合康亿盛HIVERT-Y高压变频器在我公司应用
山东红日阿康化工股份公司各级领导对节能、环保和技术改造一贯高度重视。在国家大力提倡节能减排号召下，本着进一步挖掘企业内部潜力的原则，我们对公司现有高压设备进行初步考察，经初步估算，认为醇氨分厂三废炉(35吨锅炉)引风机进行变频器改造，应该取得相当可观的经济效益。公司于2012年8月采购了一台合康亿盛HIVERT-Y 500KW高压变频器。
一、 改造原因：
醇氨分厂三废炉(35吨锅炉)引风机电动机型号为：YKK500-6 450KW额定电压10KV 额定电流31.6A,工频运行，正常运行电流为22A左右。进口采用风门调节流量，风门开度30%-50%。系统采用进口风门调节流量时,不论工况如何变化,电机均要运行在较高额定转速,导致大量的节流损失消耗在风门上，从而造成能量的极大浪费，同时设备的频繁启停对电网和设备的冲击，还会影响设备的使用寿命。设备管理部经过现场了解落实，提出对除尘风机进行变频器控制改造，通过改造达到节能降耗目的。
二、 节能改造原理
醇氨分厂三废炉引风机采用传统的档板进行调节风机压力的，即在需要降低风量时以增加阻力的方式部分关闭档板，使大量能量消耗在档板上。采用变频调速技术后可以随工艺的要求实现动态调节，大幅减少能耗，达到节电的效果。
图中曲线(1)为风机在恒定转速n1下的风压一风量(H―Q)特性，曲线(2) 为管网风阻特性(风门全开)。
假设风机工作在A点效率最高，此时风压为H2，风量为 Q1，轴功率N1与Q1、H2的乘积成正比，在图中可用面积AH2OQ1表示。如果生产工艺要求，风量需要从Q1减至Q2，这时用调节风门的方法相当于增加管网阻力，使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，轴功率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，节能效果十分明显。
在风机变风量、变压力的运行状况中，风量、风压和消耗的能量之间有下面的关系：
风机的风量和电机转速成正比;
风机的压力和电机转速的平方成正比;
风机消耗的轴功率跟电机转速的立方成正比;
风量Q和电机的转速n是成正比关系的，而所需的轴功率P与转速的立方成正比关系。所以当需要80%的额定流量时，通过调节电机的转速至额定转速的80%，即调节频率到40Hz即可，这时所需功率将仅为原来的51.2%。考虑减速后效率下降和调速装置的附加损耗，通过实践的统计，风机通过变频调速控制可节能20%～50%，。
三、 直接经济效益估算
三废炉引风机
| 负载铭牌参数 | 电机铭牌参数 | ||
| 型 号 | 型 号 | YKK500-6 | |
| 生产厂家 | 生产厂家 | ||
| 类型 | 离心 | * 额定功率（kW） | 450KW |
| * 调节方式 | 挡板 | * 额定电压（kV） | 10KV |
| （挡板/静叶/动叶） | |||
| * 轴 功 率（kW） | 450 | * 额定电流（A） | 31.6A |
| * 额定风量（m³/h） | 180790-213270 | * 功率因数 | 0.873 |
| * 额定风压（kPa） | 5.107-3.908kpa | 额定转速（rpm） | 993 |
| * 额定转速（rpm） | 960r/min | 额定频率（Hz） | 50 |
(1)当前耗电情况
当前运行功率： (2)改造后变频运行预计功率
安装变频器后,我们将风门开度调整为100%。风机原先调节方式为调节入口风门开度，现改为调节风机的电机运行频率，从而改变电机的转速来达到调节风量的目的，在风量完全满足工艺要求基础上，节能降耗。
根据现阶段使用情况，正常运行时风机入口风门挡板开度在30%-50%左右，综合参考此时运行状况，保守推测此时风机的风量约为78%的额定风量，此处取78%作为计算依据。
则变频运行时的运行功率为：
其中变频装置的效率 取保守值0.94。
(3)变频改造节电率
综合考虑风机效率、电机效率、机械效率的变化及其它不确定性因素影响，预计变频改造节电率可以达到30%左右。
(4)变频改造节能数据分析
年运行以7900小时计算，电价按照0.65元/千瓦时计算，1kWh=370g标煤)
| 设备型号 | 当前功率 | 预期节电率 | 年节电量 | 年节省电费 | 年节标煤 |
| 10kV/450kW | 332kW | 30% | 79万kWh | 51.3万 | 292吨 |
四、实际经济效益：
(1)安装高压变频器前运行24小时，电度表计量：
| 时间 | 底数 | 差数 | 倍率 | 用电度数 | 每小时（度 |
| 8月1日14时 | 98164.25 | ||||
| 8月2日14时 | 98166.43 | 2.18 | 4000 | 8720 | 363 |
(2)安装高压变频器后运行72小时，电度表计量：
| 时间 | 底数 | 差数 | 倍率 | 用电度数 | 每小时（度 |
| 9月22日15时 | 98187.16 | ||||
| 9月25日15时 | 98190.85 | 3.69 | 4000 | 14760 | 205 |
(3)全年经济效益：
变频改造节电率：
K= (年运行以7900小时计算，电价按照0.65元/千瓦时计算，1kWh=370g标煤)
| 设备型号 | 每小时节电 | 实际节电率 | 年节电量 | 年节省电费 | 年节标煤 |
| 10kV/450kW | 158kWh | 43.50% | 124.8万kWh | 81.1万 | 461.7吨 |
五、间接效益分析
采用变频调节，解决了因电动调节风门经常出现问题，造成影响生产，同时能够节约大量能耗外，还具有如下优点：
1、将运行风机改用变频控制后，可彻底避免大功率电动机启动时的冲击力矩对电机的损坏。
2、延长了电机和风机的检修周期，减轻了检修人员的维护工作量;
3、提高了机组自动装置的稳定性，为机组的经济优化运行提供了可靠保证;
4、风机的运行参数得到了改善，提高了运行效率。
5、功率因数得以提高，可省去功率因数补偿装置;
6、可实现空载软启动，启动峰值电流和时间大为减少，避免了因大启动电流造成的绝缘老化及由于较大电动力矩造成对电机的机械冲击，延长了电机的寿命，减少了对电机的维护工作量;
7、 节流装置全开，不仅达到了降耗节能的目的，同时还减小了管道系统的振动，使管道压力波动减小，延长了管道的使用寿命和检修周期及检修的工作量，使系统运行稳定性得到改善;
8、 节流装置全开，不参与流量调节，减少节流装置的维护工作量;
9、变频调节的调节性能优越，有利于实现分散控制系统改造，进一步提高系统的优化改造;
10、采用变频调节，电动机转速降低使环境噪音影响得到大大改善。
通过一阶段运行观察，合康亿盛HIVERT-Y高压变频器运行稳定，节能效果明显，给我们公司创造节能效益非常可观。我们今后将加大节能改造力度，为公司为社会创造更高的效益。（山东红日阿康化工股份有限公司 设备管理部 谭道彬）
