引言

    通常在工業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)品加工制造業(yè)中風(fēng)機設備主要用于鍋爐燃燒系統、烘干系統、冷卻系統、通風(fēng)系統等場(chǎng)合，根據生產(chǎn)需要對爐膛壓力、風(fēng)速、風(fēng)量、溫度等指標進(jìn)行控制和調節以適應工藝要求和運行工況。而較常用的控制手段則是調節風(fēng)門(mén)、擋板開(kāi)度的大小來(lái)調整受控對象。這樣，不論生產(chǎn)的需求大小，風(fēng)機都要全速運轉，而運行工況的變化則使得能量以風(fēng)門(mén)、擋板的節流損失消耗掉了。在生產(chǎn)過(guò)程中，不僅控制精度受到限制，而且還造成大量的能源浪費和設備損耗。從而導致生產(chǎn)成本增加，設備使用壽命縮短，設備維護、維修費用高居不下。

    1、變頻技術(shù)在浮法玻璃退火窯風(fēng)機中的應用可行性分析

    浮法玻璃經(jīng)退火后，進(jìn)行切割時(shí)要求溫度≦70℃。這一溫度決定于退火溫度制度及控制水平。實(shí)際生產(chǎn)中，由于風(fēng)機功率在設計選型時(shí)考慮非常大的余量，以及季節和晝夜環(huán)境溫度導致風(fēng)溫的變化。有時(shí)只需要很少的用風(fēng)量就可以滿(mǎn)足工藝要求。而一般玻璃生產(chǎn)廠(chǎng)家，退火窯風(fēng)機所使用的都是定額輸出功率的電機，需要減少風(fēng)量時(shí)，一般采用調節閥門(mén)和擋板開(kāi)度來(lái)控制風(fēng)量大小。在調節過(guò)程中，由于風(fēng)機的風(fēng)量大小無(wú)法調節，常常出現關(guān)小控制板上的風(fēng)閥時(shí)，板下的冷卻風(fēng)量加大。關(guān)小這一組風(fēng)閥，另一組的風(fēng)量加大的不合理現象的。這樣就造成同一退火區內相鄰風(fēng)閥之間相互干擾，影響了退火溫度制度的穩定。風(fēng)機功率是定額輸出，電耗沒(méi)有減少。風(fēng)機的運行阻力增加，反而加劇了閥體等冷卻系統的損壞。出于節能的迫切需要和對產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高的要求，加之采用變頻調速器（簡(jiǎn)稱(chēng)變頻器）易操作、免維護、控制精度高，并可以實(shí)現高功能化等特點(diǎn)，因而采用變頻器驅動(dòng)的方法開(kāi)始逐步取代風(fēng)門(mén)、擋板、閥門(mén)的控制方案。就可以達到明顯的節約電能，降低消耗的目的。

    2、退火窯各區功用、風(fēng)冷控制方式和結構

    2.1退火窯各區功用和風(fēng)冷控制方式

    A，B，C區均為引風(fēng)式輻射冷卻，目的是使玻璃板按照設定好的溫度曲線(xiàn)降至室溫，減少或清理玻璃制品中的殘余內應力和光學(xué)不均勻性，以及穩定玻璃內部的結構。RET區，F區均為鼓風(fēng)式對流冷卻，以使玻璃能以比其在后退火區稍大或相同的冷卻速度進(jìn)行對流冷卻。每區配備兩臺引風(fēng)機，正常生產(chǎn)時(shí)一用一備。

    2.2A、B、C區和RET和F區結構

    A、B、C區結構大致相同，區內上下部分別裝有輻射冷卻器和電加熱裝置，冷卻器在橫向分為幾組，每組有若干根小風(fēng)管組成，冷卻風(fēng)量分組控制。室溫冷風(fēng)通過(guò)由電器閥門(mén)定位設備控制的支風(fēng)閥（由微機自動(dòng)控制）進(jìn)入退火窯內的排管式冷卻器，與玻璃板進(jìn)行輻射換熱降溫。各支風(fēng)較后匯集進(jìn)入總風(fēng)管，再由該區引風(fēng)機抽出排空。RET和F區的結構基本相同，上部的冷卻風(fēng)噴嘴橫向分區，下部不分區。該區鼓風(fēng)機通過(guò)總風(fēng)管將冷卻風(fēng)從兩個(gè)邊部送入各分支風(fēng)管，由各支管翻板閥分別控制各處的吹風(fēng)量。

    3、變頻技術(shù)在退火窯風(fēng)機中的應用方法

    3.1變頻調速基本原理

    在變頻調速中使用較多的變頻調速器是電壓型變頻調速器，由整流器、濾波系統和逆變器三部分組成。
在其工作時(shí)首先將三相交流電經(jīng)橋式整流為直流電，脈動(dòng)的直流電壓經(jīng)平滑濾波后在微處理器的調控下，用逆變器將直流電再逆變?yōu)殡妷汉皖l率可調的三相交流電源，輸出到需要調速的電動(dòng)機上。由電工原理可知電機的轉速與電源頻率成正比，通過(guò)變頻器可任意改變電源輸出頻率從而任意調節電機轉速，實(shí)現平滑的無(wú)級調速。
    3.2變頻技術(shù)在退火工藝區的應用

    在浮法玻璃退火過(guò)程中，由于爐膛溫度和風(fēng)溫的變化，即使是同一區間在不同工況下需要的冷卻風(fēng)量也相差很大。當該區總用風(fēng)量較小時(shí)，該區的多數風(fēng)閥就會(huì )處于關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)總風(fēng)管內的風(fēng)壓（A，B，C區為負壓，RET，F區為正壓）就會(huì )加大。在A(yíng)、B、C和RET、F區使用變頻技術(shù)，首先，在各區冷卻風(fēng)總風(fēng)管上設取壓點(diǎn)，安裝差壓變送器。由差壓變送器測出總風(fēng)管內風(fēng)壓，并將風(fēng)壓信號送至控制室DCS微機自控系統中，風(fēng)管差壓變送器的實(shí)測信號與設定的風(fēng)壓信號進(jìn)行比較，經(jīng)PID運算后將控制信號輸出到變頻調節器，通過(guò)改變電源輸出頻率調節電機轉速改變冷卻風(fēng)量，達到控制風(fēng)壓的目的。其次，由于玻璃退火中冷卻風(fēng)用量與風(fēng)溫有很大關(guān)系，所以風(fēng)壓設定時(shí)的取值應根據季節和晝夜的變化而不同。第三，因為A、B、C和RET、F區的在冷卻功能上有所區別，A、B、C區降溫曲線(xiàn)較平緩，用風(fēng)量較少，所以風(fēng)壓取值應偏小。RET、F區為使玻璃能以比其在后退火區稍大或相同的冷卻速度進(jìn)行冷卻，風(fēng)壓應取值應非常大值。風(fēng)壓設定值的具體確定還應根據各廠(chǎng)實(shí)際情況和風(fēng)溫的變化進(jìn)行實(shí)踐摸索。以既能滿(mǎn)足退火工況的要求又達到節能的目的為宜。

    3.3對產(chǎn)品質(zhì)量的提高

    在退火冷卻系統中合理的利用變頻技術(shù)，通過(guò)調整風(fēng)機的轉速來(lái)調節退火冷卻用風(fēng)量的大小。避免了過(guò)量的冷卻風(fēng)對退火的溫度制度的影響，退火的溫度曲線(xiàn)更趨理想。產(chǎn)品的殘余應力清理更加徹的，較大的提高了浮法玻璃的退火質(zhì)量，減少玻璃的退火缺點(diǎn)和切損。

    4、節能方面

    變頻節能由流體力學(xué)可知，P（功率）=Q（流量）╳H（壓力），流量Q與轉速N的一次方成正比，壓力H與轉速N的平方成正比，功率P與轉速N的立方成正比，如果風(fēng)機的效率一定，當要求調節風(fēng)量下降時(shí)，轉速N可成比例的下降，而此時(shí)軸輸出功率P成立方關(guān)系下降。即風(fēng)機電機的耗電功率與轉速近似成立方比的關(guān)系。例如：一臺風(fēng)機電機功率為22KW，當轉速下降到原轉速的4/5時(shí)，其耗電量為11.264KW，省電48.8％當轉速下降到原轉速的1/2時(shí)，其耗電量為2.75KW，省電87.5％。另外，由于冷卻系統中風(fēng)壓的降低風(fēng)機運行阻力將減小，這樣就延長(cháng)了設備和閥門(mén)的使用壽命。節省了設備的維護費用。