大连小野田水泥有限公司是中日合资的大型水泥生产企业，成立于1989年7月28日，总投资1.88亿美元，现有员工400人。该公司日产熟料4000吨，年产水泥137万吨，是国内规模较大，设备最先进的水泥生产企业之一。生产线汇集了当今世界水泥制造业最先进的RSP五级窑外分解技术以及德国、法国、日本等工业发达国家先进的水泥制造设备。该公司注重挖掘企业自身潜力，强化节能意识，并付诸于实施，对其窑尾EP罗茨风机进行高压变频器改造，取得了良好的经济效益与社会效益。
一、窑尾EP罗茨风机改高压变频器拖动的必要性
大连小野田水泥厂冷却机EP罗茨风机（电除尘风机）为日本安川转子绕线异步电动机拖动，原有的运行方式为电机全速运行，依靠调整出口挡风板的开度来调节风量的大小，由于企业自身电网容量有限，电机不允许全压直接启动，因此选用转子绕线式异步电动机，启动方式是转子串水电阻启动，启动结束后再自动短接转子滑环，电机全速运行（项目初期运行时，是采用水电阻调速运行方式，但是投运后发现这种调速方式反而比风门调节更加不经济，索性其只作为启动时使用），这样的运行方式存在如下弊端：
1．风门调节反应滞后，调节速度慢，调节精度不高。
依靠风门调节执行器来调节风门开度，本身是一个不得已的举措，因风门调节机构含有相当一部分的机械机构，受机械部分限制调节速度有限，调节精度亦受到影响，往往对现场的风量控制不是很到位，甚至满足不了现场工艺的要求 。
2．风门调节浪费电能，不科学，不经济。
采用风门调节固然结构简单，投资较小，但是在节能意识日益加强的今天显然不合适，水泥厂初期投建的时候，出于后续可能扩建及运行安全的角度，电机及风机的裕量选用较大，存在严重的大马拉小车的现象。事实上，电机额定电流为45A，而电机实际运行电流平均仅为35A 左右，采用风门调节，人为改变了风道的阻力曲线，大量的能源白白浪费在了风门上，在能源日益紧缺的今天，显然已经严重落伍，改造势在必行。
3．电机全速运行受到考验，维护周期短。
因电机全速运行，电机轴承等机械部分磨损严重，另外，由于是转子绕线式异步电动机，转子的高速运行对于其机械部分一样有百害无一益，转子滑环上的碳刷磨损相当严重，更换周期短。
4．启动过程复杂，水电阻装置维护工作量大。
由于企业自身电网容量有限，电机不允许全压直接启动，因此选用转子绕线式异步电动机，启动方式是转子串水电阻启动，启动结束后再自动短接转子滑环，这样的启动方式附带了很多电气二次回路，启动过程复杂，而且本身水电阻装置维护工作量就比较大，只有在启动过程的20几秒内投入使用，使用效率不高，然而却不可缺，显然已经属于落后工艺。
综上所述，窑尾EP罗茨风机改造势在必行，要想彻底改变现有工艺，必须从源头上下功夫，即通过改变电机转速来调节风机转速，从而达到调节风量的目的，以此来满足现场工艺的要求。
二、调速方式的选择
目前，大功率高压异步电动机的主要调速方式有以下几种：串级调速、内反馈串级调速、液力耦合器调速及变频调速等。
1.串级调速—优点是可以回收转差功率，所以调速效率比较高，但存在的问题也很多：它不适合于现有的转子绕线式异步电机，必须更换电机：不能实现软启动，启动过程非常复杂；启动电流大；调速范围有限；响应慢，不易实现闭环控制；功率因数和效率低，并随着转速的调低急剧下降；很难实现同PLC和DCS等控制系统的配合，对提高装置的整体自动化程度和实现优化控制无益；同时因控制装置比较复杂、谐波污染大对电网有较大干扰；进一步限制了它的使用，属落后技术。
2．内反馈串级调速—内反馈串级调速是在串级调速基础上发展起来的，它在普通绕线电动机的定子绕组（称主绕组）同槽放置一套绕组（称调节绕组）而制造成的内反馈串级调速电机，将该电动机部分转子能量取出以改变电动机用以产生拖动转矩，使主绕组从电网吸收的能量下降来实现节能。优点：具有串级调速的全部优点，体积小。缺点：需更换专用电机，滑环处理不当容易出现事故；虽采用频敏变阻器启动，但启动电流仍很大（3-4Ie）,对电机和电网的冲击很大，启动复杂；调速范围很小；输入功率因数和效率低；电机侧由于可控硅的逆变衍生出大量的高次谐波，对电机的绝缘造成老化，引起电机的转矩脉动、附加发热和噪声污染，所以电缆要求加粗使用；电机喘振现象无法消除。仍属于落后技术。
3．液力耦合器调速—属低效调速方式，调速范围有限，高速丢转约5%-10%，低速转差损耗大，最高可达额定功率的15%，因效率与转速成正比，低速时效率极低，精度低、线性度差、响应慢、启动电流大、装置大，必须加装在设备和电机之间，不适合改造；无法软启动，耦合器故障时，无法切换运行，维护复杂、费用大，不能满足提高装置整体自动化水平的需要。
4．高压变频调速—由于应用了先进的电力电子技术、计算机控制技术、现代通信技术和高压电气、电机拖动等综合性领域的学科技术，因此具有其他调速方式无法比拟的优点：
（1）变频器采用液晶显示数字界面，调整触摸式面板，可随时显示电压、电流、频率、电机转速，可非常直观地显示电机在任何时间的实时状态。
（2）精确的频率分辨率和高的调速精度，完全可以满足各种生产工艺工况的需要。
（3）高压变频器具有国际通用的外部接口，可以同可编程控制器（PLC）和工控机等各种仪表连接，并可以与原设备控制回路相连接，构成部分闭环系统，如与原DCS系统实现数据交换和联锁控制。
（4）具有电力电子保护和工业电气保护功能，保证变频器和电机在正常运行和故障时安全可靠。
（5）电机可实现软启动、软制动；启动电流小，小于电机的额定电流；电机启动的时间可连续可调，减少了对电网的影响。
（6）具有就地和异地操作功能，另可通过互联网实现远程监控功能。
（7）减少配件损耗，延长设备使用寿命，提高劳动生产效率。
通过对几种调速方式的比较，最终，大连小野田水泥厂决定采用高压变频器对EP风机进行改造，对比了国内外的所有厂家，基于以下几点原因，选用了利德华福生产的高压变频器：
①国内高压变频器厂家中业绩最多；
②系统运行稳定；
③全中文界面显示，适合国内用户；
④针对国内用户量身定做，尽量考虑国内电网的综合因素，在其可靠性，安全性方面有其独到的技术优势；
⑤内置PLC，易于改变控制逻辑关系，适应多变的现场需要。
(审核编辑: 智汇小新)
