摘要

通过对湖北某纸厂真空泵系统的电气控制改造，介绍变频器调速节能的应用；通过实际对比改造前后的运行情况，充分说明了使用变频器对真空泵进行调速控制有很大的节能空间，工艺控制更加方便，经济效益显著。

关键词 真空泵 变频控制 节能改造

一、简介

在造纸生产过程中，真空技术主要用于上网浆料脱水和白水除气（针对高速纸机）；在网部、压榨部可脱除纸页和毛毯的水份；在纸机蒸汽和冷凝水系统中用真空技术保持烘缸部多段通汽的压差。因此真空技术在纸机生产过程中的应用十分普遍。

节能降耗和环保一直都是国家推进的方向，造纸企业是高能耗企业，真空系统的能耗在纸机整个流程中所占的比例约为25%左右，甚至更高；目前绝大多数造纸企业的真空系统还是利用调节排空阀来控制真空度，增加了电能损耗。并且工频控制的电流波动大，缺少过载、过流、欠压等保护；严重影响设备使用寿命，增加设备维修保养成本。因此，纸厂真空泵的变频控制改造就显得尤为重要。

二、工艺要求

真空泵在造纸行业应用广泛，在现代造纸程序的制浆、调制、抄造、加工等主要步骤中，多个工序使用到真空系统。造纸车间内依靠真空压差脱水、排水、排气（汽）的设备及附属装置都可归类于造纸机真空系统。根据各个工序工艺不同，需要给定不同的真空度以满足生产需求。根据客户现场勘查及客户需求对现场真空泵的变频控制主要有以下要求：

1、能够实现变频和工频的自由切换，并安全互锁；

2、能够实现变频器的本地控制（本机电位器）和远程控制（DCS4~20mA信号控制）切换；

3、变频器能够反馈运行信号给到上位机DCS系统；

4、变频器提供负载电流对应模拟量（4~20mA）给上位机DCS做负载判断；

5、系统提供变频、工频及变频故障等指示；

6、实现电机的软起及过流、过载、欠压、过压等多种保护；

7、当变频器故障时能够自动切换到工频运行或启动备用泵，以确保生产正常运行；

三、系统改造方案及特点

客户现场1号车间共有132KW~280KW等不同功率共计8台真空泵，客户原来全部使用软起启动，各工艺环节都使用排空阀来控制各级真空度。客户首先对8号280KW泵进行改造测试。系统设计使用易驱CV3100系列高性能通用变频器，真空泵为恒转矩负载，出于造纸行业设备的不间断运行状况，选用315KW变频器。

为不浪费客户原有系统，方案设计为变频控制和原来软起控制系统可切换控制；变频器通过DI端口实现本机电位器和4~20mA信号控制切换；设定TA、TC为变频运行，AO1对应变频电流输出4~20mA信号反馈给上位机DCS，使DCS能够时时监控变频器运行情况。通过变频改造控制系统具有以下特点：

1、节电效益显著，节电率高达5%-20%；

2、斜坡启动功能，消除传统启动时的冲击电流； 

3、真空气压稳定，有效提高产品的质量与数量； 

4、减少电机发热及运动部件的磨损程度，延长电机使用寿命，降低维修成本； 

5、市电及节电状态自动转换，故障自动报警，不影响正常工作； 

四、总结

通过现场一个多月的测试，易驱CV3100变频器完全能够满足现场的机组需求，并且节电效果显著。通过半个月实际挂电度表测试，变频器运行在47.5HZ时，每天可节电260度。

以每年工作300天来算：每年可节电 260x300=78000KWh 以每度电0.6元算，每年可节约电费 78000x0.6=4.68(万元) 以湖北工业电0.93元算，每年可节约电费 78000x0.93=7.254(万元) 而现场测试是按要求最高纸品测试，如果生产其他纸品，真空度要求较低，变频器的频率可调空间很大，节电空间巨大。综合来算不到一年，甚至半年客户即可收回投入成本。

随着装备制造业的不断发展，工业设备将逐渐向高精尖的方向发展，采用变频驱动不仅保护电机、节能降耗更提高设备的自动化水平。易驱电气有限公司拥有多年的自动化行业的应用经验，能够根据客户现场需求及工况提供安全可靠的变频解决方案。CV3100系列高性能通用变频器，广泛应用于冶金、电力、化工、市政、装备制造业等多个应用领域。

五、现场照片