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 “十大重点节能工程”节能措施之一 |
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钢铁行业综合节能解决方案
(部分技术介绍) |
内馈电机斩波控制调速技术 |
技术应用领域：
内馈电机斩波控制调速装置是一种新型交流调速技术，它主要适用于大型风机、泵类的调速运行和节能降耗。目前广泛应用于钢铁、石油化工、有色、建材、电力热力、市政等工业行业。
应用领域工艺现状：
钢铁厂的炼铁助燃风机、冷却循环水水泵、轧线的循环冷却水、钢铁除尘风机、结晶器冷却循环水水泵等风机泵类大多是6kV、10kV电机驱动系统，这些设备普遍存在大马拉小车、负荷变动大、调节手段差等问题，造成大量能源浪费。目前钢铁企业的风机水泵的节能区间普遍在20-50%之间。
技术特点：
◆ 回避了定子控制的高电压问题，可以实现高压电机低压控制；
◆ 控制装置的容量可以小于电机的容量，即为小容量控制大容量；
◆ 控制装置和定子高压电源均为电磁隔离，在控制装置内采取措施，减少送入回馈绕组电流中的谐波电流，可使对电源污染大为减小；
◆ 整个系统没有外附变压器，调速损耗最小，效率最高；
◆ 在风机负载方面，根据需要可以加装软启动功能满足启动要求。
技术原理：
内馈调速斩波控制装置与专用的内馈电机构成的电机调速系统是一种以低压（通常约为200-1000V）控高压（6KV-10KV），以电机部分功率控制全部功率的高效率调速技术，突出特征在于“内馈”与“斩波”两项技术的有机结合。
内馈调速斩波调速的理论依据是电机转速、机械功率和电磁转矩之间的关系公式，即Ω = PM /T。由于电磁转矩在转速稳态时，取决于负载转矩的大小。因此，当负载转矩因客观工况确定时，电磁转矩也随之确定。动态转矩对转速的作用只表现在调速的过渡过程中，转矩的变化是功率控制和转速响应滞后的结果，在一定的功率控制作用下，动态转矩随转速响应自动减小，直至新的负载平衡时变为零。因此，电机转速只能通过功率控制来实现。
内馈调速是基于转子的高效电磁功率控制调速，通过将转子的部分功率（即电转差功率）移出来，使转子的净电磁功率发生改变，电机转速就相应得到控制。为了获得高性能的调速，加强电机调速的内因，内馈调速在电机定子上另外设置了内馈绕组，用来接受电转差功率，有源逆变器使内馈绕组工作在发电状态，通过电磁感应将功率反馈给电机定子，使定子的有功功率与机械输出功率相平衡。
案例1：包钢集团公司天诚线材有限公司循环水泵电机调速改造。
包钢集团公司天诚线材有限公司动力车间现有12台冷却循环水泵，其中1－8＃水泵每两台一组成一套系统运行，两台水泵一用一备。本项目改造1、2＃水泵中的一台。
1、2＃水泵配套电机有关参数：
型号：Y450-6 水泵型号：500S98B 功率：560KW
流量：1746m3/h 电压；6KV 扬程：74m
转速：990r/min
改前能耗状况：
| 水泵电机 |
负荷量
（kW） |
实耗功率
（kW） |
年使用时间
（h）
|
年用电量
（104kWh） |
年耗能量
（tce/a） |
1台 |
460 |
278 |
8000 |
222 |
836 |
该后能耗状况：
| 水泵电机 |
不调速负荷量
（kW） |
调速实耗功率
（kW） |
年使用时间
（h） |
年用电量
（104kWh） |
年耗能量
（tce/a） |
1台 |
278 |
80 |
8000 |
64 |
241 |
节能效果：
原系统年用电量
（104kWh） |
项目实施后年用电量
（104kWh） |
年节电量
（104kWh） |
年节能量
（tce/a） |
年节能效益
（104yuan/a） |
222 |
64 |
158 |
594 |
80 |
案例2：首秦金属材料有限公司热风炉助燃1#和3#风机电机调速改造项目。
首秦金属材料有限公司现有两台高炉3台助燃风机。本项目对1#和3#风机进行改造参数如下：
1#助燃风机配套电机有关参数：
型号：Y450-4 风机型号：SFG16D-C7B 功率：560KW
风量：126100m3/h
电压；10KV 风压：12970Pa 转速：1480r/min
3#助燃风机配套电机有关参数：
型号：Y450-6 风机型号：SFG16D-C5A 功率：1120KW
风量：196500m3/h 电压；10KV 风压：14630Pa
改前能耗状况：
风机电机 |
负荷量
（kW） |
实耗功率
（kW） |
年使用时间（h） |
年用电量
（104kWh） |
年耗能量
（tce/a） |
2台 |
1680 |
1200 |
8000 |
968 |
3264 |
改后能耗状况：
| 风机电机 |
不调速负荷量
（kW） |
调速实耗功率
（kW） |
年使用时间（h） |
年用电量
（104kWh） |
年耗能量
（tce/a） |
2台 |
1200 |
830 |
8000 |
648 |
2400 |
节能效果：
原系统年用电量
（104kWh） |
项目实施后年用电量
（104kWh） |
年节电量
（104kWh） |
年节能量
（tce/a） |
年节能效益
（104yuan/a） |
968 |
648 |
320 |
860 |
150 |
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