煤氣羅茨風(fēng)機變頻恒壓：變頻羅茨風(fēng)機是控制風(fēng)量還是風(fēng)壓？看這里的正確解釋吧！錦工風(fēng)機

　　羅茨風(fēng)機可以通過變頻控制柜進(jìn)行控制，變頻控制柜是通過調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速來調(diào)整的，轉(zhuǎn)速是影響風(fēng)機風(fēng)量的主要因素，電機轉(zhuǎn)速提升，在不改變其他配件的情況下，風(fēng)機的轉(zhuǎn)速就會提升，所以說，變頻羅茨風(fēng)機是通過控制電機轉(zhuǎn)速來控制風(fēng)機轉(zhuǎn)速，進(jìn)而達(dá)到控制風(fēng)量的目的。

　　關(guān)于羅茨風(fēng)機壓力，如果了解羅茨風(fēng)機的朋友，都知道，羅茨風(fēng)機屬于容積式回轉(zhuǎn)風(fēng)機，羅茨風(fēng)機的壓力就是前方管道的壓力，也是我們常說的“背壓”，羅茨風(fēng)機的選型壓力，正確解釋應(yīng)該是“羅茨風(fēng)機能夠客服的壓力”。

　　前方管道的壓力發(fā)生變化，羅茨風(fēng)機的壓力表就會發(fā)生變化，壓力表是安裝在出口位置的，風(fēng)機的額定壓力是50kpa，當(dāng)前方壓力超過50kpa，風(fēng)機的壓力表就會顯示超過壓力表的數(shù)值，而風(fēng)機的能夠克服的壓力是50kpa，所以，此時的羅茨風(fēng)機處于超壓的狀態(tài)。

　　所以，這樣來解釋，就能夠明白了，如果羅茨風(fēng)機的前方管道壓力不變，羅茨風(fēng)機的壓力是不會發(fā)生變化的，而轉(zhuǎn)速的調(diào)整，會提升或者降低風(fēng)機的排風(fēng)量。

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煤氣羅茨風(fēng)機變頻恒壓：求羅茨風(fēng)機在煤氣輸送環(huán)節(jié)上如何經(jīng)濟適用？？

　　羅茨風(fēng)機在煤氣輸送環(huán)節(jié)上如何經(jīng)濟適用

　　焦化廠冷鼓系統(tǒng)煤氣輸送環(huán)節(jié)上的羅茨風(fēng)機實行變頻調(diào)速及自動控制改造以后，有效地改善了原有的落后運行方式，使風(fēng)機的轉(zhuǎn)速可以隨著煤氣量的變化而變化，節(jié)約了大量的能源，保證了煤氣收集系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運行，提高了供氣質(zhì)量的可靠性。

　　這個廠改造以后的新系統(tǒng)具有以下功能：

　　①MT-140E-132kW變頻器內(nèi)置PI控制功能非常適用于對流量或者壓力的自動控制，是專門為適應(yīng)風(fēng)機、泵類等平方力矩特性負(fù)載設(shè)計的變頻器，可以在極低的變頻下啟動電機，能夠避免過大的啟動電流。

　?、谕ㄟ^安裝在羅茨風(fēng)機之前的煤氣管道上的壓力傳感器測得的壓力信號，控制變頻器的輸出頻率，使得電動機的轉(zhuǎn)速隨著集氣管壓力的變化而變化。因為軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，而有功功率的輸出呈立方下降，所以極錦工降低了電動機的能耗，而且提高了煤氣輸送環(huán)節(jié)的自動化程度。

　　③變頻器具有過流、過載、過熱、過頻等十幾種故障自動保護功能。

　?、茏冾l器可以在自動（即通過壓力信號來調(diào)節(jié)輸出頻率）和手動（由人工來設(shè)定工作頻率）兩種狀態(tài)下工作，并且具有自耦減壓啟動與變頻器啟動的互相切換功能，當(dāng)其中的一種工作方式處于檢修或者發(fā)生故障的時候，能夠由人工切換到另外一種工作方式上去，而不會影響到正常的生產(chǎn)。

　?、葑择顪p壓啟動柜與變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的啟停及二者的功能切換均可以就地操作。

　　這個廠的運行實踐表明：利用限定變頻器頻率的方法來降低電動機的轉(zhuǎn)速，可以使風(fēng)量正好符合工藝的需要，實現(xiàn)風(fēng)機的經(jīng)濟運行。

　　焦化廠冷鼓系統(tǒng)煤氣輸送環(huán)節(jié)上的羅茨風(fēng)機實行變頻調(diào)速及自動控制改造以后，有效地改善了原有的落后運行方式，使風(fēng)機的轉(zhuǎn)速可以隨著煤氣量的變化而變化，節(jié)約了大量的能源，保證了煤氣收集系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運行，提高了供氣質(zhì)量的可靠性。

　　這個廠改造以后的新系統(tǒng)具有以下功能：

　?、費T-140E-132kW變頻器內(nèi)置PI控制功能非常適用于對流量或者壓力的自動控制，是專門為適應(yīng)風(fēng)機、泵類等平方力矩特性負(fù)載設(shè)計的變頻器，可以在極低的變頻下啟動電機，能夠避免過大的啟動電流。

　?、谕ㄟ^安裝在羅茨風(fēng)機之前的煤氣管道上的壓力傳感器測得的壓力信號，控制變頻器的輸出頻率，使得電動機的轉(zhuǎn)速隨著集氣管壓力的變化而變化。因為軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，而有功功率的輸出呈立方下降，所以極錦工降低了電動機的能耗，而且提高了煤氣輸送環(huán)節(jié)的自動化程度。

　?、圩冾l器具有過流、過載、過熱、過頻等十幾種故障自動保護功能。

　　④變頻器可以在自動（即通過壓力信號來調(diào)節(jié)輸出頻率）和手動（由人工來設(shè)定工作頻率）兩種狀態(tài)下工作，并且具有自耦減壓啟動與變頻器啟動的互相切換功能，當(dāng)其中的一種工作方式處于檢修或者發(fā)生故障的時候，能夠由人工切換到另外一種工作方式上去，而不會影響到正常的生產(chǎn)。

　?、葑择顪p壓啟動柜與變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的啟停及二者的功能切換均可以就地操作。

　　這個廠的運行實踐表明：利用限定變頻器頻率的方法來降低電動機的轉(zhuǎn)速，可以使風(fēng)量正好符合工藝的需要，實現(xiàn)風(fēng)機的經(jīng)濟運行。

煤氣羅茨風(fēng)機變頻恒壓：電爐煤氣凈化羅茨風(fēng)機的變頻改造應(yīng)用

　　錳冶煉廠采用羅茨風(fēng)機作為電爐煙氣凈化系統(tǒng)的煤氣壓縮設(shè)備，目前的控制方式為電機工頻運行，采用羅茨風(fēng)機的出口閥門調(diào)節(jié)，將電爐爐膛壓力控制在要求范圍內(nèi)。此操作方式存在閥門易損、電能浪費等缺點，為此在項目調(diào)研的基礎(chǔ)上提供整體解決方案，進(jìn)行變頻及自動控制系統(tǒng)的改造。

　　22.項1項目目概概述述及需求分析

　　遼寧錦州某金屬公司現(xiàn)有三套20MVA的電爐用于錳冶煉，電爐所產(chǎn)煙氣通過濕法工藝進(jìn)行凈化后，實現(xiàn)煤氣回收利用。

　　煤氣凈化及存儲工藝流程如圖1所示，電爐高溫?zé)煔馔ㄟ^凈化塔進(jìn)行冷卻降溫、噴淋洗滌、除塵、脫水處理，凈化后的煤氣通過羅茨風(fēng)機壓縮升壓，送往煤氣柜進(jìn)行儲存。洗滌循環(huán)水經(jīng)除泥處理后循環(huán)利用，部分污水處理后排放。

　　羅茨風(fēng)機出口設(shè)置有回流閥，通過控制閥門開度調(diào)節(jié)凈化系統(tǒng)總風(fēng)力，進(jìn)而控制電爐爐膛壓力在工藝要求范圍內(nèi)；出口同時設(shè)置有點火器，當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時進(jìn)行放散點火，確保系統(tǒng)安全。

　　電爐在生產(chǎn)過程中，要求爐膛保持在微負(fù)壓狀態(tài)；如果出現(xiàn)正壓力，則可能導(dǎo)致膛內(nèi)煙、火外冒；如果負(fù)壓力過低，則可能從爐外吸入過多空氣，煤氣與氧氣燃燒，會導(dǎo)致煙氣溫度升高，并且降低煤氣使用價值。爐膛壓力過高或過低（正常范圍-10Pa~5Pa）都存在安全隱患，所以必須進(jìn)行嚴(yán)格的控制[1]。

　　煤氣凈化工段的羅茨風(fēng)機是電爐冶煉生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，羅茨風(fēng)機吸入氣體的流量及壓力直接影響凈化塔的入口總吸力，進(jìn)而影響電爐的爐膛壓力?，F(xiàn)場配套三組煙氣凈化系統(tǒng)，每組采用一用一備的工作方式，共六臺羅茨風(fēng)機，配置相同。選用天津鼓風(fēng)機公司的ML系列臥式直聯(lián)羅茨風(fēng)機，進(jìn)氣流量：78.0～478.1m3/min；升壓：9.8～68.6kPa。配套三相異步電機，電壓380V，功率220kW，電流392A，轉(zhuǎn)速985rpm。煤氣凈化羅茨

　　風(fēng)機工況圖如圖2所示。

　　2.2原系統(tǒng)存在問題

　　現(xiàn)場電機運行方式為采用ABB軟啟動器實現(xiàn)軟啟動，軟啟動器帶有旁路接觸器，啟動完成后自動切換至工頻旁路運行。羅茨風(fēng)機控制方法為在操作室人工觀察爐膛壓力的儀表顯示信號，并通過電動回流閥的手操器，手動調(diào)節(jié)閥門開度。當(dāng)爐膛壓力過高時，需增加風(fēng)機吸力，此時減小回流閥開度；當(dāng)爐膛壓力過低時，需減小風(fēng)機吸力，此時加大回流閥開度。以此保證凈化系統(tǒng)氣體壓力的穩(wěn)定，維持爐膛壓力在安全范圍內(nèi)。煤氣凈化人工控制方法如圖3所示。

　　該方式主要存在以下弊端：

　?。?）煙氣凈化采用濕法工藝，煤氣中包含水汽，加大對閥門的沖擊損耗，大大縮短閥門的使用壽命；既增加維護工作量，而且降低生產(chǎn)效率，此點為本項目主要改造訴求。

　?。?）系統(tǒng)運行時回流閥的開度常在15%~40%范圍調(diào)節(jié)，存在節(jié)流損耗，增加了設(shè)備電耗。

　?。?）電機一直處于工頻滿負(fù)荷運行狀態(tài)，加大電機溫升，也將縮短電機的使用壽命。

　　（4）需配備監(jiān)控操作工，依據(jù)工人觀察進(jìn)行調(diào)節(jié)，既增加生產(chǎn)人員的工作量，操作過程也存在滯后。

　　圖3煤氣凈化人工控制方法

　　2.3技術(shù)需求

　?。?）將原有的工頻運行改為變頻運行方式，依據(jù)工況直接對電機調(diào)速，回流閥全部打開，既避免閥門損耗，也實現(xiàn)節(jié)能降耗。

　　增加PLC控制系統(tǒng)，依據(jù)壓力信號自動設(shè)置輸出頻率，實現(xiàn)爐膛壓力自動調(diào)節(jié)。

　　（3）在原有操作面板上增加手動頻率給定功能，作為備用操作，要求手動調(diào)節(jié)優(yōu)先級高于自動調(diào)節(jié)方式。

　?。?）在現(xiàn)行的一樓配電室和二樓控制室進(jìn)行工程改造；將配電室原有的三臺軟啟動柜置換為變頻器柜，因空間限制，要求柜體寬度不變，深度可適當(dāng)增加。二樓控制室新增一面PLC控制箱，并對原有的操作面板進(jìn)行改造。

　　33.改1自造動方控案制變頻調(diào)速方案

　　針對以上問題，在深入生產(chǎn)現(xiàn)場工段調(diào)查的基礎(chǔ)上，確定變頻調(diào)速改造方案：新增羅茨風(fēng)機變頻器，引入電爐爐膛壓力信號、凈化爐前總吸力信號至PLC，自動調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，以實現(xiàn)爐膛的恒壓控制；回流閥作為備用調(diào)節(jié)裝置，正常運行時管道的回流支路關(guān)斷；既可以滿足生產(chǎn)要求還可以實現(xiàn)節(jié)能降耗。煤氣凈化自動控制方法如圖4所示。

　　圖4煤氣凈化自動控制方法

　　3.2風(fēng)機自動控制系統(tǒng)設(shè)計

　　羅茨風(fēng)機自動控制實現(xiàn)方法如圖5所示，由PLC自控系統(tǒng)、變頻器、壓力變送器組成壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)，接入爐膛壓力和煤氣在進(jìn)入凈化塔前總吸力兩個模擬量信號，反饋壓力與設(shè)定壓力進(jìn)行比較，依據(jù)工藝要求綜合分析運算，實時控制變頻器的輸出量，自動調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，使?fàn)t膛壓力保持在設(shè)計范圍之內(nèi)，以滿足生產(chǎn)工藝的實際需求。

　　圖5羅茨風(fēng)機改造控制方塊圖

　　通過控制室原操作面板的兩個備用按鈕，實現(xiàn)頻率加

　　/減輸入，作為手動給定功能；當(dāng)自動控制系統(tǒng)出現(xiàn)偏差時可以通過手動操作進(jìn)行頻率調(diào)節(jié)，并具有高優(yōu)先級，保證生產(chǎn)的安全性。

　　動統(tǒng)力配系置統(tǒng)及方功案能

　　該變頻驅(qū)動系統(tǒng)的電氣原理圖（單組）如圖6所示。

　　圖6動力系統(tǒng)電氣原理圖

　?。≦S表示隔離開關(guān)，F(xiàn)U表示熔斷器，BP表示低壓變頻器，M表示電動機。）

　　4.2設(shè)備技術(shù)參數(shù)及功能介紹

　　羅茨機屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，本項目選用具備恒轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)功能的ABB低壓變頻器，型號ACS580，額定電流505A，相比于傳統(tǒng)的變轉(zhuǎn)矩風(fēng)機選型容量加大一檔配置，以滿足恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的啟動特性；并內(nèi)置有PID調(diào)節(jié)功能和通訊信號接口。

　　變頻器可以通過PLC控制自動給定、或通過面板按鈕手動給定，實現(xiàn)羅茨風(fēng)機的速度調(diào)節(jié)。

　　自動給定信號通過通訊信號提供，由自動控制操作箱中的PLC通過Modbus串口通訊給定。操作箱放置于控制室，內(nèi)置西門子S7-200SMART型號PLC，接入爐膛壓力和煤氣在進(jìn)入凈化塔前總吸力的模擬量AI信號，組成壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)，自動調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速。操作箱至變頻器之間通訊電纜敷設(shè)距離230米，串行通訊能力完全滿足要求。

　　手動給定信號通過原操作面板的兩個備用按鈕控制，該兩個數(shù)字量DI信號接入PLC，通過程序?qū)崿F(xiàn)頻率加/減功能，實現(xiàn)手動頻率調(diào)節(jié)。在PLC程序中設(shè)置手動給定的優(yōu)先級高于自動給定功能。

　　55.項1應(yīng)目用應(yīng)效用果效果

　　爐膛壓力原有范圍要求是-10Pa~5Pa，通過變頻調(diào)速自動控制運行后，調(diào)節(jié)效果良好；經(jīng)過和用戶協(xié)商將工藝要求優(yōu)化為-10Pa~0Pa的恒定微負(fù)壓，進(jìn)一步改善電爐的運行性能。如圖7所示，隨機截取兩段儀表數(shù)據(jù)，爐內(nèi)壓力分別為-1.35Pa和-3Pa，維持在微負(fù)壓狀態(tài)。

　　羅茨風(fēng)機是容積式風(fēng)機的一種。它由一個類似橢圓形的機殼與兩塊墻板包容成一個氣缸，一對彼此相互“嚙合”的葉輪，兩個葉輪等速相向旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)過程中把兩個葉片之間的空氣擠壓出來，將氣缸內(nèi)的氣體從進(jìn)氣口源源不斷地推移到出氣口，這就是羅茨風(fēng)機的整個工作過程。羅茨風(fēng)機的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計，決定了其風(fēng)壓在一定的流量范圍內(nèi)是近似恒定的，不論轉(zhuǎn)速變化如何其風(fēng)壓可以保持不變

　　[2]。

　　經(jīng)過改造后，由變頻器改變電機頻率達(dá)到無級變速，起到調(diào)節(jié)風(fēng)量的效果。而風(fēng)量則與風(fēng)機轉(zhuǎn)速成正比的，即Q=kN。

　　其中：Q——風(fēng)量；N——風(fēng)機轉(zhuǎn)速；k——系數(shù)。羅茨風(fēng)機作為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，其節(jié)電率與轉(zhuǎn)速降近似成

　　正比即△P%≈△N%。

　　其中：P——功率；N——風(fēng)機轉(zhuǎn)速。

　　根據(jù)現(xiàn)場應(yīng)用觀察，正常運行周期內(nèi)，風(fēng)機的頻率范圍通常在28Hz~42Hz，最常見是在32Hz~40Hz左右，總計可以獲25%左右的節(jié)能效果。

　　不論是從節(jié)能降耗、降低維護工作量等直接受益，還是從優(yōu)化生產(chǎn)工藝，延長電機等設(shè)備的使用壽命，改善電網(wǎng)環(huán)境等間接受益來說，羅茨風(fēng)機的變頻改造都具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢和積極意義。

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煤氣羅茨風(fēng)機變頻恒壓：羅茨風(fēng)機恒壓氣流控制裝置的制造方法

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　　羅茨風(fēng)機是一種容積式風(fēng)機，在工業(yè)生產(chǎn)中，可用于物料的氣力輸送，也可用于提 供恒定壓力的脈沖氣流。在提供恒定壓力脈沖氣流時，當(dāng)氣壓達(dá)到或超出設(shè)定值后，羅茨風(fēng) 機的壓力釋放閥會主動開啟，排氣降壓，使提供的氣流壓力維持在恒定的范圍。正是這種排 氣降壓過程造成了能量的大量損耗。且羅茨風(fēng)機因多余的做功，葉輪高速運轉(zhuǎn)而帶來很大 的工作噪音。三頁羅茨風(fēng)機工作噪音在60-70分貝，而二葉羅茨風(fēng)機工作噪音能達(dá)到100 分貝以上。發(fā)明內(nèi)容 本實用新型的目的正是為了克服現(xiàn)有技…

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