一 引(yin)言(yan)
在(zai)玻(bo)(bo)璃(li)行業，由于電費(fei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)本已(yi)成(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)(wei)原材料成(cheng)(cheng)(cheng)本，人工(gong)成(cheng)(cheng)(cheng)本之(zhi)(zhi)后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)第三大(da)開支；在(zai)用(yong)電緊張的(de)(de)(de)(de)(de)(de)今(jin)天，節(jie)省(sheng)電費(fei)已(yi)成(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)(wei)企業經營者考慮的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)件大(da)事；而玻(bo)(bo)璃(li)廠的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)化(hua)(hua)(hua)爐(lu)(lu)是(shi)(shi)玻(bo)(bo)璃(li)廠的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重要設備之(zhi)(zhi)一(yi)，也(ye)是(shi)(shi)主要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耗(hao)電設備之(zhi)(zhi)一(yi)。鋼(gang)(gang)化(hua)(hua)(hua)冷(leng)卻(que)風機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)容量(liang)(liang)是(shi)(shi)按照鋼(gang)(gang)化(hua)(hua)(hua)爐(lu)(lu)最大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)設計產量(liang)(liang)來選型的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，且(qie)留有(you)一(yi)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)余量(liang)(liang)。在(zai)使用(yong)中，冷(leng)卻(que)風機(ji)(ji)長期(qi)固定(ding)(ding)在(zai)最大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉速下(xia)運行。由于季節(jie)、晝夜(ye)和(he)生(sheng)產工(gong)況的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)(hua)(hua)，冷(leng)卻(que)風機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實際風量(liang)(liang)需求在(zai)絕大(da)部分時間(jian)內遠比設計負載低；在(zai)轉速固定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況下(xia)，當冷(leng)卻(que)風機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)風量(liang)(liang)過(guo)剩(sheng)時，只能通過(guo)控制(zhi)風門的(de)(de)(de)(de)(de)(de)進風量(liang)(liang)，這樣就造成(cheng)(cheng)(cheng)風機(ji)(ji)功耗(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)嚴(yan)重浪費(fei)，故對(dui)立窯(yao)風機(ji)(ji)進行變頻節(jie)能改造具有(you)一(yi)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)現實意(yi)義。本文就玻(bo)(bo)璃(li)鋼(gang)(gang)化(hua)(hua)(hua)爐(lu)(lu)兩臺(tai)功率為(wei)(wei)315kW的(de)(de)(de)(de)(de)(de)離心風機(ji)(ji)為(wei)(wei)例，介(jie)紹(shao)普傳PI9000系(xi)列變頻器在(zai)鋼(gang)(gang)化(hua)(hua)(hua)爐(lu)(lu)風機(ji)(ji)調速的(de)(de)(de)(de)(de)(de)節(jie)能應用(yong)。
二 鋼化爐工作原理
玻(bo)璃(li)鋼化機組(zu)主(zhu)要由放片(pian)段(duan)、對流(liu)加熱段(duan)、平(ping)鋼化段(duan)、和取片(pian)段(duan)四(si)大部(bu)分(fen)，以(yi)及(ji)高壓離心(xin)風機、供風管(guan)道、集風箱(xiang)、氣(qi)(qi)路(lu)、電氣(qi)(qi)控制(zhi)柜、操作臺等組(zu)成(cheng)。強(qiang)制(zhi)對流(liu)平(ping)鋼化機組(zu)采(cai)用獨有的噴射增流(liu)技術，通過吸入爐(lu)內(nei)熱空(kong)氣(qi)(qi)與經過預熱的壓縮(suo)空(kong)氣(qi)(qi)在噴管(guan)內(nei)混合，使(shi)噴管(guan)向玻(bo)璃(li)表面(mian)噴出的氣(qi)(qi)流(liu)溫度大幅提(ti)高，爐(lu)內(nei)熱空(kong)氣(qi)(qi)對流(liu)循(xun)環強(qiang)制(zhi)增強(qiang)，爐(lu)溫均勻性(xing)及(ji)穩定性(xing)的提(ti)高，使(shi)玻(bo)璃(li)在爐(lu)內(nei)的加熱效果(guo)更好。
三 玻璃(li)鋼化(hua)過程與(yu)工(gong)藝(yi)
玻璃鋼化爐(lu)的玻璃鋼化工藝主(zhu)要由兩部分組成，即加(jia)熱和(he)淬冷(leng)。
（1）先將(jiang)普通玻璃(li)在往(wang)復式(shi)加熱室中均勻受熱到玻璃(li)軟(ruan)化(hua)點，使玻璃(li)軟(ruan)化(hua)后進行極速(su)淬冷來完成玻璃(li)鋼化(hua)。
（2）淬冷使(shi)用的(de)吹(chui)風來自兩臺功率(lv)為315kW的(de)離心風機。
（3）根據(ju)玻璃薄(bo)厚不(bu)同，離心風(feng)機轉速(su)按控制系統上位機設(she)定的參數，產生(sheng)流量大(da)小不(bu)同的強大(da)氣流，均勻地(di)對玻璃的正反面進行吹(chui)風(feng)淬(cui)冷。
（4）經過鋼(gang)化淬冷后的玻(bo)璃，在其表(biao)面形成(cheng)壓應(ying)力(li)，當玻(bo)璃承受外(wai)力(li)時，首(shou)先抵消表(biao)層應(ying)力(li)，從而提高了承載能力(li)，改善了玻(bo)璃抗拉強度。
四 設備性能及技術參數
1 玻璃產品規(gui)格
平鋼(gang)化玻璃：
玻璃最大(da)尺寸： 4800mm × 2400mm（5mm） 2200mm*2400mm (4mm)
玻(bo)璃最小尺寸(cun)： 300mm × 200 mm
玻璃厚度范(fan)圍： 3 ～19mm
2 產品性能(neng)：符合GB15763.2‐2005有(you)關(guan)要求
3 生產能力：（參考）
玻(bo)璃 厚度 （mm）
4 5 6 8 10 12 15 19
產能(neng) （爐/小時）
22 18 15 12 9 7 5 4
4 適應玻(bo)璃(li)品種（1）透明浮法玻(bo)璃(li)（2）本(ben)體著色浮法玻(bo)璃(li)（3）單面絲網(wang)印刷玻(bo)璃(li)（4）超白壓花玻(bo)璃(li)（5）LOW‐E鍍膜玻(bo)璃(li)。
五 風機變頻調(diao)速(su)節能原理
1. 風(feng)機(ji)的負載特性及基本(ben)數量(liang)關系(xi)風(feng)機(ji)為平方轉(zhuan)矩負載、也叫變轉(zhuan)矩類(lei)負載，根據流體力(li)學的基本(ben)定律，其轉(zhuan)速、風(feng)量(liang)（流量(liang)）、風(feng)壓(ya)（壓(ya)力(li)）及功率(lv)（軸功率(lv)）關系(xi)為：
Q∝n；H∝n2；P∝n3
其中：Q－風量；H－風壓；P－功率； n－轉速(su)
2 風機(ji)變(bian)頻調速節能(neng)原(yuan)理分析由以上風機(ji)的轉速、風量、風壓(ya)及功率關系可見：
（1）在(zai)風量需求小于風機(ji)的(de)(de)額定(ding)風量時(shi)，即(ji)電機(ji)工作在(zai)額定(ding)轉速以下(xia)，降低風機(ji)轉速，可以方(fang)便地(di)調節風機(ji)的(de)(de)鼓風量。
（2）隨著風機(ji)轉速的降低，電機(ji)的軸(zhou)功率相應減小，其消(xiao)耗的電功率明顯下降。
（3）因此，對于風(feng)機負載，采用變頻調(diao)速技術取代百葉閥門(men)調(diao)節風(feng)量，有顯著(zhu)的節能(neng)效(xiao)果(guo)。鋼化爐風(feng)機節能(neng)預估：
（1）當轉(zhuan)速(su)減(jian)(jian)少到(dao)額(e)定轉(zhuan)速(su)的(de)85%時(shi)（對應(ying)風量減(jian)(jian)少到(dao)額(e)定風量的(de)85%），其電機的(de)軸功率將減(jian)(jian)少到(dao)額(e)定功率的(de)61% [（85%）3]；
（2）鋼化(hua)爐風機(ji)(ji)維持(chi)在待機(ji)(ji)狀態，風機(ji)(ji)轉速(su)減(jian)少(shao)到額定轉速(su)的(de)(de)10%時，此時電機(ji)(ji)的(de)(de)軸(zhou)功率僅為額定功的(de)(de)0.001%。由此可(ke)見，風機(ji)(ji)采用變頻調速(su)，節能效果(guo)非常(chang)明顯。
六 用(yong)戶(hu)對變頻節能(neng)(neng)改造后功能(neng)(neng)的要(yao)求(qiu)
a） 要求變頻器的跟(gen)隨性能好，質量穩定可(ke)靠，故障(zhang)率低(di)。
b） 啟(qi)動時間不(bu)能(neng)超過(guo) 120S，啟(qi)動過(guo)程(cheng)不(bu)能(neng)報過(guo)流故障；啟(qi)動后需要給PLC 系(xi)統反(fan)饋信號表(biao)示風(feng)機已經正(zheng)常(chang)啟(qi)動；加(jia)熱過(guo)程(cheng)中，風(feng)機需能(neng)運(yun)行在5Hz 待機；
c） 為了不(bu)(bu)給(gei)另外一臺(tai)風(feng)(feng)(feng)機(ji)增加(jia)壓(ya)力，浪費電(dian)能，兩臺(tai)風(feng)(feng)(feng)機(ji)跑動的風(feng)(feng)(feng)壓(ya)要幾乎持平(ping)。在鋼化不(bu)(bu)同(tong)厚度的玻璃時需要設(she)定不(bu)(bu)同(tong)風(feng)(feng)(feng)壓(ya)值；一臺(tai)風(feng)(feng)(feng)機(ji)切(qie)換到兩臺(tai)風(feng)(feng)(feng)機(ji)或者兩臺(tai)風(feng)(feng)(feng)機(ji)切(qie)換到一臺(tai)風(feng)(feng)(feng)機(ji)需要平(ping)滑過(guo)渡。
七(qi)，變頻調速節(jie)能改造方案設計
a) 根據(ju)現場情況和(he)(he)用戶的(de)(de)要求，我們設計安(an)裝一(yi)臺品質優良、性能(neng)穩定(ding)可靠的(de)(de)平方(fang)轉(zhuan)矩（風機(ji)水(shui)泵型）普傳PI9300 400F3變(bian)(bian)頻器(qi)，是一(yi)款基于DSP的(de)(de)高性能(neng)矢(shi)量控制(zhi)(zhi)變(bian)(bian)頻器(qi)，具備V/F控制(zhi)(zhi)、無(wu)感矢(shi)量控制(zhi)(zhi)、帶PG 矢(shi)量控制(zhi)(zhi)多種控制(zhi)(zhi)方(fang)式，可以適應(ying)恒轉(zhuan)矩和(he)(he)恒功率的(de)(de)各(ge)類(lei)負載，優異(yi)的(de)(de)低頻轉(zhuan)矩特性和(he)(he)高動態特性，可以應(ying)對運行過程中的(de)(de)負載擾動及快速加減速的(de)(de)要求。
b) 根據客戶系(xi)統設定加速時間為 70S，可以滿載啟動(dong)不(bu)報過流故障；利(li)用(yong)變頻器(qi)(qi)繼電器(qi)(qi)輸出(chu)功能(neng)給PLC 反饋變頻器(qi)(qi)已正(zheng)常啟動(dong)的信號；設定最低頻率5Hz,在(zai)加熱過程中變頻器(qi)(qi)處于待機狀態，凸顯(xian)普傳變頻器(qi)(qi)的低頻高轉矩特(te)性。
七 變頻器參數設置
F0.11=1 端子控(kong)制
F1.00=1 端子(zi)DI1用于(yu)正轉
F0.03=2 AI1作為(wei)模擬(ni)量輸入端子
F1.12=2 模擬量信號為4~20MA（需要更(geng)改J3跳線）
F0.23=5 最小頻率設置
F0.19=53 最大(da)頻率
F0.21=53 上限頻率(lv)
F0.01=53 設(she)定頻率
F0.13=70 加速(su)時間
F2.02=2 故障繼(ji)電器輸出(chu)功能
F2.05=1 變(bian)頻器運行(xing)中輸(shu)出功能(neng)
F3.00=2 預勵(li)磁啟動
F3.05=70 DC預勵磁電流
F3.06=3 DC預勵磁時間
F3.07=1 自由停車
八 變頻器接線圖
九 改造注意事項
1， 改造前，當從一(yi)臺(tai)風(feng)機切換到兩臺(tai)風(feng)機工作(zuo)的過程（一(yi)臺(tai)風(feng)機工作(zuo)，另外一(yi)臺(tai)風(feng)機處于反轉(zhuan)(zhuan)狀態(tai)），采(cai)用(yong)(yong)星三角啟動(dong)時，直(zhi)接將電機從反轉(zhuan)(zhuan)逆轉(zhuan)(zhuan)成正轉(zhuan)(zhuan)，瞬間產生大電流導(dao)致電機發熱嚴重，不僅損(sun)耗電機而(er)且造成不必(bi)要(yao)的電能(neng)浪費(fei)；改用(yong)(yong)變(bian)頻啟動(dong)方式后，需要(yao)注(zhu)意使用(yong)(yong)預勵磁啟動(dong)功(gong)能(neng)，先制動(dong)再啟動(dong)，否則啟動(dong)會報過流故障。
2， 兩臺(tai)風(feng)(feng)機同時(shi)運行(xing)時(shi)，若是一臺(tai)變(bian)(bian)頻器(qi)報(bao)(bao)故(gu)障(zhang)，則對應的風(feng)(feng)閘(zha)會(hui)由進風(feng)(feng)口變(bian)(bian)成(cheng)出風(feng)(feng)口，等于(yu)給另外一臺(tai)變(bian)(bian)頻器(qi)增加了(le)負載，會(hui)導致報(bao)(bao)故(gu)障(zhang)；避免此問題的方(fang)法(fa)是把變(bian)(bian)頻器(qi)的故(gu)障(zhang)常閉觸點串聯到風(feng)(feng)閘(zha)的電磁閥(fa)上(shang)，如果變(bian)(bian)頻器(qi)報(bao)(bao)故(gu)障(zhang)，則立刻關閉風(feng)(feng)閘(zha)。
十 總(zong)結
對風機(ji)進(jin)行(xing)變頻(pin)節能改(gai)造(zao)后(hou)，風機(ji)的(de)用電(dian)(dian)量(liang)大幅度(du)下降，節能效果非常(chang)顯著，同(tong)時(shi)風機(ji)轉速(su)下降，降低了(le)機(ji)械(xie)磨損，減少了(le)風機(ji)的(de)故障率和提(ti)高了(le)風機(ji)的(de)使用壽命，依(yi)據(ju)不同(tong)產品規(gui)格、精細可以通過(guo)變頻(pin)器來改(gai)變風機(ji)電(dian)(dian)機(ji)的(de)頻(pin)率從而調(diao)整到鋼化不同(tong)玻(bo)璃所需的(de)數值，從而保障產品質量(liang)，為客戶帶來可觀的(de)經濟效益。
