煤氣加壓羅茨鼓風機變頻調速改造控制方案

煤氣加壓羅茨鼓風機變頻調速改造控制方案

羅茨風機變頻節能改造方法實例能耗對比： 煤氣加壓羅茨風機與離心式增壓風機的區別視頻講解 停！！！，下面是給機器人看的，您看到這里就可以了，采購風機請直接撥打15066131928

為了充分保證煤氣加壓系統的可靠性，變頻器加裝了工頻旁路裝置，兩臺煤氣加壓機現有的控制設備和運行方式仍將保留，控制回路上設計工頻/變頻運行切換選擇，工/變頻選擇由人工切換操作，實現兩臺煤氣加壓機在工頻或變頻運行。

通過目前已有的DCS系統可顯示變頻器的運行數據和當前狀態，實時監控系統運行。操作方面，有遠程控制和本地控制2種控制的方式，這2種控制方式可提高系統的安全性能。變頻器內置PLC，用于柜體內開關信號的邏輯處理，以及與現場各種操作信號和狀態信號（如RS-485）的協調，并且可以根據用戶的需要擴展控制開關量，增強了系統的靈活性。

該用戶采用兩臺JD-BP37-315F（315kW/6kV）高壓變頻器分別控制兩臺煤氣加壓機，高壓變頻器設備安裝在風機值班室內，原高壓柜至電機的高壓電纜用做改造時電機至變頻器連接電纜，變頻器至高壓柜電纜重新敷設，同時敷設集控室至高壓變頻器的控制電纜用于變頻器的遠程控制，采集現場設備狀態信號，實現設備的控制調節及信號反饋。此外還需敷設一根高壓柜至變頻器的控制電纜，用于高壓柜合閘允許和高壓柜緊急分閘控制。

兩臺高壓變頻器主回路控制方式相同，以A煤氣加壓機主回路控制為例說明， 旁路柜中，共有3個高壓隔離開關，為了確保不向1#變頻器輸出端反送電，K2與K3采用電磁互鎖操動機構，實現電磁互鎖。當K1、K3閉合，K2斷開時，A煤氣加壓機變頻運行；當K1、K3斷開，K2閉合時，A煤氣加壓機工頻運行，此時變頻器從高壓中隔離出來，便于檢修、維護和調試。

旁路柜必須與上級高壓斷路器DL連鎖，DL合閘時，絕對不允許操作旁路隔離開關與變頻器輸出隔離開關，以防止出現拉弧現象，確保操作人員和設備的安全。 故障分閘：將1#變頻器“高壓分斷”信號與旁路柜“變頻投入”信號串聯后，并聯于高壓開關分閘回路。在變頻投入狀態下，當1#變頻器出現故障時，分斷1#變頻器高壓輸入；旁路投入狀態下，變頻器故障分閘無效。

保護：保持原有對電機的保護及其整定值不變。6壓力閉環控制系統原理、PID設定

由于該公司需要對煤氣壓力進行控制，因此采用壓力閉環控制，測量元件為壓力傳感器，將它安裝在羅茨鼓風機出氣口的官道上，Vi為需設定壓力值，壓力傳感器測量壓力V作為輸出量，構成閉環控制系統。變頻器通過采集測量V與用戶給定值Vi進行比較和運算，通過內置PID進行調整，將結果轉換為頻率調節信號送至變頻器，直至達到給定液位的給定值Vi。

（1）在PID控制中，P系數加大，可以加快調節速度。但如果過大，系統容易因超調而震蕩。若P太小，又會使系統的動作緩慢。P可正可負。如果比例系數為正，那么該回路為正作用回路；如果比例系數為負，那么該回路為反作用回路。本變頻器P設定為0.5。 （2）積分I的作用主要是消除系統的靜態誤差。但過強的積分作用使閉環系統超調加大。所以在調節過程初期，應減弱積分作用，防止產生積分飽和現象；而到過程后期，應適當增強積分作用，以提高控制精度。本變頻器I設定為15.0。 風光高壓變頻器內置PID功能，其中PID結構參數具有以下選擇方式： 0：比例PID控制只比例增益起作用； 1：積分PID控制只積分增益起作用； 2：比例+積分PID控制比例增益和積分增益同時起作用； 3：比例+積分+微分PID控制比例增益、積分增益和微分增益同時起作用。 本變頻器PID結構功能選擇2，比例+積分PID控制比例增益和積分增益同時起作用，完全可以滿足壓力閉環控制系統的控制要求，不需要設定微分參數。 原系統改為變頻調速系統以后，有一些問題需要重新設定。如：放風閥的壓力設定，未改造前的原工頻運行，放風閥的壓力為5kPa，也就是當羅茨風機后級的氣壓達到5kPa以上時，才開啟放風閥，排泄出多余的煤氣。由于羅茨風機的工作特點，必須把進風閥門進入的氣體完全打出去，當后級的氣壓較高時，羅茨風機負荷較重，電機電流已經超過額定值較多，變頻器控制方式采用矢量控制，下限頻率設定為20Hz。經過與客戶溝通后，正常煤氣加壓壓力為3kPa左右，基本滿足正常生產需要。這樣煤氣加壓系統可以進一步降低消耗。

A、B煤氣加壓機變頻節電改造后，2015年7月中旬，正式投入生產，至今運行正常。系統達到了預期的效果：實施變頻改造后，煤氣加壓站總用電量有明顯下降，設備實現了軟起動，改善了設備的運行工況，極大地減輕了羅茨風機起動時對供配電系統的沖擊。為了對比變頻改造節能情況，對工頻、變頻相應的運行數據進行了一周統計，以A煤氣加壓機的運行數據為例。 改造后，A煤氣加壓機的節電率為：（209.30-145.99）/209.30=30.25%，該設備年運行時間300天，每天運行 24h。按0.51元/kW?h計算，年節省電費： （209.30-145.99）kW×24h×300d×0.51元/kW?h =232474.6元。

除了節能效果顯著外，還具有以下效果： （1）維護量減少。采用變頻調速后，大部分時間里，羅茨風機的運行轉速大大低于額定轉速。由于加壓機啟動緩慢及轉速的降低，減少了風機的零部件密封、軸承的磨損，相應地延長了風機的壽命。 （2）工作強度降低。改造后采用壓力閉環控制，就不用調節放風閥，操作工作由手動轉變為自動、監控，完全實現生產的無人操作，大大減輕了工人的勞動強度。 （3）現場噪音大大降低，有效改善現場的運行環境，運行人員反映良好；便于實現煤氣加壓站機組控制系統自動化管理。

經過變頻改造后，煤氣加壓機實現軟啟軟停，不僅大大降低了工作人員的勞動強度，而且使整個工藝流程更穩定，達到了較好的節能效果。隨著國家對節能減排工作的越來越重視，企業通過各種措施降低生產成本，其中變頻技術起到了關鍵作用，取得了明顯的經濟效益和社會效益，適應了國家建設資源節約型社會的潮流。

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