　　對多數(shù)企業(yè)而言，電費是未被企業(yè)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(jīng)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(xiàn)在運用變頻器對機械設備節(jié)能控制技能減少電能資源的浪費，節(jié)約電費開支.

　　煉鋼廠、水泥制造、化纖等行業(yè)中都用到羅茨風機。在沒有調(diào)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(diào)節(jié)。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(jié)電方法，它和一般常用的調(diào)節(jié)風門控制風量的方法比較，具有明顯的節(jié)電效果。

　　使用變頻器對羅茨風機實行節(jié)能改造后的優(yōu)勢：

　　1、進步功率因素，減少無功功率損耗

　　2、具有自動節(jié)能控制功能，能根據(jù)負載情況自動調(diào)整電壓，使電機運行在最高效率狀態(tài)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(jié)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(jīng)驗的羅茨鼓風機專業(yè)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(fā)、設計、制造、經(jīng)營于一體的復合型現(xiàn)代化企業(yè)。

羅茨風機用變頻器節(jié)能：羅茨風機的變頻節(jié)能改造

　　原標題：羅茨風機的變頻節(jié)能改造

　　山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨風機、羅茨鼓風機、回轉式鼓風機等水產(chǎn)養(yǎng)殖曝氣設備公司，位于有“鐵匠之鄉(xiāng)”之稱的山東省章丘市相公鎮(zhèn)，近年來，錦工致力于新產(chǎn)品的研發(fā)，新產(chǎn)品雙油箱羅茨鼓風機、水冷羅茨鼓風機、油驅羅茨鼓風機、低噪音羅茨鼓風機，贏得了市場好評和認可。產(chǎn)品和服務遠銷全國各地及東南亞，深受客戶好評。

　　某卷煙廠除塵房主要負責生產(chǎn)車間機臺除塵和煙絲風送，由除塵系統(tǒng)和集塵系統(tǒng)組成，系統(tǒng)采用布袋式除塵器，采用集中集塵并由負壓輸送至壓塵機處理。其中集塵器的負壓由兩臺22KW的羅茨風機提供，一臺用于制絲線集塵，一臺用于卷包線集塵。原風機額定功率的設計選型是根據(jù)工藝的最大流量來選擇的，按當時的設計思路，風機的選型一般在滿足工藝負荷工作條件下還要增加一定的裕量。但實際運行中，工藝的運行參數(shù)隨各種因素而發(fā)生變化，往往實際運行負荷要比設計的最大流量小得多，造成能源浪費的情況。二、問題的提出根據(jù)本系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，羅茨風機實際使用的功率也僅為額定功率的70%–75%左右。，即所消耗的電能有20%～25%被浪費掉。因此，對羅茨鼓風機進行節(jié)能改造有著顯著的經(jīng)濟和環(huán)境效應。三、節(jié)能改造方法的確定羅茨風機屬容積回轉式風機，其工作特點是當轉速一定而壓力在允許范圍內(nèi)加以調(diào)節(jié)時，流量的變動甚微，轉速和流量之間保持正比的關系。采用旁路調(diào)節(jié)法不能改變羅茨鼓風機的吸氣量，所以風機始終在滿負荷下運行，無法節(jié)能。而改變轉速，使風機吸氣量發(fā)生變化，其功率消耗也隨之改變。所以，對羅茨鼓風機進行變速調(diào)節(jié)就可達到節(jié)能的目的，而調(diào)速方法也較多。若改為變頻調(diào)速方式調(diào)節(jié)風機風量，即能減少風機電耗的浪費。一）羅茨鼓風機變轉速工作特性1、流量特性羅茨鼓風機的理論流量與轉子轉速的關系式為羅茨鼓風機的實際流量為由式（1）和式（2）可知，對每一臺具體的羅茨鼓風機，其葉輪外徑、長度和面積利用系數(shù)都是一個定值，當可忽略容積效率的變化時，羅茨鼓風機的流量正比于轉速。2、功率特性羅茨鼓風機的軸功率為由式（1）和式（3）可知，當羅茨鼓風機轉速n變化時，其軸功率與轉速成正比。3、轉矩特性羅茨鼓風機的轉矩為由于羅茨鼓風機的軸功率與轉速成正比，因此由式（1）可知，當轉速變化時，轉矩不變，即羅茨鼓風機屬于恒轉矩運行。二）變頻調(diào)速的工作原理變頻器調(diào)速的原理是將交流順變成直流，平滑濾波后再經(jīng)過逆變回路，將直流變成不同頻率的交流電，使電機獲得無級調(diào)速所需的電壓和頻率，從而直接改變和控制電機的輸出軸功率。羅茨風機的驅動采用交流三相異步電動機，其轉速與電源頻率的關系為[3]由式（1）可知，轉速與頻率成正比，只要改變頻率即可改變電動機的轉速，當頻率在0～50Hz的范圍內(nèi)變化時，電動機轉速調(diào)節(jié)范圍非常寬。變頻器就是通過改變電動機電源頻率實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的，是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速手段。因此，決定采用變頻調(diào)速技術對羅茨鼓風機進行技術改造，不但可達到節(jié)能目的，同時也可提高裝置的自動控制水平。四、羅茨風機的變頻改造一）、硬件設計1、變頻器的選用根據(jù)電機容量，選用丹佛斯FC300變頻器。丹佛斯FC300系列變頻器的優(yōu)點：（1）調(diào)速范圍廣，機械特性硬，精度高，運行可靠；（2）磁通―電流控制（FCC）功能改善動態(tài)響應特性，并且優(yōu)化電動機的控制；（3）控制不同的負載，具有相應的V/F特性；（4）變頻器的PID調(diào)節(jié)器具有較高的品質（參數(shù)自整定）可用于簡單的過程控制；（5）快速電流限制功能（FCL），避免運行中不應有的跳閘；（6）可實現(xiàn)電動機的過壓、欠壓、過熱等功能。2、變頻器控制與調(diào)節(jié)變頻器可通過在控制柜門“遠程/本地”開關的切換實現(xiàn)“遠程控制”與“本地控制”?！斑h程控制”是在主控室內(nèi)上位機與變頻器進行數(shù)據(jù)通信，操作人員可通過觸摸屏的畫面對風機和變頻器的工作電流、頻率、轉速以及啟動、停止、故障等狀態(tài)進行實時監(jiān)控。同時操作人員根據(jù)工藝或外界條件的變化，通過改變變頻器的頻率來調(diào)節(jié)轉速。另外，在風機房內(nèi)還裝有一個本地控制的機旁操作箱，在風機出現(xiàn)故障時可在電機旁進行操作。為了保證生產(chǎn)的連續(xù)運行，在變頻器出現(xiàn)故障后，可將故障變頻器通過旁路柜隔離，風機電動機可切換為工頻運行或啟、?？刂?。二）、PLC與變頻器通訊的實現(xiàn)原除塵系統(tǒng)的配置為：1套PLC主站（S7-300，315-2DP），1個MP 270觸摸屏，現(xiàn)將兩臺羅茨風機的Danfoss FC300變頻器通過現(xiàn)有的PROFIBUS-DP網(wǎng)絡進行PLC和變頻器的通訊，變頻器通過PROFIBUS-DP來實現(xiàn)電機的啟/停和調(diào)速控制，并把變頻器的實際運行狀態(tài)通過PROFIBUS網(wǎng)絡輸送并顯示在觸摸屏MP 270，從而達到對羅茨風機的運行控制目的。五、系統(tǒng)調(diào)試及運行效果一）系統(tǒng)改造后的調(diào)試完成羅茨風機變頻器改進安裝后，并投入系統(tǒng)運行前的調(diào)試，目的主要是檢查所選擇的變頻器性能、改進方案的功能是否達到設計要求以及滿足實際生產(chǎn)需要。經(jīng)調(diào)試，變頻器性能運行非常穩(wěn)定，達到設計要求。二）運行效果變頻器經(jīng)過一個月試運行及投入正常使用后，從實際運行來看，變頻運行狀態(tài)比較穩(wěn)定，滿足設計要求，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。設備方面由于變頻具有軟啟動功能避免了電機啟動時對電機的沖擊損害，轉速的降低，對風機的葉輪、軸承等壽命得以延長，設備運行狀況良好。1、節(jié)能效益制絲集塵風機的運行實際工頻大約為42HZ，工作電流為32A；卷包集塵風機運行實際工頻大約為40HZ，工作電流為34A。根據(jù)測定數(shù)據(jù)可計算有功功率，其公式：P=1.732×U×I×cosα改造前：P1=1.732IV cosα=1.732×380×45×0.85=25.17kW制絲集塵改造后：P2=1.732×380×32×0.85=17.90KW卷包集塵改造后：P3=1.732×380×34×0.85=19.02KW每小時節(jié)電P節(jié)約=2× P1- P2- P3=13.43kW車間每天兩班生產(chǎn)，工作時間16小時，一個月生產(chǎn)天數(shù)20天，一個月可節(jié)約電能4296.47 kW。2、設備影響（1）避免了電動機啟動時對電機的沖擊損害及對電網(wǎng)的沖擊；（2）提高了羅茨風機的自動控制能力；（3）減少了羅茨風機及其消聲器等的機械振動、噪聲和沖擊；（4）由于轉速的降低，羅茨風機的葉輪、軸承等壽命得以延長。六、結束語變頻器控制技術用于羅茨風機控制達到顯著的節(jié)電效果，提高了設備效率，又滿足了生產(chǎn)工藝要求，并且因此而大大減少了設備維護、維修費用，經(jīng)濟效益十分明顯。

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羅茨風機用變頻器節(jié)能：羅茨風機采用變頻節(jié)能的研究

　　原標題：羅茨風機采用變頻節(jié)能的研究

　　山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)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(xiāng)”之稱的山東省章丘市相公鎮(zhèn)，近年來，錦工致力于新產(chǎn)品的研發(fā)，新產(chǎn)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。

　　羅茨風機設備通常在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)品加工、污水處理等制造業(yè)中主要配合鍋爐燃燒系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、烘干系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)、通風系統(tǒng)等大型機器共同應用。根據(jù)不同的生產(chǎn)需要，結合傳統(tǒng)的風門、擋板、閥門的控制方案，對爐膛內(nèi)壓、風速、風量等指標進行控制及調(diào)節(jié)，以適應工藝要求和運行工況。在整個過程中，羅茨鼓風機都必須不間斷的全速運轉，這將導致大量的能源浪費以及設備損耗。如何精確的控制能量在整個過程中的分配和流失情況則顯得至關重要。

　　變頻器驅動技術的實現(xiàn)為我們帶來了福音，它具有很高的節(jié)能空間。目前，許多國家均已將變頻調(diào)速裝置用于指定流量壓力控制，傳統(tǒng)方式受到挑戰(zhàn)，進而有取而代之的趨勢。中國國家能源法第29條第二款也明確規(guī)定羅茨風機泵類負載應該采用電力電子調(diào)速?！吨腥A人民共和國節(jié)約能源法》第39條就把羅茨風機、泵類等設備采用變頻調(diào)速技術實現(xiàn)節(jié)能運行列為國家通用技術加以實施和推廣，是我國節(jié)能的一項重點推廣項目，受到國家政府的普遍重視。如在現(xiàn)代高參數(shù)、大容量電站中，泵與羅茨風機常采用變速調(diào)節(jié)。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，羅茨風機、泵類設備應用范圍廣泛，其電能消耗不容忽視，是一筆不小的生產(chǎn)費用開支，有數(shù)據(jù)顯示，設備各種損耗占到生產(chǎn)成本的 7%～25%。隨著經(jīng)濟大環(huán)境的改變，市場競爭的不斷加劇，節(jié)能降耗早已成為企業(yè)降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質量的重要措施之一。因此，推廣交流變頻調(diào)速裝置迫在眉睫，被公認為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。

　　1、存在的問題和原因

　　在企業(yè)生產(chǎn)中，羅茨鼓風機的應用很普遍。傳統(tǒng)的節(jié)流方式主要采用導流器(風門)進行，導致羅茨風機運行效率不高，造成巨大的能源浪費，并且羅茨風機維護、維修的費用也提高了企業(yè)的生產(chǎn)成本。企業(yè)使用的羅茨風機一般為容積式風機。風量的控制主要依靠羅茨風機入口的電機轉速來調(diào)節(jié)，不但造成大量的能源浪費，而且羅茨風機運行時振動大、噪音高，設備爐膛內(nèi)負壓不穩(wěn)定，容易發(fā)熱等。因為實際生產(chǎn)過程中用汽量較小，鍋爐鼓風、引風控制一般采用接觸器控制，而相應的頻繁啟停，導致相應能源浪費和運行不穩(wěn)定等突出問題。

　　當羅茨風機采用風門 (入口導流器)調(diào)節(jié)時，隨著導流器角度的增大(即風門開度減小)，流量減小的同時羅茨風機的效率降低，尤其在導流器角度較大(風門開度較小)時羅茨風機效率大大下降?？梢?，調(diào)速羅茨風機效率高是羅茨風機變頻調(diào)速節(jié)能的最主要原因。因此，羅茨風機的節(jié)能改造是勢在必行的。羅茨風機節(jié)能改造的必要性主要表現(xiàn)在傳統(tǒng)系統(tǒng)采用工頻運行，利用主管路的閥門開度進行風量調(diào)節(jié)，盡管該法能夠使電動機達到驅動要求，但剩余的力矩又增加了設備有功功率的損耗，在造成電能的浪費的同時，對生產(chǎn)調(diào)節(jié)具有很大的滯后作用，使整個工藝的運行處在不穩(wěn)定狀態(tài)。

　　2、羅茨風機采用變頻節(jié)能的原理

　　目前，由于羅茨風機設備大多數(shù)采用異步電動機直接驅動的方式，存在諸多缺陷，如啟動電流過大、電氣保護特性差、機械沖擊等。當電機負載過大時，不僅設備使用壽命受到影響，而且還造成機械故障，時常出現(xiàn)泵損壞或者電機發(fā)燙燒毀的現(xiàn)象。

　　近幾年來，針對節(jié)能的迫切需要和以及企業(yè)對產(chǎn)品質量要求的不斷提高，一種新型的設備開始流行，這就是變頻調(diào)速器（簡稱變頻器）。變速調(diào)節(jié)是在管路性能曲線不變時，用變速來改變羅茨風機的性能曲線，從而改變他們的工作點。其特點是易操作、控制精度高、免維護、高性能。隨著變頻器驅動的運用，傳統(tǒng)的風門、擋板、閥門的控制方案逐漸被其取代。

　　變頻調(diào)速技術的基本原理是在其他條件不變時，改變異步電動機定，子端輸入電源頻率進而改變電動機轉速。根據(jù)電機轉速與工作電源輸入頻率成正比的關系：n=60（f1- s）／p，（式中 n、f、s、p 分別表示轉速、輸入頻率、電機轉差率、電機磁極對數(shù)）；通過改變電動機工作電源頻率達到改變電機轉速的目的。頻調(diào)速效率高，調(diào)速范圍廣，特別適合長時間在低速下運行的工況。

　　3、采用變頻調(diào)節(jié)的節(jié)能分析

　　根據(jù)流體動力學的知識可知，對于羅茨風機存在如下關系：

　　Q∝n ①；p∝T∝n2②；P∝T?n∝n3③

　　式中：Q，p――分別為風量，風壓；n，T――分別為轉速，轉矩；P――軸功率。

　　從式①中可看出，羅茨風機的風量和轉速成正比，風壓與轉速的2次方成正比，而軸功率與轉速的3次方成正比。當需要的風量降低時，電機轉速的改變量在理論上其能耗將以其3次方的速率下降。與此同時，在羅茨風機轉速降低的過程中，軸功率應以轉速的3次方的速率降低，相應的驅動羅茨風機的電動機所需的電功率也將降低，可見調(diào)節(jié)轉速是羅茨風機節(jié)能的重要途徑。

　　普通羅茨風機的功率因數(shù)范圍在 0.6- 0.7，使用了變頻調(diào)速裝置以后，由于變頻器內(nèi)部濾波電容的作用，進而降低了無功損耗，而相反的增加了電網(wǎng)的有功功率。使用變頻節(jié)能裝置后，通過變頻器上的軟啟動功能可以使啟動電流從零開始，并把電流限制在額定電流以內(nèi)，這樣緩解了其對電網(wǎng)的沖擊以及對供電容量的要求，從而延長了設備及閥門的使用壽命。劉長軍等人通過實踐證明，變頻器運用于羅茨風機類設備驅動控制場合取得了顯著的節(jié)電效果，是一種理想的、高效的調(diào)速控制方式。不僅提高了設備的使用效率，又跟得上企業(yè)生產(chǎn)工藝要求。與此同時，又大大減少了設備維護及維修的費用，降低了停產(chǎn)周期，十分明顯的提高了企業(yè)經(jīng)濟效益。

　　4、改造措施和效果

　　隨著企業(yè)用電負荷的大范圍增加，引羅茨風機的風量需要隨著用電負荷的變化而變化，然而由于經(jīng)常在工頻狀態(tài)下的低效率運行，致使大量的能量在風道擋板上浪費流失了。因此，采用高壓變頻技術對羅茨風機進行變頻改造就顯得格外的迫切。張維，楊春等人在研究了鍋爐鼓引羅茨風機的變頻節(jié)能改造后提出：羅茨風機、引羅茨風機變頻改造后，運行效果良好，主要表現(xiàn)在①噪音與振動減?。虎谶\行安全穩(wěn)定性更高；③節(jié)約能源，降低成本，包括節(jié)能節(jié)電。王永輝等人在研究了變頻技術在污水處理廠羅茨風機上的應用的過程中提出有關羅茨風機變頻系統(tǒng)的改造方案。其中包括①在羅茨風機上裝設閉環(huán)控制方式的變頻系統(tǒng)；②在原工頻系統(tǒng)保留的基礎上結合變頻器相互作用；③采用本地、遠程控制相結合的監(jiān)控措施；④設置遠程控制和故障報警系統(tǒng)，保證生產(chǎn)工藝的方便性、安全性。胡炫，朱虎，楊志等人在研究了高壓變頻器在發(fā)電廠引羅茨風機上的應用與節(jié)能分析中指出：羅茨風機在變工況運行中，調(diào)節(jié)深度愈大，節(jié)能效果愈顯著，變頻調(diào)速曲線最接近理想曲線，其運行能耗最低，節(jié)能效果最佳。他們提出在大功率設備上應用ASD6000S系列高壓大功率變頻器進行羅茨風機技術改造，取得了明顯的節(jié)能效果。ASD6000S系列高壓大功率變頻調(diào)速系統(tǒng)是由多個功率模塊串聯(lián)起來，通過疊加了多個低壓功率模塊的輸出而匯總得到高壓輸出，具有諧波小、可靠性高等技術特點。

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汕頭羅茨鼓風機章丘市雙源羅茨鼓風機有限公司三葉羅茨鼓風機型號

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