一 引言(yan)
在(zai)(zai)(zai)玻璃(li)(li)行業，由于電費(fei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)本(ben)(ben)已成(cheng)為原材料成(cheng)本(ben)(ben)，人工(gong)成(cheng)本(ben)(ben)之后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)第三大(da)開支；在(zai)(zai)(zai)用電緊(jin)張的(de)(de)(de)(de)(de)(de)今天(tian)，節(jie)省(sheng)電費(fei)已成(cheng)為企業經營者(zhe)考慮的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)件(jian)大(da)事；而玻璃(li)(li)廠的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)化(hua)爐(lu)是(shi)(shi)玻璃(li)(li)廠的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)設(she)備之一(yi)(yi)，也是(shi)(shi)主(zhu)要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耗(hao)電設(she)備之一(yi)(yi)。鋼(gang)(gang)化(hua)冷卻風(feng)(feng)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)容量是(shi)(shi)按照(zhao)鋼(gang)(gang)化(hua)爐(lu)最(zui)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)設(she)計產量來選型的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，且留有(you)一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)余量。在(zai)(zai)(zai)使用中，冷卻風(feng)(feng)機(ji)(ji)長期固定(ding)在(zai)(zai)(zai)最(zui)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉速下(xia)運行。由于季(ji)節(jie)、晝(zhou)夜和生(sheng)產工(gong)況的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)，冷卻風(feng)(feng)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實際風(feng)(feng)量需(xu)求在(zai)(zai)(zai)絕大(da)部分時間內遠(yuan)比設(she)計負(fu)載低(di)；在(zai)(zai)(zai)轉速固定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況下(xia)，當(dang)冷卻風(feng)(feng)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)風(feng)(feng)量過(guo)剩時，只(zhi)能通過(guo)控制風(feng)(feng)門的(de)(de)(de)(de)(de)(de)進風(feng)(feng)量，這樣就造成(cheng)風(feng)(feng)機(ji)(ji)功(gong)耗(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)嚴重(zhong)浪(lang)費(fei)，故(gu)對立(li)窯風(feng)(feng)機(ji)(ji)進行變(bian)頻節(jie)能改造具有(you)一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)現實意義。本(ben)(ben)文就玻璃(li)(li)鋼(gang)(gang)化(hua)爐(lu)兩(liang)臺功(gong)率為315kW的(de)(de)(de)(de)(de)(de)離心風(feng)(feng)機(ji)(ji)為例(li)，介紹普(pu)傳PI9000系列變(bian)頻器在(zai)(zai)(zai)鋼(gang)(gang)化(hua)爐(lu)風(feng)(feng)機(ji)(ji)調速的(de)(de)(de)(de)(de)(de)節(jie)能應(ying)用。
二 鋼化爐工作原理
玻(bo)璃鋼(gang)化機(ji)組主要由放片(pian)段、對(dui)流(liu)(liu)(liu)加熱(re)段、平(ping)鋼(gang)化段、和取片(pian)段四大部分(fen)，以及高壓離心風(feng)機(ji)、供(gong)風(feng)管(guan)道、集風(feng)箱、氣路、電氣控制柜、操作臺等組成。強制對(dui)流(liu)(liu)(liu)平(ping)鋼(gang)化機(ji)組采用獨有的(de)噴(pen)射增流(liu)(liu)(liu)技(ji)術，通過吸入爐(lu)(lu)(lu)內熱(re)空氣與(yu)經過預熱(re)的(de)壓縮空氣在(zai)噴(pen)管(guan)內混(hun)合，使噴(pen)管(guan)向玻(bo)璃表面噴(pen)出的(de)氣流(liu)(liu)(liu)溫度(du)大幅提(ti)高，爐(lu)(lu)(lu)內熱(re)空氣對(dui)流(liu)(liu)(liu)循(xun)環強制增強，爐(lu)(lu)(lu)溫均勻性及穩(wen)定(ding)性的(de)提(ti)高，使玻(bo)璃在(zai)爐(lu)(lu)(lu)內的(de)加熱(re)效(xiao)果更好。
三 玻璃鋼(gang)化過程與工藝
玻(bo)璃鋼化(hua)爐的玻(bo)璃鋼化(hua)工(gong)藝(yi)主要(yao)由兩部分組成，即加(jia)熱和淬冷。
（1）先(xian)將普(pu)通玻璃在往(wang)復(fu)式加(jia)熱(re)室中均(jun)勻(yun)受(shou)熱(re)到玻璃軟化(hua)(hua)點，使玻璃軟化(hua)(hua)后進行極(ji)速淬冷來完成玻璃鋼化(hua)(hua)。
（2）淬冷使用的(de)(de)吹(chui)風來自(zi)兩臺功率(lv)為(wei)315kW的(de)(de)離(li)心風機(ji)。
（3）根(gen)據玻璃薄厚不同(tong)，離心(xin)風(feng)機轉(zhuan)速按控制(zhi)系統(tong)上位機設定的(de)(de)參數，產生(sheng)流(liu)量大(da)小(xiao)不同(tong)的(de)(de)強(qiang)大(da)氣(qi)流(liu)，均勻(yun)地對玻璃的(de)(de)正反面進行吹風(feng)淬(cui)冷。
（4）經過鋼化淬冷后的玻璃(li)，在其表面形成壓(ya)應(ying)力(li)，當玻璃(li)承(cheng)受外(wai)力(li)時，首先抵(di)消表層應(ying)力(li)，從而提高了(le)承(cheng)載(zai)能力(li)，改善了(le)玻璃(li)抗拉強度。
四(si) 設備(bei)性能及技術參數
1 玻璃產品規格(ge)
平鋼化玻璃：
玻璃(li)最大尺寸： 4800mm × 2400mm（5mm） 2200mm*2400mm (4mm)
玻(bo)璃最小尺寸(cun)： 300mm × 200 mm
玻璃厚度范圍： 3 ～19mm
2 產品性能：符合GB15763.2‐2005有關要求
3 生產能(neng)力：（參考）
玻璃 厚度 （mm）
4 5 6 8 10 12 15 19
產能 （爐/小時）
22 18 15 12 9 7 5 4
4 適應玻璃(li)品種(zhong)（1）透明浮法玻璃(li)（2）本(ben)體著色浮法玻璃(li)（3）單面(mian)絲網印刷玻璃(li)（4）超白壓(ya)花玻璃(li)（5）LOW‐E鍍(du)膜玻璃(li)。
五 風機變頻調速節能原理
1. 風(feng)(feng)機(ji)的負(fu)載(zai)特性及基(ji)本數量關(guan)系(xi)風(feng)(feng)機(ji)為平方(fang)轉(zhuan)矩負(fu)載(zai)、也(ye)叫(jiao)變轉(zhuan)矩類(lei)負(fu)載(zai)，根據流體(ti)力學的基(ji)本定律，其轉(zhuan)速、風(feng)(feng)量（流量）、風(feng)(feng)壓（壓力）及功率（軸功率）關(guan)系(xi)為：
Q∝n；H∝n2；P∝n3
其中：Q－風量；H－風壓；P－功率； n－轉(zhuan)速(su)
2 風機變頻調速節能(neng)原理分析由以(yi)上風機的(de)轉速、風量、風壓及(ji)功率關系(xi)可見：
（1）在(zai)風(feng)(feng)(feng)量(liang)(liang)需求小于風(feng)(feng)(feng)機(ji)的(de)額定風(feng)(feng)(feng)量(liang)(liang)時(shi)，即(ji)電機(ji)工作(zuo)在(zai)額定轉速以下，降低風(feng)(feng)(feng)機(ji)轉速，可以方便地調(diao)節風(feng)(feng)(feng)機(ji)的(de)鼓(gu)風(feng)(feng)(feng)量(liang)(liang)。
（2）隨著風(feng)機(ji)轉速的降(jiang)低，電機(ji)的軸功(gong)率(lv)(lv)相應減(jian)小，其消耗(hao)的電功(gong)率(lv)(lv)明顯下降(jiang)。
（3）因此，對于風(feng)機負載，采(cai)用變頻調速技術取代百葉(xie)閥門調節風(feng)量，有顯著的節能效果。鋼(gang)化爐(lu)風(feng)機節能預(yu)估：
（1）當(dang)轉速(su)減少(shao)到(dao)額(e)(e)定(ding)轉速(su)的85%時（對應風(feng)(feng)量減少(shao)到(dao)額(e)(e)定(ding)風(feng)(feng)量的85%），其(qi)電(dian)機的軸功率(lv)將減少(shao)到(dao)額(e)(e)定(ding)功率(lv)的61% [（85%）3]；
（2）鋼化爐風機維持在待機狀態，風機轉速(su)減少到(dao)額(e)定(ding)轉速(su)的10%時，此時電機的軸功率僅為額(e)定(ding)功的0.001%。由此可(ke)見，風機采用變(bian)頻調速(su)，節能效(xiao)果非(fei)常明顯(xian)。
六 用戶對變頻(pin)節能改造(zao)后(hou)功能的要求
a） 要求變頻器的(de)跟隨性能好(hao)，質量穩定可靠，故障率(lv)低。
b） 啟(qi)(qi)動時間(jian)不能超過 120S，啟(qi)(qi)動過程(cheng)不能報過流故障；啟(qi)(qi)動后需要(yao)給(gei)PLC 系(xi)統反饋信號表示風機已(yi)經正常(chang)啟(qi)(qi)動；加熱過程(cheng)中，風機需能運行在5Hz 待機；
c） 為了不(bu)給另外一臺(tai)(tai)風機(ji)增(zeng)加壓(ya)力，浪費電能，兩(liang)臺(tai)(tai)風機(ji)跑動(dong)的(de)風壓(ya)要(yao)(yao)幾乎(hu)持平。在(zai)鋼化不(bu)同厚度(du)的(de)玻璃時需(xu)要(yao)(yao)設定(ding)不(bu)同風壓(ya)值；一臺(tai)(tai)風機(ji)切換到兩(liang)臺(tai)(tai)風機(ji)或者兩(liang)臺(tai)(tai)風機(ji)切換到一臺(tai)(tai)風機(ji)需(xu)要(yao)(yao)平滑過渡。
七(qi)，變頻調速節能改造方案(an)設(she)計
a) 根據(ju)現場情(qing)況和用戶(hu)的要求，我們設計安裝一臺品質優(you)良、性(xing)(xing)能穩(wen)定可(ke)靠的平方(fang)轉矩（風機(ji)水泵型(xing)）普傳PI9300 400F3變(bian)頻(pin)器，是一款基于DSP的高性(xing)(xing)能矢量(liang)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)變(bian)頻(pin)器，具備V/F控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)、無(wu)感矢量(liang)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)、帶PG 矢量(liang)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)多種控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)方(fang)式(shi)，可(ke)以適應恒轉矩和恒功率的各類負(fu)載，優(you)異的低頻(pin)轉矩特(te)性(xing)(xing)和高動態特(te)性(xing)(xing)，可(ke)以應對運行過程中(zhong)的負(fu)載擾動及快速(su)加減(jian)速(su)的要求。
b) 根據客戶系統設定加速時間為 70S，可以滿載啟(qi)動不報(bao)過流故障；利(li)用變(bian)(bian)頻(pin)器(qi)繼電器(qi)輸出功能給PLC 反饋變(bian)(bian)頻(pin)器(qi)已正常啟(qi)動的(de)信號；設定最(zui)低頻(pin)率(lv)5Hz,在加熱過程中變(bian)(bian)頻(pin)器(qi)處于待機狀態，凸顯普(pu)傳變(bian)(bian)頻(pin)器(qi)的(de)低頻(pin)高轉(zhuan)矩特性。
七 變頻器參數(shu)設置(zhi)
F0.11=1 端子控制
F1.00=1 端子(zi)DI1用(yong)于正轉
F0.03=2 AI1作(zuo)為模擬量輸(shu)入端(duan)子
F1.12=2 模擬量(liang)信號(hao)為4~20MA（需要更改(gai)J3跳線）
F0.23=5 最小頻率設置
F0.19=53 最大頻率
F0.21=53 上限頻(pin)率(lv)
F0.01=53 設定頻率
F0.13=70 加(jia)速時間
F2.02=2 故障繼(ji)電(dian)器輸出功(gong)能
F2.05=1 變(bian)頻器(qi)運行中輸出功能(neng)
F3.00=2 預勵磁啟動(dong)
F3.05=70 DC預勵磁電(dian)流
F3.06=3 DC預勵磁(ci)時間
F3.07=1 自由停車
八 變(bian)頻器接(jie)線圖
九 改造注(zhu)意事項
1， 改造(zao)(zao)前，當從一臺(tai)風(feng)機(ji)(ji)(ji)切換(huan)到兩臺(tai)風(feng)機(ji)(ji)(ji)工作(zuo)(zuo)的(de)過程（一臺(tai)風(feng)機(ji)(ji)(ji)工作(zuo)(zuo)，另外(wai)一臺(tai)風(feng)機(ji)(ji)(ji)處(chu)于反轉(zhuan)(zhuan)狀態），采用(yong)星三角啟動(dong)時，直接將電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)從反轉(zhuan)(zhuan)逆轉(zhuan)(zhuan)成正轉(zhuan)(zhuan)，瞬間產生(sheng)大電(dian)(dian)流導致電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)發熱(re)嚴重，不(bu)(bu)僅損耗電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)而且(qie)造(zao)(zao)成不(bu)(bu)必要的(de)電(dian)(dian)能(neng)浪費；改用(yong)變(bian)頻啟動(dong)方式(shi)后，需要注意(yi)使用(yong)預勵磁啟動(dong)功能(neng)，先制(zhi)動(dong)再(zai)啟動(dong)，否則啟動(dong)會(hui)報過流故障。
2， 兩臺(tai)風(feng)機同時運行時，若(ruo)是一臺(tai)變(bian)頻器(qi)報故(gu)(gu)障(zhang)，則對應的(de)(de)風(feng)閘會由進風(feng)口變(bian)成出風(feng)口，等于給另(ling)外一臺(tai)變(bian)頻器(qi)增(zeng)加了負載(zai)，會導致(zhi)報故(gu)(gu)障(zhang)；避免此問(wen)題的(de)(de)方法是把(ba)變(bian)頻器(qi)的(de)(de)故(gu)(gu)障(zhang)常閉(bi)觸點串聯到風(feng)閘的(de)(de)電磁(ci)閥上，如果變(bian)頻器(qi)報故(gu)(gu)障(zhang)，則立刻關閉(bi)風(feng)閘。
十 總結(jie)
對風(feng)機(ji)(ji)進行變頻(pin)節能改造后，風(feng)機(ji)(ji)的用電量大幅度下降，節能效(xiao)果非(fei)常顯著，同(tong)時風(feng)機(ji)(ji)轉速下降，降低(di)了機(ji)(ji)械磨損，減少了風(feng)機(ji)(ji)的故障率和(he)提高(gao)了風(feng)機(ji)(ji)的使(shi)用壽命，依據不同(tong)產品規格、精細可(ke)(ke)以通(tong)過變頻(pin)器(qi)來(lai)改變風(feng)機(ji)(ji)電機(ji)(ji)的頻(pin)率從(cong)(cong)而調整到鋼化不同(tong)玻璃所需的數值，從(cong)(cong)而保障產品質量，為客戶帶來(lai)可(ke)(ke)觀的經濟效(xiao)益。
