3不能同时闭合，在机械上实现互锁。变频运行时，QS1和QS2闭合，QS3断开；工频运行时，QS3闭合，QS1和QS2断开。

　　优点:在检修高压变频器时，有明显断电点，能够保证人身安全，同时也可手动使负载投入工频电网运行等。

　　缺点：高压变频器故障时，不能自动由变频转为工频。

　　现场原有的水电阻装置继续保留，高压变频器安装后，与原有的水电阻二次回路结合，取高压变频器的变频状态信号（QS1,QS2闭合后输出变频状态信号）送至水电阻二次回图1：高压变频器工频旁路原理图 路，该信号有效后通过原有水电阻二次回路，直接短接电机转子滑环，切除水电阻装置，由高压变频器对电机实现软启动；取高压变频器工频旁路信号（QS3闭合后输出工频旁路状态信号），该信号有效后通过原有水电阻二次回路，恢复高压电机的串水电阻调速功能，以备高压变频器故障期间，用户仍可以通过原有启动回路启动设备工频运行。

　　中联水泥厂目前高压网络共有两条线路，一用一备，当一条线路出现故障断电时，可以在2秒钟内自动切换为备用高压线路，期间负荷高压开关并不分断，在进行高压变频器改造前，因风机的惯性比较大，断电2秒钟，风机的转速稍有下降，2秒钟后即恢复全速运行，对现场工艺影响可以说是微乎其微，进行高压变频器改造后，这样的切换对由功率器件组成的高压变频器而言则凸现隐患，这就需要高压变频器具备三秒不停机功能，满足现场要求。现场配备的高压变频器为5级功率单元多电平串联结构，其每个功率单元内部的控制单元电源取自移相变压器的二次侧，当高压掉电瞬间，该控制单元随即失电，高压变频器主控器所有的控制指令无法通过功率单元控制单元作用于各个功率单元，因此高压变频器将作为高压失电作停机处理。基于此种情况，现场对原有的高压变频器内部控制逻辑进行适当修改，即当高压电断电瞬间，通过变频器内置PLC，对高压变频器主控器进行复位，屏蔽所有功率单元在高压掉电时所报的所有单元故障，直到高压再次在3秒钟内正常，功率单元带电正常后，记忆高压断电前的运行频率，执行飞车启动，因风机惯性较大，此过程对风机的转速影响微乎其微，现场调试期间，曾经做过类似的实验，高压变频器拖动负载运行时，在高压开关就地人为分断高压开关，三秒钟内再合开关，高压变频器运行正常，风机转速稍有下降，结论表明，这样的处理方式完全满足现场运行要求。

　　现场设备名牌如下：

　　高压变频器名牌

　　型号

　　IMV-A0-D6/0045-0

　　输入电压

　　6kV

　　出厂编号

　　额定功率

　　425kVA

　　额定电流

　　45A

　　出厂日期

　　电机名牌

　　型号

　　BST-0

　　额定电压

　　6000V

　　额定功率

　　330kW

　　额定电流

　　42.8A

　　额定转速

　　590r/min

　　功率因数

　　0.8

　　制造厂

　　沈阳电机

　　出厂日期

　　1995年

　　四、改造效果

　　1．节能效果相当明显，经济效益显著

　　中联水泥厂EP风机变频改造后，取得了显著的节能效果，改造前风机风门的开度经常在40%左右，电机全速运行，改造后，风机变速运行，因现场工况变化不是很大，变频调速系统经常运行在31赫兹左右，与调节档板时的消耗功率大大减小，节电效果与经济效益显著。变频改造前后，电机的运行数据如下表所示

　　时间

　　调节方式

　　输入电流（A）

　　运行频率(Hz)

　　电机平均功率（kW）

　　改造前

　　风门

　　32

　　50

　　266

　　改造后

　　变频调速

　　7.5

　　31

　　74

　　上述表格中，改造前电机平均功率计算方法为：

　　32×1.732×6×0.8=266kW

　　改造后电机平均功率计算方法为：

　　7.5×1.732×6×0.95=74kW

　　注：变频运行时，变频输入的功率因数为0.95；电机工频运行时，功率因数为电机功率因数0.80。

　　根据以上实际数据，可以得出，改造后EP风机的节电率为：

　　（266-74）/266=72.2%

　　该设备每年检修一次，检修时间为30天，其余时间均运行，我们按一年运行300天计算，实际电费按一度电0.5元，则一年节省电费为：

　　（266-74）×300×24×0.5=69.1万元。

　　2．改善工艺。

　　现将改造前及改造后现场工况列表如下：

　　改造前

　　改造后

　　启动方式

　　串水电阻启动

　　变频软启动

　　风机噪音

　　轴承温升

　　调节反应速度

　　电机及风机维护周期

　　参考上述表格，可以看出：

　　运行在30赫兹左右，电机及风机旋转速度降低，电机及风机的轴温降低，噪音降低，整体维护周期大大缩短；运行人员在DCS侧通过监控界面很方便的调节电机的运行频率，高压变频器的频率分辨率精确到0.01赫兹，调节及时，调节精度高。

　　改造前用户曾经担心电机降速后，自身冷却风机转速下降，电机散热效果不好，电机可能会有过热的问题，实际该问题并没有出现。因为电机降速后，虽然自身冷却效果下降，但是电机降速后输出功率大大降低（电机输出功率与转速的立方成正比），事实表明，改造后，电机的温升不但没有升高，反而有所下降。

　　五、结论

　　节约能源是我国的基本国策，国家制定了“节能中长期专项规划”，为落实此规划目标，国家发改委最近启动了十大重点节能工程，作为耗能大户的水泥行业是国家宏观调控的重点，也是节能的重点行业，通过各种措施，如果能把生产每吨水泥电耗控制在100kW?h内，按我国水泥年产12亿吨计算，如达到节能指标，则每年可节约百万吨煤，节电百亿度，并且可使废气排放量降低，有利于保护环境，同时也降低了企业成本。该水泥厂EP电除尘风机的变频改造，达到了节电和改善工艺的效果，取得了圆满成功。目前在我国，水泥行业相对于其它如冶金、电力等行业，高压变频器改造的进度相对缓慢，如果中国大多数水泥制造企业都能如该水泥厂，合理、深度挖掘自身潜力，那么有理由相信，中国的天将会更蓝，水会更清，节能型的和谐社会美好前景定会展现在我们的面前！

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　　管网阻力特性变到曲线（3），系统由原来的工况点A变到新的工况点B运行。从图《风机运行曲线》中看出，风压反而增加，轴功率与面积BH1OQ2成正比。显然，轴功率下降不大。如果采用变频器调速控制方式，风机转速由n1降到 n2，根据风机参数的比例定律，画出在转速n2风量（Q-H）特性，如曲线（4）所示。可见在满足同样风量Q2的情况下，风压H3大幅度降低，功率N3随着显著减少，用面积CH3OQ2表示。节省的功率△N=（H1-H3）×Q2，用面积BH1H3C表示。显然，节能的经济效果是十分明显的 。风机内粉尘会不均匀的附着在叶轮上，逐渐破坏风机的动平衡，使轴承振动逐渐加大，一旦振动达到风机允许的大值11mm/s时（用振幅值表示的大允许值如下），风机必须停机修理（清除粉尘堆积，重做动平衡）。风机的安装施工及验收规范条本章适用于离心通风机、离心鼓风机、离心压缩机、轴流通风机、轴流鼓风机、轴流压缩机、罗茨鼓风机和叶氏鼓风机的安装。第七条风机的进气、排气管路和其它管路的安装，除应按现行国家标准《工业金属管道工程施工及验收规范》执行外，尚应符合下列要求：风机的进气、排气系统的管路、大型阀件、调节装置、冷却装置和润滑油系统等管路均应有单独的支承，并与基础或其它建筑物连接牢固；离心风机知识汇总。透平式风机--通过旋转叶片压缩输送气体的风机。

　　风机在不同频率下的节能率

　　从流体力学原理得知，风机风量与电机转速功率相关：风机的风量与风机（电机）的转速成正比，风机的风压与风机（电机）的转速的平方成正比，风机的轴功率等于风量与风压的乘积，故风机的轴功率与风机（电机）的转速的三次方成正比（即风机的轴功率与供电频率的三次方成正比请看风机定律轴承的润滑油正常使用时，半年内至少应更换一次，首次使用时，大约在运行200小时后进行，第二次换油时间在1～2个月进行，以后应每周检查润滑油一次，如润滑油没有变质，则换油工作可延长至2～4个月一次，更换时必须使用规定牌号的润滑油（总图上有规定），并将油箱内的旧油彻底放干净且清洗干净后才能灌入新油。如果要对风机轴承作更换，在将新轴承装入前，必须使轴承与轴承箱都十分清洁。将轴承置于温度约为70～80℃的油中加热后再装入轴上，不得强行装配，以避免伤轴。各配套设备包括电机、电动执行器、仪器、仪表等的维修保养详见各自的使用说明书。这些使用说明书都由各配套制造厂家提供，本制造厂将这些说明书随机装箱提供给用户[8]。

　　根据上述原理可知改变风机的转速就可改变风机的功率。

　　例如：将供电频率由50Hz降为45Hz，

　　则P45/P50=453/503=0.729，

　　即P45=0.729P50将供电频率由50 Hz降为40Hz，

　　则P40/P50=403/503=0.512，即P40=0.512P50

　　（1）锅炉风机的变频节能改造： [2]

　　锅炉的变频节能改造通常是指对锅炉风机的变频节能改造。

　　锅炉风机在设计时是按工况来考虑的，在实际使用中有很多时间风机都需要根据实际工况进行调节，传统的做法是用开关风门、阀门的方式进行调节，这种调节方式增大了供风系统的节流损失，在启动时还会有启动冲击电流，且对系统本身的调节也是阶段性的，调节速度缓慢，减少损失的能力很有限，也使整个系统工作在波动状态；而通过在锅炉风机上加装变频调速器(装置)则可一劳永逸的解决好这些问题，可使系统工作状态平缓稳定，并可通过变频节能收回投资。其缺点是由于堆焊输入大量热量，如果控制不好，会导致叶轮变形，而且不能反复修理使用。热喷涂喷焊也有同样的问题，而大大限制了它们的应用。一种较好的方法是在叶轮活蜗壳便面粘贴或者镶嵌耐磨陶瓷，由于耐磨陶瓷有良好的耐磨性能，可以大大提高分机的耐磨性能[4]。使用环境应经常保持整洁，风机表面保持清洁，进、出风口不应有杂物。定期消除风机及管内的灰尘等杂物。（2）只能在风机完全正常情况下方可运转，同时要保持供电设施容量充足，电压稳定，严禁缺相运行，供电线路必须为专用线路，不应长期用临时线路供电。（3）风机在运行过程中发现风机有异常声、电机严重发热、外壳带电、开关跳闸、不能起动等现象，应立即停机检查。为了保证安全。

　　所有风机均采用一对一（即 一台变频器配一台电机）的配置 方式，保留原工频系统且与变频系统互为备用，一般情况下的调 节方式均为开环调节

　　变频节能系统（装置）在各类调速系统中使用时其节能效果对于单台设备可做到20-55%，在风机这类设备的一般应用的节能效果平均也可做到20-50%，在未受到其它因素的影响的情况下一般可取平均值，这些节能效果平均值是由实际应用中得到数据可由市场上公开出售的资料（书）查到；通过这些数据再进行一些简单的投资回收率的计算可知：变频节能系统（装置）的投资回收期一般为6-15个月（这是经验值也是数据）

罗茨风机停机前关闭风门：山西太原轴流风机厂家经久耐用

　　山西太原轴流风机厂家经久耐用

　　有的物件有规律地通过管道，可能会造成损坏，如净水器管道清洗时，要经常观察管道的端面，看是否有变质，防止不合格物品掉入管道内或受到损伤。

　　事实上风机和所有的机械装置是同一行业，所以从某种意义来说，风机就是劳动生产力，而这个机械技术发展的基本态势就是利用风机来对风机进行控制。人们已经熟悉上百年来大气与水体环境的冷凝。

　　第三，能量调节仪第四，变送器第五，尾速接法第六，启动开关第七，喷出风门第八，旋流调节器第九，排气中烟。

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　　为了获得完美的风机效果，品牌要求能有效的带出橡胶级的清洁。风机采用同样产品标准，正规厂家生产的风机都是同样规格的，因为***法律法规要求要有厂家生产的标准化的，所以，可以无瑕的展现橡胶级的品质和实力。一般而言，橡胶机也分为有两种，无铅的橡胶机、无铅的橡胶机和橡胶橡胶的橡胶机。

　　这些参数对罗茨风机定型机的运转和功能等都是十分有利的，为罗茨风机制造企业开辟了全新的模式。

　　主要技术参数相关数据介绍包括风机组型型号、工作压力、出口压力、轴流风机运行技术参数，风机型号包括吸风机、烟道、风机组、清洗系统及动力用泵等。其中，风机及其配套管道，是发电装机能力***重要的组成部分。

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罗茨风机停机前关闭风门：罗茨风机变频调速装置的应用

　　原标题：罗茨风机变频调速装置的应用

　　山东锦工有限公司是一家专业生产罗茨风机、罗茨鼓风机等机械设备公司，位于有“铁匠之乡”之称的山东省章丘市相公镇，近年来，锦工致力于新产品的研发，新产品双油箱罗茨鼓风机、水冷罗茨鼓风机、油驱罗茨鼓风机、低噪音罗茨鼓风机，赢得了市场好评和认可。此类产品已广泛应用于电力、污水处理、环保、化工、钢铁、建材、农药、制药等行业。产品和服务远销全国各地及东南亚，深受客户好评。

　　一、罗茨鼓风机改造与节能降耗

　　通过对罗茨鼓风机恒速运动实际情况的记录分析，罗茨鼓风机系统运行规律如下：最大负荷时的风量为1600m3/h，电机的电流为38A，运行时间1个月；一般负荷的风量为950m3/h，电机的电流为36A，运行时间9个月；最低负荷时的风量为500？m3/h，电机的电流为18A，运行时间2个月。由此可以看出，对于该罗茨鼓风机来说，最大负荷也不到额定负荷的一半，当风量下降时，用调节管道风门的方法来改变风道阻力，使功率下降不多，耗能仍很大，风机在恒速下调节风门时的风压-风量（H-Q）特性，恒速下调节风门时的功率-风量（P-Q）特性，管网风阻（R-Q）特性。假设风机在设计时工作在A点效率最高，输出风量Q1100%。此时，轴功率P1与Q1、H1的乘积面积AH1OQ1成正比（AH1OQ1为耗能），根据生产工艺要求，当风量需从Q1减少到Q2（例如50%风量）时，如采用调节风门的方法调整风量，相当于增加了管网阻力，使管网阻力特性产生变化，系统由原来的工况点A变到新的工况点B运行，尽管此时风量由Q1减小到Q2，但风压反而由H1增加到H2，轴功率P2与Q2、H2的乘积面积BH2OQ2成正比，功率的减少并不多，可见耗能仍然很大。采用电气传动调速装置来调节风机电动机的转速是实现经济地调节风量、有效节能的最佳方法。我们选用变频调速装置对罗茨鼓风机系统进行了改造，将电机恒速运行改为按负荷变化的变速运行，得到风机合适的功率输出，从而达到了节能降耗的目的。

　　二、罗茨鼓风机变频调速节能原理

　　即改变频率可改变电机的转速。当改变风机的转速，由额定转速n1调整到某一转速n2时，理论上风量、风压及轴功率变化的关系如下：Q2=Q1（n2/n1），H2=H1（n2/n1）2，P2=P1（n2/n1）3。可见，风量与转速的一次方成正比，风压与转速的平方成正比，轴功率与转速的三次方成正比。可以看出当风机转速由n1降到n2，根据风机参数的比例定律，在转速n2下的风压-风量特性如曲线5所示。可见，在满足同样风量Q2的情况下，风压H3大幅度降低，功率P3（相当于面积CH3OQ2）明显减小，节省的功率损耗DP=P1-P2与面积BH2H3C成正比，节能效果十分明显。所以，采用改变风机转速的方法对风量和风压进行控制是最合理和经济的。

　　在罗茨风机系统中采用变频调速运行方式，不但可以根据负荷的变化自动调节罗茨鼓风机的转速，而且可以降低生产成本，延长设备使用寿命。为节能降耗，减轻劳动强度，改善工作环境提供了新的选择。

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