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ATV610变频器在钢管厂风机节能方案中的应用

供稿:中国工控网 2015/12/17 17:03:14

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一、设备改造原因

    1、目前正常生产情况下风机控制采用软启动启动后转为工频运行。风机阀门开启比例一般在40%左右,电流为电机额定电流的55%,在保温待轧时阀门开启比例在25%-35%左右,电流为电机额定电流的40%左右。

    2、其控制接触器等电器动作频繁,导致使用寿命短,维修量大;而对于大容量系统,传统的控制线路复杂,可靠性差,需专人负责;

    3、整个系统运行噪音大、控制性能差、耗电量大、使用寿命短;在维护管理,检修调整方面工作量大,维护费用高。

二、节能原理

    风机运行电费是一笔不小的费用,从节能方面考虑,在既满足目前生产的条件下可进行变频改造。改为变频器控制预计满足正常生产时的电流大约为电机额定电流的50%,改变的电流变化不大,只是电压变化。如果改为变频器控制则必须将风门调节阀全部开启,通过变频器控制转速来达到风量的调节。同时采用通过无级调频实现风量的无级调整,有效地改善引风机阀门调节不当造成的风机喘振现象,对炉压调整极为方便。

三、设备改造方案

    将原控制柜2台改造为2台变频柜,电缆不变。

四、节能方案

    采用西门子PLC+施耐德ATV610变频器

    风机系统变频改造的原理示意图如下:

  

    本方案在保留原工频系统的基础上加装变频控制系统,与原工频系统之间仅设置连锁以确保系统工作安全。

五、项目投资概算与效益分析

    改为变频器投资费用如下:两台风机功率分别为90kw和120kw,改造需要增加90kw及120kw变频器两台,每KW变频器约为500元,控制柜其它改造需要约为2万元。投资费用计算如下:

    (1)两台变频器总功率:90+120=210(kw)

    增加两台变频器费用约为:210*500=10500(元)

    (2)投资总额:10500+20000=3.05(万元)

    (3)改造后可能每年收益计算

    环形炉每年生产时间约为7920小时,增加变频控制后可能节约5%的电量,计算如下:

    每年两台电机用电量(按设备装机容量的60%计算):                            210*60%*7920=997290(kwh);

    增加变频控制后每年可节约电量:

        997290 *5%=498960(kwh);

    每KW电量按0.5元计算每年可节约电费:

        498960 *0.5=42768元≈2.4万元;

    (4)收回成本时间:3.05/2.4≈0.5年

六、系统选择

1、器件选型

  变频器选用施耐德全新通用型变频器——ATV610系列产品,因风机负载不重,按1:1的比例配置即可。

    施耐德全新通用型变频器——ATV610介绍

    相比ATV61F,ATV610变频器在中文面板标配、7种应用宏设置以及I/O数量配置上更加贴近中国工业用户的需求,保证国际品质的同时降低用户成本。产品标配3C3(抗化学气体)和3S3(抗粉尘)的恶劣环境防护国际认证,更好的应对相对严苛的中国工况,且为中国用户提供高性能低成本的灵活选择。

    环境适应性强,稳定性高——ATV610变频器采用PCBA涂层以及母线排镀层,加强了绝缘隔离,能有效抵抗油污、盐雾、导电粉尘等污染;创新的冷却风路设计,提高产品的抗腐蚀能力。此外,ATV610的顶部防护等级高达IP40,可以在-15℃~+60℃、高达4800米的海拔高度稳定运行。

    简洁易用,减少时间和成本投入——ATV610变频器标配可外拉中文显示控制面板,可快速调试无需记忆代码,中国用户使用更加便捷,投入成本降低;它采用7种宏简化配置,可覆盖90%的标准风机和泵类应用,用户无需修改任何参数,即插即用;CAD图纸覆盖10种基本应用;精简的附件,随机“完整参数列表”和“快速安装指导”,方便用户设计选型,加快产品投入使用。

     遵循中国用户习惯,“量体裁衣”——ATV610变频器不仅内置多泵控制功能,而且内置了C3级EMC滤波器以及直流电抗器,减小电磁干扰和谐波的困扰,提升节能效果;丰富的I/O端子及Modbus通讯协议配置,有助产品快速融入并优化自动化控制系统。

   升级版的ATV610变频器通过优化设计,在降低成本的同时综合提升了产品的可靠性、易用性、适应性,尤其适用中国的电厂、水与废水处理、楼宇、石化、热力等各种不同恶劣工控应用环境,在一些系统复杂度低或者设备集中、周期短的项目中实现高效节能。

七、风机系统经变频改造后的性能

    (1)采用变频器闭环控制,可按需要进行软件组态并设定温度进行PID调节,使电机输出功率随热负载的变化而变化,在满足使用要求的前提下达到最大限度的节能。

    (2)由于降速运行和软启运,减少了振动、噪音和磨损,延长了设备维修周期和使用寿命,减少了维修维护工作量,并减少了对电网冲击,提高了系统的可靠性。

    (3)系统具有各种保护措施,使系统的运转率和安全可靠性大大提高。

    (4)变频调速闭环控制系统与原工频控制系统互为互锁,不影响原系统的运行,且在变频调速闭环控制系统检修或故障时,原工频控制系统照样可以正常运行。

    注:图片均来自于作者现场拍照,感兴趣用户可回复文章与作者探讨。

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