在采用变频调速,且系统流量需减小时,降低罗茨风机转速,使罗茨风机在规定压力下低流量点运行。罗茨风机的输入功率与流量成近似线性关系,如图2所示。因此,罗茨风机进行变频改造后的节能效果主要决定于所运行流量的大小,罗茨风机的耗电量与流量成正比.
对于全速工频运行的系统,通过调节进风阀门开度来调节流量,则进风风阻增加,使输入的风压降低,产生大量的电能浪费;若采用输出排风方法调节输出流量,排出的风也同样浪费,造成电能的浪费。凶此,采用变频恒压控制改造后可降低罗茨风机的运行转速,减少电消耗,实现节能。
系统改造后还可使系统实现软起动、软停止,减少系统起动对电网的冲击,减少系统起动次数,运行平稳;由于罗茨风机运行转速的降低,减少了机械磨耗,延长了电机和罗茨风机的使用寿命.
系统若采用压力闭环控制方案改造,可实现全自动控制,真正实现无人值守。
4 罗茨风机变频改造后节能量计算目前罗茨风机在应用时,调节方式有两种,一种是罗茨风机的输入口有阀门调节或输入流量受限制造成流量不均衡,另一种是采用输出侧直接放风的方式。在这里对两种方式分别进行变频改造节能效果分析。根据罗茨风机的负载特性,由于罗茨风机效率较高,这里忽略损耗。
4。1基本计算公式

采用变频调速后要保证流量不变,但由于罗茨风机的进风压力升高,进风和出风的压差变小,根据式(2)可知,罗茨风机的消耗功率将随压力增加量的降低而降低,因此节电率为
4.3输出侧调节方式变频改造节能分析计算系统在工频下运行,由于改造前采用出口放风阀门来调节,因此可认为罗茨风机电机运行在额定工作状态。采用变频调速后要保证使用流量不变,关闭排风阀门后,罗茨风机的消耗功率与额定流量的比值为
在实际计算时,一般很难得到需要的流量数值,因此通过上述计算方法很难计算出节电率,但很容易得到输送管道的管径、排风管的管径和排放管阀门的开度,因此町得到:
在上述计算中未考虑系统损耗等情况,以下是理论计算值,实际工况比上述计算复杂得多,因此节能率要比计算值低些.
5 水泥厂罗茨风机变频改造实例某立窑水泥厂,生产线上的罗茨风机是主要的耗能设备,其风量是按工艺要求进行调节的。
以前的水泥厂通过采用调节进风口或放风口挡板开起度的方法来满足工艺要求.由于该方法是以增大风阻或牺牲风机效率来达到要求的,即以增大耗能为代价取消风量的粗调,同时过剩的风量向空中排放,又加重了环境污染,诸多弊端一直困扰着每一家水泥厂.
5.1现有设备技术参数现有设备技术参数分别如表l、2所示。
5. 2选用变频器时的有关要求罗茨风机属于恒转矩类负载,在选配罗茨风机变频调速装置时,应避免选用离心风机、水泵等专用的变频调速器,而应选用恒转矩负载类的通用变频调速器。选用变频器拖动的主要目的是按需要的用风量合理调节压力的设定值,实现稳压节能运行。按配套电动机额定电流选用变频器,变频器要有内置PID调节功能和4-20mA或0-10V模拟信号接口,使用地点的电压变动率要在变频器允许输入电压范围内。
5.3变频改造技术方案改造方案采用变频器对罗茨风机进行变频控制,变频运行时人工给定信号,变频器自动增加或减少电机运行频率,改变风机的运行转速。
在变频改造时,保留原系统起动柜不变,只需要将起动装置的进线和出线与变频装置开关柜连接,当变频装置需要检修或冈为各种原因不能正常工作时,系统可切换到通过原有的起动系统运行,保证生产。系统原理示意图如图3所示.
变频改造运行后,根据系统实际消耗功率的测试数据计算出系统节电率达到百分之23.6,与计算值较为接近.可见变频改造确实可以有明最的节能效果,并且节能分析预估算对制定节能方案具有指导意义,十分必要。
(2)间接经济效益分析:变频软起动节省电能,并减少了维修费用,操作便捷,节省了劳动力等。
6 结 语
罗茨风机变频改造时应按恒转矩负载考虑,实例表明,对罗茨风机实施变频调速,具有调速性能好、改造方便、节能效果显着等优点,可以普遍推广到罗茨风机的各个应用领域.