工控自動化應用方案：寬城縣工業企業變頻設備使用推廣項目建議書

寬城縣工業企業變頻設備使用推廣項目建議書

一、   項目提出背景
    幾年來，在縣委、縣政府建立“人口小縣、經濟大縣、工業強縣”的總體思想指導下，緊緊圍繞“立足趕超，跨越式發展，爭創全省、全國經濟強縣”這一主基調，按照“做大做強冶金、重點開發非金屬建材、優化提升黃金、大力發展兩頭在外企業”的總體思路，積極優化產業結構，推進產業升級，構建“以優勢產業為主，多元支撐為輔”的發展格局。通過工業“5118”工程、“1524”工程和“12262”工程的全麵實施，我縣工業取得了長足發展，工業增長呈現出翻番位增之勢，工業綜合經濟效益居全市前列，2006年，我縣工業現價產值將達到120億元，全部工業實現增加值46億元，工業利稅、工業利潤分別實現10.3億元、6.8億元，全年實現鐵精粉680萬噸，同比增長33%，實現生鐵90萬噸，同比增長6.58%，實現鋼坯56萬噸，是同期的12.5倍。2007年nian隨sui著zhe一yi批pi新xin的de增zeng長chang點dian項xiang目mu的de實shi施shi和he增zeng長chang點dian項xiang目mu產chan能neng的de釋shi放fang，工gong業ye經jing濟ji將jiang繼ji續xu保bao持chi強qiang勁jin增zeng長chang的de態tai勢shi。隨sui著zhe工gong業ye經jing濟ji的de快kuai速su發fa展zhan，能neng源yuan與yu環huan境jing麵mian臨lin的de承cheng載zai壓ya力li日ri趨qu顯xian現xian，如ru何he既ji保bao證zheng工gong業ye經jing濟ji平ping穩wen增zeng長chang，又you能neng合he理li保bao護hu環huan境jing，有you效xiao推tui進jin企qi業ye節jie能neng降jiang耗hao工gong作zuo，建jian設she節jie約yue型xing社she會hui成cheng為wei今jin後hou經jing濟ji發fa展zhan的de一yi項xiang重zhong要yao課ke題ti，麵mian對dui能neng源yuan供gong應ying緊jin張zhang、能源價格激烈波動的形勢，我縣堅持用科學的發展觀統攬經濟工作全局,積極采取各種節能降耗措施，大力發展循環經濟，使全縣能源綜合利用效率有了一定提高。單位GDP能耗有所下降。前三季度，全縣規模以上工業企業共完成工業GDP21億元，規模以上工業綜合能源消耗量為46.927萬噸標準煤，本期規模以上工業單位GDP能耗為2.23噸標準煤/萬元，同比下降0.25噸標準煤/萬(wan)元(yuan)。然(ran)而(er)我(wo)縣(xian)產(chan)值(zhi)綜(zong)合(he)能(neng)耗(hao)與(yu)先(xian)進(jin)地(di)區(qu)相(xiang)比(bi)還(hai)有(you)較(jiao)大(da)差(cha)距(ju)，如(ru)何(he)進(jin)一(yi)步(bu)推(tui)進(jin)企(qi)業(ye)節(jie)能(neng)降(jiang)耗(hao)，更(geng)大(da)限(xian)度(du)的(de)挖(wa)掘(jue)企(qi)業(ye)節(jie)能(neng)潛(qian)力(li)，依(yi)然(ran)任(ren)重(zhong)而(er)道(dao)遠(yuan)。隨(sui)著(zhe)工(gong)業(ye)生(sheng)產(chan)和(he)產(chan)品(pin)加(jia)工(gong)製(zhi)造(zao)業(ye)的(de)迅(xun)猛(meng)發(fa)展(zhan)，我(wo)縣(xian)風(feng)機(ji)、泵類設備應用範圍日趨廣泛，其電能消耗和諸如閥門、擋板相關設備的節流損失以及維護、維修費用占到生產成本的7%~25%，是一筆不小的生產費用開支。隨著經濟改革的不斷深入，市場競爭的不斷加劇；節能降耗業已成為企業降低生產成本、提ti高gao產chan品pin質zhi量liang的de重zhong要yao手shou段duan之zhi一yi。而er八ba十shi年nian代dai初chu發fa展zhan起qi來lai的de變bian頻pin調tiao速su技ji術shu，正zheng是shi順shun應ying了le工gong業ye生sheng產chan自zi動dong化hua發fa展zhan的de要yao求qiu，開kai創chuang了le一yi個ge全quan新xin的de智zhi能neng電dian機ji時shi代dai。普pu通tong電dian動dong機ji隻zhi能neng以yi定ding速su方fang式shi運yun行xing的de陳chen舊jiu模mo式shi，使shi得de電dian動dong機ji及ji其qi拖tuo動dong負fu載zai在zai無wu須xu任ren何he改gai動dong的de情qing況kuang下xia即ji可ke以yi按an照zhao生sheng產chan工gong藝yi要yao求qiu調tiao整zheng轉zhuan速su輸shu出chu，從cong而er降jiang低di電dian機ji功gong耗hao達da到dao係xi統tong高gao效xiao運yun行xing的de目mu的de，變bian頻pin技ji術shu及ji變bian頻pin器qi在zai我wo縣xian有you著zhe廣guang泛fan的de開kai發fa利li用yong前qian景jing。

二、變頻器工作原理、技術規範及應用領域
1、變頻器原理介紹

變頻器內的控製電路框圖

變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控製裝置。低壓變頻器主要采用交—直—交方式，先把工頻交流電源通過整流器轉換成直流電源，然後再把直流電源轉換成頻率、電壓均可控製的交流電源以供給電動機。變頻器的電路一般由整流、中間直流環節、逆變和控製4個部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為IGBT三相橋式逆變器，且輸出為PWM波形，中間直流環節為濾波、直流儲能和緩衝無功功率。通過變頻器可以自由調節電機的速度。如上圖。

2、變頻器技術規範

控製	控製方法			空間電壓矢量控製方式
	頻率設定分辯率			數字 : 0.01 Hz (100 Hz以下), 0.1 Hz ( 100 Hz以上) 模擬 : 0.05 Hz / 50 Hz, 輸出頻率範圍:0 – 300 Hz
	頻率精度			數字 : 最大輸出頻率的0.01 % 模擬 : 最大輸出頻率的0.1 %
	V/F 比率			線性, 平方根, 任意 V/F
	過載能力			額定電流150 % -1 分鍾, 額定電流200% - 0.5 秒。(特性與時間成反比)
	轉矩補償			手動轉矩補償 (0 - 20 %), 自動轉矩補償
運行	輸入信號	運行方式			鍵盤/ 端子 /RS485 通訊
		頻率設定			模擬 : 0 - 10V / 4 - 20 mA /, 子板的另外端口(0 - 10V/4 - 20 mA) 數字 : 鍵盤/RS485 通訊
		啟動信號			正轉,反轉
		多段速度			至多可以設定8個速度 (使用多功能端子)
		加減速時間			0-6000秒，加減速時間可切換加減速方式:線性, S型
		緊急停止			中斷變頻器的輸出
		寸動			慢速運行
		自動運行			通過設定的參數自動運行(7段速度)
		故障複位			當保護功能處於有效狀態時，可以自動複位故障狀態。
	輸出信號	運行狀態			頻率檢測等級，過載報警，過電壓，欠電壓，變頻器過熱，運行，停止，恒速，自動程序運行
		故障輸出			觸點輸出 – 交流250V 1A, 直流30V 1A
		模擬輸出			從輸出頻率，輸出電流，輸出電壓，直流電壓中選擇 (輸出電壓: 0 - 10V)
	運行功能			直流製動，頻率限製，跳頻，滑差補償，反轉保護，PID 控製等
保護功能	變頻器保護			過電壓，欠電壓，過電流，保險絲斷，接地故障，變頻器過熱，電機過熱，缺相，過載保護，外部故障1,2，通訊錯誤，速度指令丟失，硬件故障，選件錯誤等。
	變頻器報警			堵轉防護，過載報警，溫度傳感器故障。
	瞬間掉電			小於15 毫秒：連續運行大於15 毫秒：允許自動重新啟動
顯示	鍵盤		運行信息	輸出頻率，輸出電流，輸出電壓，設定頻率，運行速度，直流電壓
			錯誤信息	當故障保護時的運行狀態，保存有3個故障曆史信息。
環境	環境溫度			-10 ℃ ～ 40 ℃
	儲存溫度			-20 ℃ ～ 65 ℃
	環境濕度			最大90 % RH .(不結露)
	高度/振動			1,000 m 以下，5.9m/秒²(=0.6g)以下
	應用地點			無腐蝕氣體、易燃氣體、油霧或粉塵及其它
冷卻方式				強製風冷

3、變頻設備應用領域
    變頻器廣泛應用於鋼鐵、黃金、建材、水泥、機械、化工、熱電、製藥、紡織、煤炭、造紙、市政及油田等領域。
    通常在工業生產、產品加工製造業中風機設備主要用於鍋爐燃燒係統、烘幹係統、冷卻係統、通風係統等場合，根據生產需要對爐膛壓力、風速、風量、溫度等指標進行控製和調節以適應工藝要求和運行工況。而最常用的控製手段則是調節風門、擋板開度的大小來調整受控對象。這樣，不論生產的需求大小，風機都要全速運轉，而運行工況的變化則使得能量以風門、dangbandejieliusunshixiaohaodiaole。zaishengchanguochengzhong，bujinkongzhijingdushoudaoxianzhi，erqiehaizaochengdaliangdenengyuanlangfeiheshebeisunhao。congerdaozhishengchanchengbenzengjia，shebeishiyongshoumingsuoduan，shebeiweihu、維修費用高居不下。
    泵類設備在生產領域同樣有著廣闊的應用空間，提水泵站、水池儲罐給排係統、工業水（油）循環係統、熱交換係統均使用離心泵、軸流泵、齒輪泵、柱塞泵等設備。而且，根據不同的生產需求往往采用調整閥、回流閥、截止閥等節流設備進行流量、壓力、水位等信號的控製。這樣，不僅造成大量的能源浪費，管路、閥門等密封性能的破壞；還加速了泵腔、閥體的磨損和汽蝕，嚴重時損壞設備、影響生產、危及產品質量。
    風機、泵類設備多數采用異步電動機直接驅動的方式運行，存在啟動電流大、機械衝擊、dianqibaohutexingchadengquedian。bujinyingxiangshebeishiyongshouming，erqiedangfuzaichuxianjixieguzhangshibunengshunjiandongzuobaohushebei，shichangchuxianbengsunhuaitongshidianjiyebeishaohuidexianxiang。
    近年來，出於節能的迫切需要和對產品質量不斷提高的要求，加之采用變頻器易操作、免維護、控製精度高，並可以實現高功能化等特點；因而采用變頻器驅動的方案開始逐步取代風門、擋板、閥門的控製方案。

三、變頻改造方案設計依據
    由(you)於(yu)大(da)部(bu)分(fen)企(qi)業(ye)的(de)電(dian)機(ji)設(she)計(ji)不(bu)能(neng)排(pai)除(chu)在(zai)滿(man)負(fu)荷(he)狀(zhuang)態(tai)下(xia)長(chang)時(shi)間(jian)運(yun)行(xing)的(de)可(ke)能(neng)性(xing)，所(suo)以(yi)隻(zhi)能(neng)按(an)最(zui)大(da)需(xu)要(yao)來(lai)決(jue)定(ding)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)容(rong)量(liang)，設(she)計(ji)餘(yu)量(liang)一(yi)般(ban)偏(pian)大(da)，存(cun)在(zai)大(da)馬(ma)拉(la)小(xiao)車(che)資(zi)源(yuan)浪(lang)費(fei)的(de)現(xian)象(xiang)。另(ling)外(wai)工(gong)頻(pin)起(qi)動(dong)設(she)備(bei)時(shi)的(de)衝(chong)擊(ji)大(da)，電(dian)機(ji)軸(zhou)承(cheng)的(de)磨(mo)損(sun)大(da)，所(suo)以(yi)設(she)備(bei)維(wei)護(hu)量(liang)大(da)。而(er)采(cai)用(yong)變(bian)頻(pin)之(zhi)後(hou)啟(qi)動(dong)方(fang)式(shi)是(shi)軟(ruan)啟(qi)動(dong)，並(bing)且(qie)可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)負(fu)載(zai)量(liang)隨(sui)時(shi)調(tiao)節(jie)電(dian)機(ji)的(de)速(su)度(du)，節(jie)省(sheng)電(dian)能(neng)。另(ling)外(wai)采(cai)用(yong)的(de)變(bian)頻(pin)器(qi)為(wei)電(dian)壓(ya)源(yuan)型(xing)結(jie)構(gou)，功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)可(ke)高(gao)達(da)0.95，又能節約很大部分電量。
    anzhuangbianpinhouweilechongfenbaozhengxitongdekekaoxing，bianpinqitongshijiazhuanggongpinpangluzhuangzhi，gongpinpanglukaiguanyoubianpinqizhengtipeitaotigong，kezaiguzhangshijiangdianjiqiehuanzhigongpinzhuangtaixiayunxing。anzhuangshijiandan、方便，即電機、電氣主回路保留用戶原有設備，將變頻器串入電機和斷路器之間即可，對原有接線改動不大。
    設備進行變頻改造後，不僅具有節能效果，並且在其它方麵也產生了一些顯著的影響：一、采cai用yong變bian頻pin調tiao節jie後hou，係xi統tong實shi現xian軟ruan啟qi動dong，電dian機ji啟qi動dong電dian流liu隻zhi是shi額e定ding電dian流liu，啟qi動dong時shi間jian相xiang應ying延yan長chang，對dui電dian網wang和he變bian壓ya器qi無wu大da的de衝chong擊ji，減jian輕qing了le起qi動dong機ji械xie轉zhuan矩ju對dui電dian機ji機ji械xie損sun傷shang，有you效xiao的de延yan長chang了le電dian機ji的de使shi用yong壽shou命ming，而er且qie還hai可ke以yi隨sui時shi起qi動dong或huo停ting止zhi。二er、變bian頻pin改gai造zao前qian，風feng量liang的de調tiao節jie要yao靠kao調tiao整zheng檔dang板ban的de開kai度du來lai完wan成cheng，一yi次ci風feng量liang的de改gai變bian通tong常chang要yao反fan複fu調tiao節jie多duo次ci才cai能neng完wan成cheng。變bian頻pin改gai造zao後hou，電dian機ji轉zhuan速su的de改gai變bian隻zhi要yao在zaiDCS設定即可，大大降低了勞動強度，提高了生產效率，風量調節更平穩、精確；三、操作使用方便，變頻器操作隻有簡單的開機、停機和頻率調整。能進行無級調速，調速範圍廣，且調速精度高，適用性強。四、保護功能完善，故障率低，風機啟動平穩，啟動電流小，可靠性高。五、由於電動閥門的動作次數大大減少，減少了係統的設備故障。電動機運行振動及噪聲明顯下降，軸承溫度也有很大的下降。
    變頻調速器，以適用性強、可靠性高、操作使用方便等性能，受到用戶的歡迎。它應用在調速、節電、軟啟動方麵，對企業有很大的實用價值。

四、安裝使用變頻設備的優越性
1、機電產品安裝變頻裝置後，不需滿負荷運行，節電效果好，功率因數高。
2、變頻裝置安裝方便，電機和負荷不動，將其加入電源側即可。
3、具有軟起功能，能有效降低設備負荷強度，延長使用壽命。
4、安全性能好，變頻裝置在出現問題後，可以進行旁路的方式運行。
5、運行精度高，變頻設備運行精度高，可以實現精確調節，速度是由輸出頻率限定，當負荷出現波動時，轉速不變。
6、維護費用低，變頻調速維護費用低，在設備正常運行時無消耗品。

五、效益分析
    變頻調速技術的基本原理是根據電機轉速與工作電源輸入頻率成正比的關係：n =60 f（1-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）；通過改變電動機工作電源頻率達到改變電機轉速的目的。變頻器就是基於上述原理采用交-直-交電源變換技術，電力電子、微電腦控製等技術於一身的綜合性電氣產品。通過流體力學的基本定律可知：風機、泵類設備均屬平方轉矩負載，其轉速n與流量Q，壓力H以及軸功率P具有如下關係：Q∝n ，H∝n2，P∝n3；即，流量與轉速成正比，壓力與轉速的平方成正比，軸功率與轉速的立方成正比。
    對於風機、泵類設備采用變頻調速後的節能效果，以山東淄博水泥廠改造的三台篦冷機風機為
    例：改造後根據電流電壓計算：
    改造前電壓為380V，電流分別為216A、209A、217A，運行工況以 24小時連續運行，全年運行時間以300天，功率因素以0.85為計算依據。
    則改造前這三台每年的電量分別為：
    Wg20=1.73×380×216×0.85×24×300=869030kW·h
    Wg21=1.73×380×209×0.85×24×300=840867kW·h
    Wg22=1.73×380×217×0.85×24×300=873053kW·h
    改造後電壓分別為300V，260V，260V。電流分別為152A，140A，130A。這三台每年的電量分別為：
    Wg20=1.732×300×152×0.85×24×300=483352kW·h
    Wg21=1.732×260×140×0.85×24×300=385388kW·h
    Wg22=1.732×260×130×0.85×24×300=357860kW·h
    相比較節電量為：
    Wg20= W1－W11=869030-483352=385678kW·h
    Wg21= W1－W11=840867-385388=455299kW·h
    Wg22= W1－W11=873053-357860=515193kW·h
    每度電按0.5元計算，則采用變頻調速每年
    G20可節約電費192839元，
    G21可節約電費227649元，
    G22可節約電費257596元。
    在冶金行業變頻設備改造節電效果明顯，下麵是承德長豐礦業公司安裝三台德力西變頻器後的節能情況：
    負載配套電機配套變頻器配套變頻器前的工作電流配套變頻器前的工作電流綜合節電效果
    清水泵160KW185KW180-220A80-140A35%以上
    尾礦泵280KW315KW350-480A240-380A25%以上
    尾礦按力泵315KW355KW380-500A270-380A25%以上

    實踐證明，冶金、水(shui)泥(ni)行(xing)業(ye)變(bian)頻(pin)改(gai)造(zao)具(ju)有(you)顯(xian)著(zhu)的(de)節(jie)電(dian)效(xiao)果(guo)，是(shi)一(yi)種(zhong)理(li)想(xiang)的(de)調(tiao)速(su)控(kong)製(zhi)方(fang)式(shi)。既(ji)提(ti)高(gao)了(le)設(she)備(bei)效(xiao)率(lv)，又(you)滿(man)足(zu)了(le)生(sheng)產(chan)工(gong)藝(yi)要(yao)求(qiu)，並(bing)且(qie)因(yin)此(ci)而(er)大(da)大(da)減(jian)少(shao)了(le)設(she)備(bei)維(wei)護(hu)、維wei修xiu費fei用yong，還hai降jiang低di了le停ting產chan周zhou期qi。直zhi接jie和he間jian接jie經jing濟ji效xiao益yi十shi分fen明ming顯xian，設she備bei一yi次ci性xing投tou資zi通tong常chang可ke以yi在zai變bian頻pin改gai造zao後hou短duan短duan幾ji個ge月yue的de時shi間jian裏li僅jin僅jin靠kao節jie約yue電dian費fei就jiu能neng收shou回hui。

六、變頻設備推廣項目規劃：
    我縣擬投資5000萬元在全縣推廣使用變頻節能設備，主要工作分兩個階段進行，一是典型試點，二是全麵推廣。
    典型試點階段：現定於在我縣天寶礦業集團有限公司和寬豐集團長豐礦業有限公司兩家企業進行試點，目前天寶集團已安裝20台(tai)變(bian)頻(pin)設(she)備(bei)，使(shi)該(gai)集(ji)團(tuan)各(ge)公(gong)司(si)都(dou)已(yi)安(an)裝(zhuang)使(shi)用(yong)。泰(tai)豐(feng)公(gong)司(si)在(zai)長(chang)豐(feng)公(gong)司(si)安(an)裝(zhuang)三(san)台(tai)試(shi)運(yun)營(ying)成(cheng)功(gong)，該(gai)公(gong)司(si)專(zhuan)門(men)召(zhao)開(kai)了(le)由(you)八(ba)個(ge)鐵(tie)精(jing)粉(fen)加(jia)工(gong)企(qi)業(ye)的(de)副(fu)礦(kuang)長(chang)，電(dian)工(gong)班(ban)長(chang)和(he)公(gong)司(si)副(fu)總(zong)經(jing)理(li)參(can)加(jia)的(de)產(chan)品(pin)推(tui)介(jie)觀(guan)摩(mo)會(hui)，號(hao)召(zhao)各(ge)分(fen)礦(kuang)近(jin)期(qi)安(an)裝(zhuang)試(shi)營(ying)目(mu)前(qian)兩(liang)家(jia)企(qi)業(ye)已(yi)安(an)裝(zhuang)了(le)部(bu)分(fen)變(bian)頻(pin)節(jie)能(neng)設(she)備(bei)。
全麵推廣階段：經過企業安裝調試變頻設備產品，經驗證取得較好效果後，在我縣全縣工業企業推廣使用，按鐵選、鋼鐵業、黃金、水泥、建材逐行業進行推廣，力爭在2007年全部完工，我縣擁有鋼鐵、黃金、建材等70餘家工礦企業，推廣該項目需變頻設備500餘台。

七、生產安全及質量保證
    生產安全：嚴格按照《中華人民共和國安全生產法》進jin行xing生sheng產chan，直zhi接jie聘pin請qing變bian頻pin器qi廠chang家jia的de專zhuan家jia來lai我wo縣xian各ge工gong礦kuang企qi業ye進jin行xing設she備bei安an裝zhuang和he調tiao試shi，調tiao試shi正zheng常chang後hou對dui我wo廠chang操cao做zuo人ren員yuan進jin行xing嚴yan格ge的de崗gang前qian培pei訓xun，經jing考kao核he達da標biao後hou方fang可ke正zheng式shi上shang崗gang，同tong時shi製zhi定ding規gui模mo的de安an全quan生sheng產chan製zhi度du和he規gui範fan，切qie實shi保bao證zheng生sheng產chan安an全quan。
    質量保證：變頻設備屬高技術產品，科技含量高，生產廠家一般都具規模的集研發、生產、銷售和技術服務為一體的產品生產、銷售和售後服務體係，生產車間全部采用防靜電處理，擁有先進的生產、測ce試shi和he先xian進jin管guan理li水shui平ping，並bing通tong過guo國guo家jia權quan威wei部bu門men質zhi量liang管guan理li體ti係xi認ren證zheng，研yan發fa部bu門men大da多duo采cai用yong仿fang真zhen模mo擬ni及ji三san維wei設she計ji技ji術shu，使shi產chan品pin研yan發fa周zhou期qi縮suo短duan，產chan品pin生sheng命ming周zhou期qi延yan長chang，生sheng產chan廠chang商shang全quan國guo在zai國guo家jia重zhong點dian城cheng市shi建jian立li相xiang應ying辦ban事shi處chu和he技ji術shu服fu務wu中zhong心xin，形xing成cheng一yi個ge龐pang大da、完整、有效的銷售和服務體係，切實維護了設備用戶的權益。

八、結論
    zongshangsuoshu，zaiwoxiantuiguangshiyongdelixibianpinshebei，bujinnenggouyouxiaodehuanjiewoxiandianliziyuangongyingjinzhangdexingshi，gengnengdafujiangdiqiyedunchanpinshengchanchengben，youxiaotigaoqiyexiaoyishuiping，delixibianpinshebeidepujituiguang，bijiangchengweituijinwoxiangongyeqiyejienengjianghaogongzuoyouyizhongdajucuo，youlituidongwoxianjianshejieyuexingshehuidejincheng。

狀　態：離線

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公司名稱：	德力西（杭州）變頻器有限公司
聯係人：	銷售部
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主　　頁：	http://www.delixidrives.com

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