變頻器啟動羅茨風機 運行中故障：羅茨風機改造方案案例及變頻器技術規范

　　原標題：羅茨風機改造方案案例及變頻器技術規范

　　山東錦工有限公司是一家專業生產羅茨鼓風機、羅茨真空泵、回轉風機等機械設備公司，位于有“鐵匠之鄉”之稱的山東省章丘市相公鎮，近年來，錦工致力于新產品的研發，新產品雙油箱羅茨風機、水冷羅茨風機、油驅羅茨風機、低噪音羅茨風機，贏得了市場好評和認可。

　　羅茨鼓風機改造方案

　　羅茨風機正常運行工況：兩臺運行，一臺備用。羅茨風機電動機采用變頻控制方式，在除塵配電間增加羅茨風機變頻控制柜，羅茨風機控制邏輯在DCS系統內設計編制，實現了手、自動控制及無擾切換等功能。

　　羅茨風機變頻運行時，壓力母管上的電動調節閥保持全關，通過改變羅茨風機電動機轉速來調節清灰壓力；變頻器出現故障時，風機跳閘后，手動切換至工頻定速運行，通過控制壓力母管上的電動調節閥的開度來調節清灰壓力。

　　羅茨風機變頻運行向定速切換時，應停運羅茨風機，手動切換一次回路后，按原啟動方式投入運行。

　　變頻器接入原電氣回路。羅茨風機變頻裝置的手動旁路由三把刀閘組成，其中QS2和QS3屬于單刀雙擲刀閘，一個在合位時，另一個必定在分位。

　　羅茨風機電機進行變頻改造后，原先DCS系統對羅茨風系統的控制方式發生了改變，必須對所有設計羅茨風系統的順控、自動邏輯和畫面進行全面修改，增加變頻模式下操作、順控啟停、事故聯鎖、協調控制等功能。

　　羅茨風機變頻器主要技術規范

　　1.安裝、投運變頻器裝置后原電機不加任何改動可直接應用。

　　2.主電源故障時，變頻器在3秒鐘內不停機，一旦主電源重新受電，裝置系統能自動恢復正常工作而無需運行人員的任何干預，以滿足主電源母線切換的需要。

　　3.變頻器內部通訊采用光纖連接，以提高通訊速度和抗干擾能力，變頻器內部強弱電信號分開布置光電隔離、鐵殼屏蔽，對本體控制系統就地控制柜沒有諧波影響，柜內設有屏蔽端子和接地設施。變頻裝置冷卻系統可靠，考慮冗余配置。單臺冷卻風機故障不影響系統正常運行，并報警遠傳到控制室。 每一套冷卻裝置拆裝方便，并不影響變頻裝置的安全可靠運行。

　　4.變頻裝置提供電動機所需的過載、過流、過壓、欠壓、過熱、缺相保護以及進線變壓器的保護和變頻器過載，變頻器過熱等保護功能。

　　5.變頻裝置動力電源和控制電源分開供電，動力電源為變頻調速系統內部供電，控制電源獨立于動力電源系統。控制電源故障時，變頻器不能立即停機，能保持運行半小時以上，以便維護人員處理電源故障。變頻器自備UPS，可維持30min。變頻器可在輸出不帶電機的情況下進行空載調試，也可在使用380VAC進行空載調試。

　　6.當母線上電動機成組啟動時，對變頻器運行無影響。變頻器瞬時失電后，如果超過5個周波，變頻器自動使輸出功率為零，使電容上的容量輸出時間較長。待輸入電壓恢復正常后，重新提升輸出頻率到給定值，此過程由加減時間控制，不應有初始化時間。如果失電時間超過3秒，則變頻器保護停機，需要系統復位后才能重新啟動。

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變頻器啟動羅茨風機 運行中故障：羅茨風機能用變頻器調速嗎？錦工風機

　　問題：風機能用變頻器調速嗎

　　回答：風機在使用過程中，很多工況需要對風機的風量進行控制，不同的時間段可能采用風量也不同，所以，就出現了變頻型風機。

　　羅茨風機可以采用變頻電機來調節風機的轉速，調節轉速的目的便是調節風機風量了，羅茨風機可以通過變頻控制柜，對變頻電機進行調節，達到風機轉速的調節。

　　采購風機時，如果我們對此有要求，需要調節風機的轉速，可以提前和廠家說明，搭配上變頻電機和變頻控制柜。

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　　：三葉羅茨鼓風機產品列表

變頻器啟動羅茨風機 運行中故障：羅茨鼓風機能否用變頻器控制_羅茨風機

　　污水站使用羅茨鼓風機是非常常見的設備，不止羅茨鼓風機，還有回轉風機等，也是常用的設備，羅茨鼓風機可以加裝變頻器不？

　　答案：可以

　　但是在對羅茨鼓風機變頻改造的時候要注意一下幾點：

　　1、是否為變頻電機？

　　羅茨鼓風機的電機有變頻電機也有非變頻電機，一般羅茨鼓風機都是非變頻電機，采用非變頻電機的公司，我們不建議在變頻電機上直接加裝變頻器，這樣操作會影響電機的使用壽命。

　　2、變頻電機

　　如果我們在采購羅茨鼓風機之前，就已經做好了后期加裝變頻控制柜的規劃，那么可以尋找變頻器廠家，來幫助我們直接加裝一個變頻器來達到變頻輸送的目的。

　　3、散熱問題

　　低速的非變頻電機加裝變頻器之后，在高轉速的情況下，還有可能會遇到低轉速散熱不暢的問題，引起電機軸承的損壞。

　　變頻電機由于要承受高頻磁場，所以絕緣等級要比普通電機高，原則上普通電機是不能用變頻器來驅動的，但在實際中為了節約資金，在很多需要調速的場合都用普通電機代替變頻電機，但普通電機的調速精度不高，在風機、氺泵的節能改造中經常這樣做。在用普通電機代替變頻電機時變頻器的哉波頻率盡量低一點，以減少高頻對電機的絕緣損壞。

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　　：羅茨鼓風機

　　對多數企業而言，電費是未被企業控制的最后一項本錢，人們普遍以為電費開支是難以被控制的，交電費 天經地義，由于用電設備消耗多少電，是同其機電特性所決定的，主觀的控制無能為力。很顯然，此觀念 是錯誤的?，F在運用變頻器對機械設備節能控制技能減少電能資源的浪費，節約電費開支.

　　煉鋼廠、水泥制造、化纖等行業中都用到羅茨風機。在沒有調速控制之前，一般采用降壓起動，并且正常 運行后，電動機全速運行，而風量的大小則通過風門來調節。一般情況下，風門的開度為50%～80%，電機 只能是滿負荷運行，電動機的工作效率很低，造成很大浪費。 采用變頻器對羅茨風機進行控制，屬于減 少空氣動力的節電方法，它和一般常用的調節風門控制風量的方法比較，具有明顯的節電效果。

　　使用變頻器對羅茨風機實行節能改造后的優勢：

　　1、進步功率因素，減少無功功率損耗

　　2、具有自動節能 控制功能，能根據負載情況自動調整電壓，使電機運行在最高效率狀態下

　　3、變頻器采用低頻輸出額定轉矩，能對羅茨風機實行強有力的控制

　　4、節約能源，運行本錢降低

　　5 、延長羅茨風機的使用壽命

　　6、軟啟動、啟動時無大電流沖擊

　　江鼓品牌是一家有十余年設計、制造經驗的羅茨鼓風機專業廠家。公司全部三期建設累計投資一億五千萬余元，四期建設預計投資一億元人民幣，打造成集研發、設計、制造、經營于一體的復合型現代化企業。

　　對多數企業而言，電費是未被企業控制的最后一項本錢，人們普遍以為電費開支是難以被控制的，交電費 天經地義，由于用電設備消耗多少電，是同其機電特性所決定的，主觀的控制無能為力。很顯然，此觀念 是錯誤的。現在運用變頻器對機械設備節能控制技能減少電能資源的浪費，節約電費開支.

　　煉鋼廠、水泥制造、化纖等行業中都用到羅茨風機。在沒有調速控制之前，一般采用降壓起動，并且正常 運行后，電動機全速運行，而風量的大小則通過風門來調節。一般情況下，風門的開度為50%～80%，電機 只能是滿負荷運行，電動機的工作效率很低，造成很大浪費。 采用變頻器對羅茨風機進行控制，屬于減 少空氣動力的節電方法，它和一般常用的調節風門控制風量的方法比較，具有明顯的節電效果。

　　使用變頻器對羅茨風機實行節能改造后的優勢：1、進步功率因素，減少無功功率損耗 2、具有自動節能 控制功能，能根據負載情況自動調整電壓，使電機運行在最高效率狀態下 3、變頻器采用低頻輸出額定轉矩，能對羅茨風機實行強有力的控制 4、節約能源，運行本錢降低 5 、延長羅茨風機的使用壽命 6、軟啟動、啟動時無大電流沖擊

　　問題：風機能用變頻器調速嗎

　　回答：風機在使用過程中，很多工況需要對風機的風量進行控制，不同的時間段可能采用風量也不同，所以，就出現了變頻型風機。

　　羅茨風機可以采用變頻電機來調節風機的轉速，調節轉速的目的便是調節風機風量了，羅茨風機可以通過變頻控制柜，對變頻電機進行調節，達到風機轉速的調節。

　　采購風機時，如果我們對此有要求，需要調節風機的轉速，可以提前和廠家說明，搭配上變頻電機和變頻控制柜。

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　　羅茨鼓風機有那些系列 羅茨真空泵與羅茨鼓風機 羅茨鼓風機300

　　山東錦工有限公司

　　山東省章丘市經濟開發區

　　24小時銷售服務

變頻器啟動羅茨風機 運行中故障：高壓變頻器在脫硫羅茨風機上的應用

　　摘 要：本文介紹了風光牌高壓變頻器在化工行業羅茨風機上的應用情況，對節能效果進行了分析。

　　關鍵詞：高壓變頻器 羅茨風機 應用

　　Abstract: The article introduces the application instances of Fengguang high inverter in Roots Blower ,and analyses the power-saving effect.

　　Key Words: High voltage inverter Roots blower Application

　　1 企業介紹

　　山東魯西化工股份有限公司位于山東省聊城市，是一家具有百億年產值的上市企業，員工近萬人。公司具有年產合成氨100萬噸、尿素150萬噸、復合肥150萬噸、磷酸二銨15萬噸、硫酸100萬噸的生產能力，擁有10萬千瓦發電機組配套裝置，是集化肥、化工于一體的綜合性化學工業企業，是目前全國最大的化肥生產企業之一。其下屬企業魯西化工第二化肥廠，位于聊城市東阿縣，于1970年開始籌建，1972年建成投產，當時年產合成氨生產能力3000噸,發展到現在，企業總資產億元，占地面積34萬平方米，職工1570余人，成為上市公司。

　　2008年，該公司進一步加大技改投資力度，投資2.5億元對現有生產裝置進行優化。對全系統進行節能平衡改造，甩掉污染嚴重、能耗偏高的工藝。從節能降耗、環保角度出發，投資部分技改項目，優化生產裝置，降低成本。

　　2 廠家工藝流程及現狀

　　脫硫風機采用的羅茨風機屬于回轉容積式鼓風機，它的鼓風量與風機轉速成正比，基本不受出風口阻力變化的影響，這種硬風特性決定了不允許通過關閉出風口或進風口的辦法來調節風量，而且經過采取優化以上主要工藝環節措施以后,大量過剩風量調節只能采用旁路，造成風機能量的大量損耗，而且由于磨損而腐蝕問題突出，旁通閥門需要經常維修。工藝流程設備圖如下所示：

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　　圖1 工藝流程設備圖

　　該生產線自投運以來，發現該二系統脫硫風機的問題較大：首先是風機出口的管道振動大、噪聲大，雖說經過幾次的技改已有所改善;另外，就目前風機送風量能力遠超生產能力，為保生產只能把多余的通過回流管道接到風機進口去。

　　采用甲烷化法脫硫除原料氣中CO、CO2 時, 合成氨工藝流程圖如下：

　　造氣 ->半水煤氣脫硫 ->壓縮機1段 ->變換 -> 變換氣脫硫 -> 壓縮機2段 ->脫碳 -> 精脫硫 ->甲烷化 ->壓縮機3，4,5段 ->氨合成 ->產品NH3

　　原系統設備參數如下表1所示：

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　　表1

　　3 改造方案

　　改造前：原系統6KV高壓開關柜直接到電機，電機與風機相連。

　　改造后：在原系統6KV高壓開關柜后面加入變頻器，變頻器輸出接電機，電機再與風機相連。

　　改造方案原理接線圖如下圖2所示。

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　　圖2 改造方案原理接線圖

　　變頻器配備了自動旁路柜，通過KM3、KM4的控制，可自動（或手動）在變頻狀態和工頻狀態之間切換。變頻狀態下, KM3閉合，KM4斷開，變頻器控制電機;工頻狀態下，KM3斷開，KM4閉合，在切換至工頻帶動電機。變頻器可以在重故障時自動切換工頻運行，這樣既保證了變頻器正常運行，又避免了直接啟動電機大電流對電網的沖擊?，F場設備如圖3所示：

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　　圖3 現場設備圖

　　4 現場運行情況

　　2008年8月16日，山東聊城魯西化工第二化肥廠和我公司簽訂高壓變頻器購貨合同，型號為JD-BP37-450F。2008年9月30日，開始安裝就位;2008年10月2日，一次調試成功投入運行。整個變頻器安裝調試周期都很短，為系統的正常生產提供了有利的保證。

　　5 節能效果

　　山東新風光電子科技發展有限責任公司生產的JD-BP37-450F變頻器應用于4#脫硫羅茨風機進行了改造。由于我廠的每臺高壓變頻器在出廠前均經過實際風機負載的整機出廠檢驗和調試，在現場的調試又可以在沒有高壓輸入的情況下調試，因此在經過約一周的施工、安裝和調試后，上電試驗和試運行進行順利，一次投運成功，高壓變頻器一直持續穩定運行。

　　根據生產情況，風機運行30HZ左右就能滿足了生產工藝要求;運行轉速在額定轉速的60%左右。由于電機為水冷卻，在低轉速下發熱量并沒有提高，完全滿足了工況運行。

　　變頻改造后節能效果顯著，與原有的工頻驅動方式相比，風機效率穩定在理想的范圍內，電動機能耗大大降低，節約電量可達37%。特別是機組低負荷運行時，效果更顯著。以下為節能效果估算：

　　節能估算條件：是在同一時間段內進行比較，相同生產條件需求下，同一段母線上的兩臺羅茨風機，5#羅茨風機工頻運行，4#羅茨風機變頻運行，兩臺電動機進行比較節能估算。首先10月份是正常生產時期，10月2日開始投入變頻至今，從此月2日至9日5#電動機耗電能有功功率平均在362KW，而2日投入變頻運行后，2日至9日時4#電動機耗電能有功功率平均在230KW。以上數據不難看出投入變頻后確實起到節能。另外，無功功率也從原來的平均276KVar降到平均為83KVar左右，大大改善了系統的無功補償。

　　根據以上數據計算，由于生產使用自備發電，以元/kWH的成本價電費，按以下計算公式計算，年節電效益:年節電效益=（工頻時平均功率-變頻時平均功率）×天運行小時數×年運行天數×電費單價，結果如下：

　　（362kW-230kW）×24小時/天×300天/年×元/kWH=（萬元/年）。

　　按照保守的計算方法，每年可節電費近37萬元，具有明顯的經濟效益。

　　本次羅茨風機配套用風光牌高壓變頻調速系統改造成功后，由于實現了頻率的遠方調節和狀態監控，產品運行可靠、穩定，大錦工改善了系統工藝，該公司決定再次采購三套風光牌高壓變頻調速系統用于另外三臺710kW/6KV羅茨風機配套電動機的變頻技術改造。

　　6 其他效益

　　6.1 該羅茨風機由于采用變頻控制，可對風量進行精確控制，而且與閥門控制相比更直觀、方便調節風機風量來滿足生產需要;

　　6.2 由于采用了變頻技術，電機實現軟啟動，不存在啟動電流沖擊;原來沒有使用變頻器時電機直接啟動，啟動電流高達200-300A，對電機或電網都具有不利的影響?，F在使用變頻器軟啟動，啟動電流不高于額定電流46A,減少了風機出口壓力瞬間提高對風機的沖擊，從而延長了風機和其他設備的使用壽命;

　　6.3 由于風機轉速降為原來的60%，大大減少了風機管道振動頻率和噪聲，延錦工機、電機軸承的機械壽命，減少了設備的維護量。

　　6.4 由于旁通閥門幾乎不操作，減少了風道的振動與磨損腐蝕，提高了機械壽命。

　　7 變頻改造總結

　　根據針對該項目的變頻改造經驗以及同類其他項目的實踐結果，總結出風光高壓變頻器改造具有以下優點：

　?。?）安裝簡單。變頻器安裝在高壓開關柜和電機之間，對原有接線改動不大。

　?。?）操作簡單。直觀的中文人機界面，設備具有開機、停機和頻率調整等操作。

　　（3）調速平滑。能夠進行無級調速，調速范圍寬，并且調速精度高。

　?。?）節電明顯。根據工況要求，變頻器一般運行在27Hz左右，實際輸入電流不到額定電流的一半，節電率高達37%以上。

　?。?）噪音降低。由于電機運行于較低轉速上，運行噪音大大降低，電機的發熱量也有明顯下降。

　?。?）保護完善。變頻調速系統具有完善的保護功能，降低了電機運行中的故障率，并且啟動平穩，啟動電流小，對電網的沖擊量小，大大提高了可靠性。輸出諧波小。變頻器輸出符合IEEE STD 519 1992及中國供電部門對電壓失真最嚴格的要求，高于國標GB/T14549-93對諧波失真的要求，不需要采用輸出電抗器。

　　（8）具有星點漂移功能。三相輸出采用單元串聯結構，在運行中，如果有任意三個單元以內出現故障，變頻器本身會自動旁路，同時變頻器主控系統具有星點漂移功能，使三相輸出線電壓保持平衡，不會對電動機造成不利影響。

　　8 結束語

　　從現場運行情況來看，山東新風光電子科技發展有限公司生產的JD-BP37-450F高壓變頻器性能優越，運行可靠，有效地降低了生產成本，在生產材料成本日益增長的今天，通過有效的節能改造，具有明顯的經濟效益。

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