谈变频技术在煤气输送中的应用

1王文娟2李明3李金

唐山市不锈钢有限责任公司唐山市063000

摘要：近年来我国科学技术不断进步，工业化发展也越来越快，煤气资源作为钢厂所需主要能源之一，如何有效的控制其质量，以提高能源的使用效率，也就成了如今社会发展的重要任务。变频技术的发展，不仅大大的促进了工业的发展，更为人们提供了一个更舒适良好的工作环境及工作条件。其具有高效率、高性能的特性，必定会促进其在未来工业中有更好的发展。

关键词：变频技术；变频器；煤气；输送；应用

一、变频技术的概述

变频就是改变供电的频率，从而有效的对供电的负载进行调节，最终达到减少损耗、降低功耗、节约能源、以及延长相应设备的使用寿命的目的，是我国工业中常用的技术手段，能有效提高工业的经济效益。变频器是变频技术的核心。通过变频器，将交流的供电模式转变成直流的供电模式，然后再通过变频器将直流电转变为交流电，进而对交流电机的转速进行有效的控制。在对变频器进行相应的控制时，主要是通过传感器将电信号传递给微电脑，然后输出一定频率变化的波形，最终到达对变频器频率控制的目的。例如：当室内出现急速降温或是急速升温的情况时，会出现空调的负荷变大或变小的情况，当室内空调的负荷增大时，其压缩机的转速必定会不断的加快，压缩机的制冷量按一定的比例增加，反之，空调的负荷变小时，压缩机将会正常运行或者出现减速运行的现象。

二、变频技术的重要性

我国是一个人口大国，随着社会的不断进步，人们的生活水平不断的提高，无论是水资源、电资源、煤气资源、矿物资源等各方面的能源的需求都是相当高的，然而我国在资源上的供应已逐渐的形成一种供不应求的现象，这就大大的引起了人们对能源节约的重视。科学技术的不断更新，变频技术的发展，能有效的降低能源的消耗，并相应的提高机械设备的使用寿命。目前在我国工业企业的发展中，已广泛的应用这一技术，并对企业的发展起着很好的促进作用，既节能又环保，是我国经济发展以及社会进步的重要条件之一。

三、变频器的工组原理

变频器就是把工频电源（50Hz或60Hz）变换成各种频率的交流电源，是一种以实现电机的变速运行的设备。而这其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆成交流电（及核心控制电路实现：交-直-交的过程）。而变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。而其工作原理用公式来表达的话就是：

n＝60f（1－s）/p

公式中：n表示的是异步电动机的转速；f表示的是异步电动机的频率；s表示的意思为电动机转差率；p表示的意思为电动机极对数。根据原理的公式我们可以知道异步电动机的转速和异步电动机的频率是成正比的关系，也就是说只要改变频率就能有效的对电动机的转速进行改变。当异步电动机的频率在0赫兹到50赫兹的范围内发生变化的情况，这时候电动机的转速调节将会有更宽的范围。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，它是一种最为理想的高效率、高性能的调速方法。其主要通过三个组成部分完成这项工作的：

1、将工频电源变换为直流功率的“整流器”：它把工频电源变换为直流电源。也可用两组晶体管变流器构成可逆变流器，由于其功率方向可逆，可以进行再生运转。

2、吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”：在整流器整流后的直流电压中，含有电源6倍频率的脉动电压，此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动。

3、将直流功率变换为交流功率的“逆变器”：同整流器相反，逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功率，以所确定的时间使6个开关器件导通、关断就可以得到3相交流输出。

四、煤气输送系统

煤气是从炼铁、炼钢生产过程中产生出来，经过回收管道、煤气储柜、直至外送，输送至锅炉、热风炉、炼钢烤包等生产用户，在这种输送的过程中，是必须要经过很长的管道和各种各样的设备，在输送期间，煤气用户用量波动变化情况、输送管网的长短、粗细以及管道弯头数量、升降情况直接影响管网压力波动及损耗，因此为确保煤气管道的压力趋于稳定，保障用户要求，通常情况下，工厂会在整个煤气工艺流程中选择合适的位置设置煤气鼓风机对管道内的煤气施加压力。由于生产单位及用户一般为非持续性运行，因此造成管网压力频繁波动，势必造成职工频繁操作鼓风机阀门，造成能源浪费。例如：唐山永顺煤化工有限公司净化分厂储配站采用的是罗茨风机加压输送的方法。在煤气的输送过程中，为了满足用户的使用条件，经常需要员工操作罗茨风机的回流阀，来调节煤气管道的出口压力，因此回流的管道中必须保证一定煤气量，大量煤气在罗茨风机前后回流，其结果是电机作无用功，浪费电能；风机机体本身因煤气压缩循环易发热；同时易沉淀焦油，影响罗茨风机停车后的再次启动。

五、变频技术在鼓风机中的应用对煤气输送系统的作用

根据变频技术的运行原理，永顺公司在改造中，将变频器应用到煤气鼓风机控制系统中，能有效的增强煤气收集质量，保证了冷鼓、硫铵、粗苯等生产系统的正常工作。与此同时，变频器在提高煤气压力时，能有效的降低煤气中存在的杂质而给煤气的使用留下安全隐患，不断的提升自动化管理的水平，降低电能源的消耗，节省生产的成本费用，并且还能有效的增加风机、元件及控制设备等的使用年限。例如：根据相关实验证明，将供电频率由50赫兹降低为32赫兹，则风机的转速与原来的转速相比会降低30%，风量也会降低30%，则轴功率降低为原来的34.3%，节电率高达65%，除去机械磨损以及功率因素及效率等其他因素，节电率应能达到将近40%。

综上所述，鼓风机采用变频控制后对煤气的生产具有以下的作用：

1、采用变频技术的鼓风机，根据基准值的设定与实际的运行值进行相应的比较，通过其比较结果，能有效的对鼓风机的运行频率进行控制，从而实现负荷自动调节。

2、煤气输送的设备是比较复杂的，也就表示在煤气加压站中起动的鼓风机设备将不可能只是一台，在煤气输送中必定会在适当的位置设定几个鼓风机，由于鼓风机运转的同时，其会造成管道剧烈的震动，通过阀门的控制对其管内的压力进行调控，这一种方法是不能很好的保证压力具有较好的稳定性能，只有采用变频控制才能对风机的转速进行调节，降低管道震动过强造成的位移以及拉裂等不良的现象发生。

3、根据上诉所述变频器的工作原理，能准确的了解使用变频器的鼓风机对电能的消耗较没有使用变频器鼓风机的消耗将大大的降低，达到很好的节能效果。

4、采用变频技术后，能大大的提升生产的稳定性，降低煤气生产、输送过程出现安全事故，对相应的工作人员的生命安全起着重要的保障，给企业带来最大的经济效益，促进煤气企业健康的发展，是城市工业化的发展更为快速。

结束语：

综上所述，变频技术在煤气输送中的应用，能大大的提高煤气输送工作的效率，降低企业的成本消耗，提高企业运行的效率，能有效的促进国家经济的发展，为钢铁企业气体能源使用提供有效的保障。

参考文献：

[1]李剑锋；变频技术在煤气输送中的应用；节能技术；2006（24）

[2]王廷才；王伟；变频器原理及应用[M]；北京；机械工业出版社；2005（07）