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摘要：变频控制技术是当前高耗能企业为达到节能目的而使用的较为广泛的技术，并在实际应用中证明了其价值。本文通过对能源中心能源加压站改造活动进行研究，对煤气加压机的运行状况进行分析，并其结合煤气加压机的工艺流程和结构特点，分析出现存的问题，提出应用变频控制技术的构想，并进行方案实施，对煤气加压机风机控制系统实施改造，最后达到了较好的节能效果。
关键词：变频控制技术；煤气加压机；应用
引言
变频控制技术在煤气加压机中的应用越来越广泛，本文选取一能源中的鼓风机作为研究对象，对变频控制技术在煤气加压机中的应用进行深入研究。该能源中心现有三台型号为CM450-1331/1045的离心式鼓风机，这类鼓风机的配套主电机功率为355千瓦，主要以“两运一备”的方式进行运行。这种类型的离心式鼓风机的额定流量是每三个小时27千米，实际负荷能力控制在5千米每3小时到24千米每三小时之间。在运转过程中，这类鼓风机主要以工频匀速运转。煤气经过加压站处理之后主要需要通过高低压大回流阀门来对外送的煤气量进行调节。因为每一个生产项目的实际需求不同，每一个生产分厂的需求变化存在差异性和不确定性，在实际操作过程中，加压机经常会因为下游用户的不同需求而必须要进行手工操作。同时，以工频恒定的转动速度来启动电机，不但会加大电能的浪费数量，还会对机器造成不同程度的损害，甚至会缩短机器的使用寿命，进而降低整个工作的效率。
一、工艺分析
本文选取的这一类鼓风机的主要特点就是其转动速度的平方和其负载转矩成正比，鼓风机的转动速度的立方和其轴功率成正比。所以，通过使用变频调速的手段来对鼓风机配套电机的转动速度进行调节，能够有效的对以往使用的人工阀门进行替代，从而对煤气的外送量进行有效的调节和控制，进而大大节约了电能，提高了机器的运行效率，具有节能高效的特点，同时还大大节约了使用时间。主要内容见下图：
在上图中，我们将改造之前的煤气量和改造之后的煤气量分别用曲线Q3和Q4表示，当Q3与Q4相等时，即图中的两条曲线相交时，这时鼓风机外送的煤气量相同，在这种情况下，将改造之前阀门控制煤气消耗的功率设定为Q1（在图中已经标出），将改造之后变频调速控制煤气消耗量的功率设置为Q2（在图中已经标出），结合相关内容并综合分析上图我们可以得出以下结论，即：如果鼓风机外送的煤气量相同，变频调速方式和传统的阀门控制方式相比，变频调速方式所消耗的功率要更低，更加能够达到节约电能的效果。同时，使用变频调速的方式不但能够使能源消耗量大大降低，还能根据工况的不同而对整个过程进行全自动的调节，进一步提高了工作效率，节约了工作时间，具有良好的使用效果。
二、改造方案实施
通过对该煤气加压站的实际情况进行分析，并通过采访相关工作人员进行多次论证，我们决定使用型号为西门子-罗宾康6SＲ4502-5MB37-5BF1-Z的变频器[1]。目前这一类型的变频器使用范围相对较广，并且保护功能比较齐全，其电机控制模式多达6种，几乎可以涵盖所以的电机型号和负载应用，并且这一型号的变频器还能对改造过程中的各种品牌和各种型号类别的电机实施兼容，并不需要对加强绝缘和电机降额事项进行额外考虑。在作为研究对象的三台加压机上安装西门子变频器组成成套的设备，可以基本上实现变频调速控制工作，这种类型的变频调速控制系统主要使用的双手动旁路一拖一的方案，这一方案的主要控制原理如下图所示：
一拖一手动旁路柜一次原理图
在上图中，QS1、QS2以及QS3都属于型号为ABBVSC-12DC012kV400A真空接触器，这类真空接触器需要有足够数量的辅助接点，只有辅助接点够多，才能对控制信号实施有效连接。从图中可以看出，该系统配有手动隔离开关，如图，当QS2和QS3同时闭合，而QS1断开时，鼓风机开始进入变频运行的状态中；如果QS1闭合，QS2和QS3同时断开，则鼓风机进入工频运行的状态。在上图中QF表示为高压开关、M为电动机，这两个设备都是现场原有的设备。在这一系统中，真空接触器需要具有较为可靠的机械电气连锁功能，QS1和QS2二者有且只有一只能够完全闭合，但是二者可以实现同时分闸；QS2和QS3二者只有一个可以合上，但两者也可以同时分闸；对于QS1、QS2货物QS3三者来说，可以对三种实施手动操作，也可以对其进行PLC远程操作，根据转换开关进行切换。
三、改造效果
在对原有设备加装了西门子变频器之后，设备可以在工频和变频之间进行灵活的转换，并且鼓风机也能实现软启动，并且可以保证运行的平稳性，额定电流也能在启动之后相应的降低到40%，降低了电流对电气设备的损害，使得启动故障发生的概率降低，也减少了对启动设备维护的工作量。在这一系统中，鼓风机等负载设备的运行参数能够在变频器的显示板上显示出来，技术人员也可以根据显示器上显示的故障代码来对故障问题进行判断，从而能够更加快速的进行故障排查，找出引发故障的原因，并在第一时间对故障进行处理，保证设备可以正常运行[2]。西门子变频器的保护功能相对比较齐全，一旦发生过压、过流、过载等故障，该变频器能够及时切断负载设备，并在第一时间将故障信息反馈到主控室。总的来说，与传统的人工条件阀门来控制煤气量的操作手段相比，在应用变频调速控制技术之后，能够提升操作的稳定性，进而提升煤气供应的整体质量。在实际操作过程中，我们发现在安装了变频调速装置之后，设备的节能效果得到了有效改善。从数据中可以直观的看出：在改造之前，鼓风机的运行功率为320千瓦，在改造之后，鼓风机的运行功率为220千瓦，可见，节能效果明显。以一台加压机为了，如果每年工作时间为300天，按照每天工作24小时来计算，电价按照每度电0.55元计算，其大约可以节能720000千瓦时，可以创造经济效益为720000*0.55=396000元。
四、结语
综上所述，变频控制技术的应用能够有效的节约能源，提高设备运行效率，现已经在钢铁冶金行业中得到了较为广泛的应用。随着国家节能环保政策的不断落实，变频调速控制技术无疑将成为高耗能企业的不二选择。在这次改造方案中，我们通过对煤气加压机变频条件能力进行改造，使得其电能消耗量大大降低，这正是变频调速控制技术的体现，使得我们同时实现了安全、节能、稳定和高效的运行目的，能源消耗率也大大降低，有效的提升了企业的市场竞争力。
参考文献：
[1]易伟.变频调速在焦炉煤气加压机控制中的应用[J].武钢技术，2004，（01）：23．
[2]席忠.刍议钢铁冶金领域中变频控制技术的实践运用[J].河南科技，2014，（12）：45．