变频器在循环水冷却塔风机上的应用案例
摘要：某厂循环水场有三台冷却塔风机，采用的控制方式是正反转两地全压起动。夏季正转运行，通过调整运行电动机台数来调节风量，达到控制循环水温度的目的。
一 存在问题
某厂循环水场有三台冷却塔风机，采用的控制方式是正反转两地全压起动。夏季正转运行，通过调整运行电动机台数来调节风量，达到控制循环水温度的目的。冬季反转运行用以除霜。使用中存在以下问题。
1) 冷却塔风机运行时不能调节转数，只能以恒定转数运行。不能满足对风量进行精调的要求。
2) 冷却塔风机的电动机容量为160kW，额定电流为282A。全压起动电流接近2000A，不仅造成低压电气系统波动，而且对机械和电气设备的冲击损伤严重，电动机和机械设备检修次数较多。
3) 如要调节风量，只能通过调整电动机台数来进行粗调，有大部分电能被浪费掉了。
4) 冷却塔风机的电动机保护只能有短路和过负荷的常规保护，不能满足对电动机进行全面保护的要求。
二 改进方法
1) 采用FRNl60P11s—4cx变频器取代原接触器来控制风机转数(接线图如附图所示)。采用控制室/机前正反转两地控制，调速方式为控制室手动调速。考虑到变频器故障检修时不间断风机运行，采用带检修旁路的变频器柜。
2) 利用变频器的软起动/软停止功能替代原来的全压起动和惯性停机。并设定最佳加速时间为15s，最佳减速时间20 s。降低了起动电流和机械冲击给设备带来的破坏。
3) 利用变频器的节能功能实现风机节能。因为风机的风量与风机的转数的1次方成正比，压力与转数的2次方成正比，而风机的轴功率与转数的3次方成正比。假如风机的转数降低15%，风机的耗能将降低近40%。可见采用变频器调速的节能空间巨大。
4) 利用变频器的完备的保护功能实现对电动机的全面保护。变频器具有过电流、过电压、欠电压、电动机过载等保护功能。
三 应用效果
经过改进，冷却塔风机已连续运行至今，节电明显，起动电流和运行电流均明显降低;调速简洁实用，转速调整灵活，数据记录准确;实现了软起动/软停止，调速平滑、稳定.降低了对低压系统的冲击，延长了设备使用寿命。
四 经济效益
(1)直接经济效益
冷却塔风机经过变频改造后，各项运行数据记录表示。
变频改造后运行的频率在35～45 Hz区间，按照年平均运行40Hz汁算，改造后的风机按年运行320天计算，三台风机运行年耗电l 359 360 kW-h，单位电费0.4元/kW.h，年电费是54.37万元。
变频改造前电动机的运行电流为189 A，运行消耗功率为112 kW，三台电动机年运行耗电2 580 480kW.h，单位电费0.4元/kW.h，年电费是103.22万元。
可见，变频改造后运转节电效果每年节约电费48.85万元，减去改造投资费用54万元，投资改造后一年零两个月即基本收回投资。以后每年节约电费48.85万元，间接节约电动机维修费一万多元，并延长了电动机的使用寿命。
(2)间接经济效益
冷水塔风机的低故障率运行，保证了整个化工厂的三套生产装置所使用的循环水的高质量。保证生产装置的安全、稳定、优质、大负荷生产。
实践证明，变频器在循环水冷却塔风机上的应用是企业回报率高的良好方案。
