高压变频器在煤气加压机中的节能应用

　　1 引言

　　邯钢热力厂8万m3煤气站是邯钢三炼钢转炉煤气回收配套设施，回收的转炉煤气通过2台煤气加压机送往各用户，供用户使用。该煤气加压机为江阴产D1000-11型，流量为16.67m3/s，全压24.5kpa，配备850kW、10kV交流异步电机，工艺要求出口压力22～24kpa，流量60000m3/h。为了满足用户煤气的使用需要，选用了哈尔滨九洲产JZHICON-1A-10/060型变频器。

　　2 JZHICON-1A-10/060型变频器的优点

　　(1)采用先进控制技术

　　JZHICON-1A系列高压变频器采用先进的功率单元串联叠波技术、空间矢量控制的正弦波PWM调制方法，内置PID调节器，可实现闭环运行，内置PLC，实现不同应用现场的灵活控制，具有本地、远程、上位机三种控制方式。

　　(2)高质量的电源输入

　　输入侧隔离变压器二次线圈经过移相，为功率单元提供电源，相当于48脉冲二极管整流输入，消除了由单个功率单元所引起的谐波电流，大大抑制了网侧谐波的产生，无需安装输入滤波器并保护电源及周边设备免受谐波干扰。

　　(3)完美的输出性能

　　单元串联脉宽调制叠波输出，10kV系列每相8个单元，大大削弱了输出谐波含量，输出波形接近完美的正弦波，无需输出滤波装置。

　　(4)节能效果

　　传统加压机对管网流量、压力控制是通过人工调节出口阀门的开度，人为增加、减小管网风阻力，以减小、增加流量。电机始终以恒定转速运转。在本系统中，加压机的出口压力、流量变化是通过电机转速变化而调节的。

　　3 新系统节电原理

　　3.1异步感应电动机的转速由下式决定

　　n=(1-s)60f/p

　　式中：

　　n——电机转速;

　　s——电机转差率;

　　f——电源频率;

　　p——电机极对数。

　　改变式中任一参数均可改变电机转速。如使用串级调速装置改变转差率，制造极数不同极对数的电机以改变极对数，采用变频技术改变电源频率等。

　　3.2风机调速控制节电原理

　　根据流体力学原理可知，风量Q与转速n成正比，高压变频器在煤气加压机中的节能应用，压力H与转速n的二次方成正比，电机的轴功率P与转速n三次方成正比，即：

　　Q/Q1=n/n1(1)

　　H/H1=(n/n1)2(2)

　　P/P1=(n/n1)3(3)

　　Q1：风机额定风量

　　n1：电机额定转速

　　P1：电机额定功率

　　H1：风机额定压力

　　由式(1)、(2)、(3)求得功率表达式

　　P/P1(Q/Q1)3(4)

　　设风机效率为一定，当风量降到Q1的80%时，即转速相应降到n1的80%时，由式(4)可求得其轴功率为