王海峰，袁海生
(北京航天拓扑高科技有限责任公司，北京 100176)
摘 要：节能减排是企业面临的一个重要的课题。本文着重对卷烟企业制丝车间除尘系统的节能降耗进行了分析和研究，采用变频节能方式，优化设备控制方法，使其在节能方面取得了一定的成效。
关键词：节能减排；变频控制；优化控制
近年来，许多工业企业在能源管理、节能降耗方面投入大量资金，如何控制生产成本，降低生产消耗，节约生产能源是卷烟生产企业面临的一项重要课题。随着烟草行业的发展，节能降耗越来越受到各个卷烟生产企业的关注。
本文着重对制丝车间除尘系统的节能降耗进行了分析和研究，采用变频节能方式，优化设备控制方法，使其在节能方面取得了一定的成效。
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。变频器的调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系：
式中n、f、s、p分别表示转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数。通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。
由流体力学可知，P(功率)=Q(流量)×H(压力)，流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N的立方成正比。由此可见降低电机转速可得到立方级的节能效果。
用变频器拖动风机负载时，当风机负载不需要太大风量时，可以采用降低变频器输出频率，进而降低变频器输出功率的方法达到节能的效果。
在制丝车间除尘系统中，除尘器分为独立设备的除尘器、环境除尘器等。除尘器的启停控制受制于独立设备的运行状态和环境除尘需求。除尘器一旦运行后，将按照设定的频率运行，无法在满足除尘需求的时候动态的调整运行频率。本文着重研究了在除尘器运行过程中，如何在满足生产需求的情况下，动态的降低变频器的运行频率，使之达到节能的目的。
本文对独立设备的除尘器和环境除尘器分别进行了研究分析。
3.1 独立设备的除尘器
独立设备的除尘器是为单一固定设备服务的，当某一设备发出请求除尘器运行时，除尘器接收到信号后，自动启动运行并将运行信号反馈给相应的设备。这种控制方法只是做到了设备的连锁控制模式，在运行过程中并未考虑除尘器运行频率的调整。图1是一款独立设备的除尘器设备示意图。
图1
在制丝流水线生产过程中，物料是从上游向下游输送，一段时间内制丝线某个设备是处于空运转模式，例如冷却风选机。风选机处于运行时，也许物料刚从源头向下游输送，此时风选机是空运行的，生产物料并未处于加工状态。但此时的除尘器却按照生产模式的运行频率在运行，运行频率处于高位，若此时将运行频率设置在低位，那么可以有效的降低除尘器的电能消耗。
因此，将生产线物料的生产状态引入到除尘器的控制当中，一方面能有效降低除尘器高频运行时间，另一方也提高了除尘器有效利用率。
3.2 环境除尘器
制丝车间的环境除尘点分散广，点数多。一台除尘器负责一片区域甚至是一条生产线，环境除尘器的管道也具有多个分支。只要任何区域需要环境除尘，那么除尘器都需要运行。但是某个环境除尘器负责的区域在同一时间内并不是所有的点都需要除尘器运行的，那么如何保证所有除尘点的需求，而又能有效降低除尘器的能耗呢。因此，将除尘点位的信息加入到环境除尘的控制中。
图2 除尘器示意图
如图2所示：将一台环境除尘器的管道分支设置为7路分支，每个分支上按照有电动阀，当该分支的除尘点位有除尘需求时，分支电动阀打开，反之则关闭分支的电动阀。如果全部分支全部有除尘需求，那么除尘器满负荷运行，如果有一半有需求，那么降低除尘器的运行频率。这样也有效降低了除尘器的电能消耗。
企业的节能降耗势在必行，在保证企业生产的前提下降低能耗是一项艰巨的任务。本文提出优化控制方法，多点控制相结合的方式能够有效降低生产过程的能源消耗，也能有效降低单位产能的能源消耗。
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中图分类号：TM921.51
文献标识码：A
文章编号：1671-0711（2017）04（下）-0163-02
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