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關鍵錦工：高壓變(biàn)頻器,沸騰焙燒爐,羅茨鼓風(fēng)機,節能
1用戶簡介
漢源錦泰礦業有限公司是一家股份制民營企業，具有日處理鉛鋅礦石4000噸，年産0号、1号鋅錠50000噸、硫酸62000噸、鋅焙砂54000噸，日處理電解鋅廢渣200噸的生産能力；總投資已達12億多元人民币，已發展成集鉛鋅礦開採(cǎi)、浮選、焙燒制酸、冶煉和廢渣綜合利用爲一體的集團化公司，是我國西部地區設備、工藝和技術較先進、産品質量最好、生産能力較大、銷量較大的鉛鋅生産企業之一。漢源錦泰礦業有限公司有一座40m2沸騰焙燒爐，而羅茨鼓風機又是沸騰焙燒爐的心髒設備，在2014年設備節能改造中，對羅茨鼓風機採(cǎi)用變頻調速技術，取得瞭(le)較好效果。現場羅茨鼓風機參數如下表1、表2所示。
表1 電機參數
型号
YKK560 2-10
額定電壓
10kV
額定電流
31.9A
功率因數
0.78
轉速
594r/minr
冷卻方式
IC611
廠家
錦工電(diàn)機廠(chǎng)有限責任公司
表2 鼓風機
型号
L105WP 3
流量
669m3/min
主軸轉述
580r/min
升壓
29.4kP
電機功率
10-400kW
執行标準
JB/T8941.1～2-1999
廠家
四川省鼓風(fēng)機(jī)制造有限責任公司
2沸騰焙燒爐
2.1沸騰焙燒爐介紹
沸騰焙燒以流态化技術爲基礎。固體顆粒在氣流的作用下，構成流态化床層(céng)似沸騰狀态，被稱作流态化床或沸騰床。這樣礦石可在沸騰狀态下進行加熱還原，有利於(yú)提高焙燒礦質量。焙燒過程有反應熱放出，産生含有二氧化硫的氣體主要用來制造硫酸，礦渣則用作冶金原料。硫化礦沸騰焙燒技術是50年代初聯邦德國的巴登苯胺純堿公司和美國的多爾公司分别開發的。沸騰焙燒爐結構示意圖如圖1所示。
圖1結構示意圖
沸騰焙燒爐爐體（見圖1）爲鋼殼内襯保溫磚再襯耐火磚構成。爲防止冷凝酸腐蝕，鋼殼外面有保溫層(céng)。爐子的最下部是風室，設有空氣進口管，其上是空氣分布闆。空氣分布闆上是耐火混凝土爐床，埋設有許多側(cè)面開小孔的風帽。爐膛中部爲向上擴大的圓錐體，上部焙燒空間的截面積比沸騰層(céng)的截面積大，以減少固體粒子吹出。沸騰層(céng)中裝有廢熱鍋爐的冷卻管，爐體還設有加料口、礦渣溢流口、爐氣出口、二次空氣進口、點火口等接管。爐頂有防爆孔。
2.2沸騰焙燒(shāo)爐(lú)工作原理
沸騰焙燒爐工作原理是利用流态化技術，是參(cān)與反應或熱、質傳遞的氣體和固體充分接觸，實現他們之間最快的傳質，傳熱賀棟梁傳遞速度，獲得最大的設備(bèi)生産能力。
（1）流化床的形成
當流體的氣流速度繼續增大到一定值，床層(céng)開始膨脹和變(biàn)松，全部顆粒都懸浮在向上流動的流體中，形成強力攪渾流動。這種具有流體的某些表觀特征的流-固混合床成爲流化床。在氣-固流化床中，形成顆粒強烈翻滾，故又稱爲沸騰床。
（2）流态化範(fàn)圍(wéi)與操作速度
從(cóng)臨界速度開始流态化，到帶(dài)出速度下流化床開始破壞這一速度範圍成爲流态化範圍。它是選擇操作流态化速度的上下極限。流态化範圍越寬，流化床的操作越穩定。這一範圍大小可以用帶(dài)出速度與臨界速度的比來表示。理論和實際證明，顆粒月細則流态化範圍越小，不規則的寬篩分物料的流态化範圍比球形粒子的要小。
實際上多數工業流化床内粒級分布較寬，所以合理的操作速度應是絕大部分顆粒正常流态化而又不大於(yú)某一指定粒級的帶出速度。一般根據林傑流态化速度並(bìng)利用流态化指數的經驗數據來確定操作氣流速度。
3沸騰焙燒爐變(biàn)頻節(jié)能原理
沸騰焙燒爐是利用流态化技術的熱工設備(bèi)，已廣泛應用於(yú)鋅精礦的焙燒。它具有氣-固相間傳熱質速度快、層内溫度均勻、産品質量好、沸騰層與冷卻水套之間傳熱系數大、生産率高、操作簡單、便於(yú)實現生産連續化和自動化等優點。
鋅精礦的主要物相組成爲ZnS，約占70%以上。在沸騰焙燒爐内焙燒時主要化學反應式爲：ZnS+O2→ZnO+SO2，該反應屬放熱反應，放出的熱量除用於(yú)維持爐内的焙燒溫度，大部分由高溫煙氣及冷卻水帶走。沸騰爐空氣需要量爲20000Nm3/h。通過對沸騰爐層(céng)及管網阻力損失的計算，爐子正常生産時，空氣壓力爲12500-13500Pa。但考慮到開爐及處理異常情況時的工藝要求，所選風機的富裕量達50%以上，這樣使風機的能力不能充分發揮。
由於沸騰爐羅茨鼓風機的風量和風壓的餘量很大，正常工作時必須将其調至合理的工況，另外随著(zhe)爐子的産量和鋅精礦成分的變化，風機的工況也須調整。爲瞭(le)調節送風量在送風管上放風，調節範圍雖大，但浪費極大，風機放空噪音很大，嚴重影響瞭(le)周圍居民的生活；較好的辦法是採用變頻調速裝置。電動機的變頻調速是通過改變定子供電頻率f來改變同步轉速而實現調速的，在調速中從高速到低速都可以保持較小的轉差率，因而消耗轉差功率小，效率高，是電動機最爲合理的調速方法。風機的轉速與頻率的關系式爲n＝60f/p（1-s），可見，通過調節電流頻率可調節風機轉速，從理論上講，風機的流量與轉速成正比，壓力與轉速的平方成正比，軸功率與轉速的立方成正比，因此，調節風機轉速時可以調節風機的流量、壓力，軸功率的變化就更明顯。
漢源錦泰礦業有限公司領導基於(yú)節約能源降低成本，和降低風機運行噪音兩方面考慮，決定選用變頻器對原設備進行改造。經過反複對比決定採(cǎi)用山東新風光電子科技發展有限公司生産的JD-BP38-450F（450kW/10kV）高壓變頻器對沸騰焙燒爐羅茨鼓風機進行變頻改造。
4新風光JD-BP38系列高壓變(biàn)頻調速系統技術特點(diǎn)
風光牌JD-BP38系列高壓變頻器以高速DSP爲控制核心，採(cǎi)用無速度矢量控制技術、功率單元串聯多電平技術，屬高-高電壓源型變頻器，其諧波指标遠小於(yú)IEEE519-1992的諧波标準，輸入功率因數高，輸出波形質量好，不必採(cǎi)用輸入諧波濾波器、功率因數補償裝置和輸出濾波器；不存在諧波引起的電機附加發熱和轉矩脈動、噪音、輸出dv/dt、共模電壓等問題，可以使用普通的異步電機。産品2003年被列爲國家重點新産品，高壓提升機變頻調速系統2005年被列爲國家火炬計劃項目，獲科技部中小企業技術創新基金項目資助。2007年，高壓變頻器被評爲中國名牌産品，是國内高壓變頻器行業爲數不多的兩個名牌産品之一。具體來說，風光高壓變頻器除具有一般普通變頻器的性能外，還具有以下突出特點：
(1)採(cǎi)用高速DSP作爲中央處(chù)理器，運算速度更快，控制更精準。
(2)矢量控制技術，通過測(cè)量和控制交流電動機定子電流矢量，根據磁場(chǎng)定向原理分别對交流電動機的勵磁電流和轉矩電流進行控制，從而達到控制交流電動機轉矩的目的。啓動轉矩大，轉矩動态響應快，調速精度高，帶負載能力強。
(3)快速飛車啓動功能。能夠識别電機的速度並(bìng)在電機不停轉的情況下直接起動。在變(biàn)頻器受到負載沖擊保護後可對其自動複位，然後再自動啓動，即可避免重要場合（如水泥廠高溫風機）變(biàn)頻保護停機造成的損失。快速飛車啓動技術可實現變(biàn)頻器在0.1s之内從保護狀态複位重新帶載運行。
(4)工頻/變頻無擾切換技術。現在的高壓變頻調速系統一般設置工頻旁路切換櫃，變頻器發生故障時能使高壓電機轉至工頻運行，旁路切換有手動旁路和自動旁路切換兩種型式，手動旁路需人工操作，适應於(yú)無備(bèi)用裝置或不重要的運行工況，自動旁路可在變頻器發生故障後直接自動轉換至工頻運行。新風光公司提供的自動旁路切換櫃，不僅可實現變頻故障情況下自動由變頻轉換至工頻運行狀态，還可實現在變頻檢修完畢後由工頻瞬間轉換至變頻運行的功能，整個轉換過程不會對用戶設備(bèi)的運行造成任何影響。
(5)電(diàn)網瞬時掉電(diàn)重啓技術，電(diàn)網瞬間掉電(diàn)可自動重啓，可提供最長(zhǎng)60s的等待時間。
(6)線電壓自動均衡技術（星點漂移技術）。變(biàn)頻器某相有單元故障後，爲瞭(le)使線電壓平衡，傳統的處理方法是将另外兩相的電壓也降至與故障相相同的電壓，而線電壓自動均衡技術通過調整相與相之間的夾角，在相電壓輸出最大且不相等的前提下保證最大的線電壓均衡輸出。
(7)振蕩抑制技術，電機輕載或者空載的時候會出現局部不穩定現象，這時電流幅值波動很大，電流的振蕩有可能會導緻系統因爲過流或過壓而觸(chù)發保護。新風光公司採(cǎi)用優越的電流算法，有效地抑制電流的振蕩，保證系統穩定可靠的工作。
(8)多機主從控制技術，變頻器具備主從控制功能，多台變頻器之間可通過數據總線組成主從控制網絡。将其中的一台設爲主機，其他設爲從機，主機實時採(cǎi)集各從機的狀态信息，同時發送給各從機頻率、轉矩指令，實現各台變頻器的功率平衡和綜合控制。該技術适用於(yú)皮帶機、摩擦式提升機等需要功率平衡控制的場合。
(9)輸出電壓自動穩壓技術，變(biàn)頻器實時檢測(cè)各單元母線電壓，根據母線電壓調整輸出電壓，從而實現自動穩壓功能。避免電網波動對輸出電壓的影響。
(10)故障單(dān)元熱複位技術，若單(dān)元在運行中故障，且變(biàn)頻器對其旁路繼續運行，此時可在運行中對故障單(dān)元進行複位，不必等變(biàn)頻器停機。
（11）單元直流電壓檢測(cè)：實時顯示檢測(cè)系統的直流電壓，從而實現輸出電壓的優化控制，降低諧波含量，保證輸出電壓的精度，提升系統控制性能，並(bìng)可使保證運行維護人員實現對功率單元運行狀況的全面把握。
（12）具備(bèi)突發相間短路保護功能。如果由於(yú)設備(bèi)原因及其他原因造成輸出短路，此時如果變頻器不具備(bèi)相間短路保護功能，将會導緻重大事故。變頻器在發生類似問題時能夠立即封鎖變頻器輸出，保護設備(bèi)不受損害，避免事故的發生。
（13）限流功能：當(dāng)變(biàn)頻器輸出電流超過設定值，變(biàn)頻器将自動限制電流輸出，避免變(biàn)頻器在加減速過程中或因負載突然變(biàn)化而引起的過流保護，最大限度減少停機次數。
（14）多種控制方式，可選擇本機控制、遠控盒控制、DCS控制支持MODBUS、PROFIBUS等通訊協議頻率設定可以現場(chǎng)給(gěi)定、通訊給(gěi)定等支持頻率預設、加減速功能。
5高壓變(biàn)頻(pín)器主回路控制方案
高壓變頻器設備安裝在風機值班室内，原高壓櫃至電機的高壓電纜用做改造時電機至變頻器連接電纜，變頻器至高壓櫃電纜重新敷設，同時敷設集控室至高壓變頻器的控制電纜用於(yú)變頻器的遠程控制，採(cǎi)集現場設備狀态信号，實現設備的實時調節及信号反饋。此外還需敷設一根高壓櫃至變頻器的控制電纜，用於(yú)高壓櫃合閘允許和高壓櫃緊急分閘控制。
一次接線如圖2所示。
圖2手動旁路櫃
圖2旁路櫃中，共有3個高壓隔離開關，爲瞭(le)確保不向變頻器輸出端反送電，K2與K3採用電磁互鎖操動機構，實現電磁互鎖。當K1、K3閉合，K2斷開時，電機變頻運行；當K1、K3斷開，K2閉合時，電機工頻運行，此時變頻器從高壓中隔離出來，便於(yú)檢修、維護和調試。
旁路櫃必須與上級高壓斷路器DL連鎖，DL合閘時，絕對不允許操作旁路隔離開關與變頻輸出隔離開關，以防止出現拉弧現象，確(què)保操作人員和設備(bèi)的安全。
故障分閘：将變頻器“高壓分斷”信号與旁路櫃“變頻投入”信号串聯後，並(bìng)聯於(yú)高壓開關分閘回路。在變頻投入狀态下，當變頻器出現故障時，分斷變頻器高壓輸入；旁路投入狀态下，變頻器故障分閘無效。
保護：保持原有對電(diàn)機的保護及其整定值不變(biàn)。
6焙燒爐風(fēng)機(jī)改造運行情況
沸騰焙燒爐羅茨鼓風機高壓變頻器2014年4月一次正式投入運行，至今運行正常。改造達到瞭(le)預期目的。羅茨鼓風機電機電流大大減小，風機運行噪聲大大降低。變頻運行後，送風管上防風管關閉(bì)，根據焙燒爐生産量的大小，随時調節羅茨鼓風機的風量大小，滿足生産沸騰爐的工藝要求，而且現場人員操作非常方便。
6.1節能計算
2014年5月漢源錦泰公司節能服務中心随機對羅茨鼓風機高壓變(biàn)頻器進行瞭(le)測試，記錄數據如表3所示。
表3 工頻、變(biàn)頻時運行情況(kuàng)
工頻運行電流
額定電流
工頻放風閥門開度
變頻頻率
變頻放風風門開度
變頻輸入電流
變頻輸出電流
沸騰焙燒爐羅茨鼓風機
22.3A
31.9A
40%
26Hz
0%
7.2A
20.5A
根據表3，沸騰焙燒爐羅茨鼓風機工頻運行時，功率因數取0.8，電(diàn)源電(diàn)壓10.20kV，計算每小時耗電(diàn)爲：315.2kW。沸騰焙燒爐羅茨鼓風機變(biàn)頻運行時，功率因數爲0.97，變(biàn)頻輸入電(diàn)壓10.20kV，計算每小時耗電(diàn)爲：123.4kW。較工頻運行時每小時節約電(diàn)量191.8kW。每年運行300d，每天運行24h，那麽年節約電(diàn)量：191.8kW×24h×300d=138.096萬kW?h。
通過以上變(biàn)頻運行數據，在與生産(chǎn)工況基本相同的工頻運行相比，電機電流、消耗功率大大減小，節能效果是非常明顯的。
6.2間接效益
（1）提高控制精度，安裝變頻器後，引入壓力反饋信号，採(cǎi)用變頻器的PID閉環控制或DCS控制轉速自動保持生産所需風壓，從而提高瞭(le)壓力控制精度，而且與閥門相比更直觀，方便調節風機轉速來滿足生産需要。
（2）有效地改善瞭(le)現場運行環境。採(cǎi)用變頻調速後，大大減少瞭(le)風機管道震動頻率和噪音。消除瞭(le)風機的旁路放空噪聲，解決瞭(le)風機擾民問題，改善瞭(le)工人的工作環境。
（3）減少瞭(le)維護工作量和維護費用，延長瞭(le)設備(bèi)的使用壽命。
由於(yú)採用瞭(le)變頻調速技術,電機啓動、調速平穩,不存在啓動電流沖擊,減少瞭(le)羅茨鼓風機出口壓力瞬間提高對風機和電網的沖擊,而且羅茨鼓風機和驅動電機都處於(yú)相對額定轉速較低的轉速上，因而其零部件的機械磨損減少,降低瞭(le)維護費用，延長瞭(le)風機使用壽命。
7結束語
綜合看來，漢源錦泰礦業有限公司沸騰焙燒爐羅茨鼓風機採用高壓變頻器進行改造後，提高瞭(le)沸騰焙燒爐風機的運行效率，降低瞭(le)鋅錠的生産成本，對保證沸騰焙燒爐的安全運行起著(zhe)重要的作用。
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徐西甲，技術支持工程師，供職於(yú)山東新風光電(diàn)子科技發展有限公司。
張建忠，高級工程師，漢源錦泰礦業有限公司鋅焙砂廠(chǎng)廠(chǎng)長(zhǎng)。
羅茨風機交流變(biàn)頻調速技術是迅速發展起來的一種新型電力傳動調速技術,由於(yú)具有其他衆多調速方式無可比拟的優越性，從而成爲交流電機調速控制的首選方式,其主要優點如下:
(1)、可實現平滑的無級調(diào)速，精度高,範圍寬(0~100% )，效率高達(dá)95%以上;
(2)、起動(dòng)轉矩大(可限定在額定值的1~1.25 倍)，起動(dòng)電(diàn)流小,電(diàn)動(dòng)機的轉矩脈動(dòng)小,可實現軟起動(dòng)且運行平穩;
(3)、安裝容易，調速方便,操作簡單(dān),容易與可編(biān)程邏輯控制器、分布式控制系統 銜接;
(4)、可靠性高,且有過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、過(guò)載等多種保護(hù)功能。
羅茨風(fēng)機變(biàn)頻改造效果分析
由於(yú)羅茨風機的恒轉矩負載特性,相應的羅茨風機系統屬於(yú)典型的恒壓輸出系統，因此恒壓控制後系統運行在恒轉矩變(biàn)流量狀态。
在採(cǎi)用變頻調速,且系統流量需減小時,降低羅茨風機轉速,使羅茨風機在規定壓力下低流量點運行。羅茨風機的輸人功率與流量成近似線性關系,如圖所示。因此,羅茨風機進行變頻改造後的節能效果主要決定於(yú)所運行流量的大小,羅茨風機的耗電量與流量成正比。
系統若採(cǎi)用壓力閉(bì)環控制方案改造，可實現全自動控制，真正實現無人值守。
羅茨風(fēng)機變(biàn)頻改造後節能量計算
目前羅茨風機在應用時，調節方式有兩種;一種是羅茨風機的輸人口有閥門調節或輸入流量受限制造成流量不均衡,另一種是採(cǎi)用輸出側直接放風的方式。在這裏對兩種方式分别進行變頻改造節能效果分析。根據羅茨風機的負載特性,由於(yú)羅茨風機效率較高,這裏忽略損耗。
1 基本計算公式
2 輸入側(cè)調節方式變(biàn)頻改造節能分析計算
對於(yú)羅茨風機的應用場合來說,工藝要求壓力、流量恒定。由於(yú)改造前採用進風口閥門調節，降低瞭(le)輸入的風壓，因此羅茨風機的進風和出風的壓差保持不變:
採(cǎi)用變頻調速後要保證流量不變，但由於(yú)羅獲風機的進風壓力升高，進風和出風的壓差變小，根據式(2)可知，羅茨風機的消耗功率将随壓力增加量的降低而降低，因此節電率爲
根據理想狀态方程，假定節流不影響輸入風的溫度，則閥(fá)門開放的面積比等於(yú)進風壓力比，即
3 輸出側(cè)調節方式變(biàn)頻改造節能分析計算
系統在工頻下運行，由於(yú)改造前採(cǎi)用出口放風閥門來調節,因此可認爲羅茨風機電機運行在額定工作狀态。採(cǎi)用變頻調速後要保證使用流量不變，關閉排風閥門後,羅茨風機的消耗功率與額定流量的比值爲
在實際計算中，一般很難得到需要的流量數值，因此通過上述計算方法很難計算出節電(diàn)率，但很容易得到輸送管道的管徑、排風管的管徑和排放閥(fá)門的開度，因此可得到：
在上述計(jì)算中未考慮損耗等情況，以上是理論計(jì)算值，實際工況比上述計(jì)算複(fù)雜得多，因此節能率要比計(jì)算值低些。
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山東錦工有限公司是一家專業生産羅茨鼓風機、羅茨真空泵、回轉風機等機械設備公司，位於(yú)有“鐵匠之鄉”之稱的山東省章丘市相公鎮，近年來，錦工緻力於(yú)新産品的研發，新産品雙油箱羅茨風機、水冷羅茨風機、油驅羅茨風機、低噪音羅茨風機，赢得瞭(le)市場好評和認可。
羅茨風機設備(bèi)通常在現代工業生産、産品加工、污水處理等制造業中主要配合鍋爐燃燒系統、冷卻系統、烘幹系統、曝氣系統、通風系統等大型機器共同應用。根據不同的生産需要，結合傳統的風門、擋闆、閥門的控制方案，對爐膛内壓、風速、風量等指标進行控制及調節，以适應工藝要求和運行工況。在整個過程中，羅茨鼓風機都必須不間斷的全速運轉，這将導緻大量的能源浪費以及設備(bèi)損耗。 如何精確(què)的控制能量在整個過程中的分配和流失情況則顯得至關重要。
變頻器驅動技術的實現爲我們帶來瞭(le)福音，它具有很高的節能空間。目前，許多國家均已将變頻調速裝置用於指定流量壓力控制，傳統方式受到挑戰，進而有取而代之的趨勢。中國國家能源法第29條第二款也明確規定羅茨風機泵類負載應該採用電力電子調速。《中華人民共和國節約能源法》第39條就把羅茨風機、泵類等設備採用變頻調速技術實現節能運行列爲國家通用技術加以實施和推廣，是我國節能的一項重點推廣項目，受到國家政府的普遍重視。如在現代高參數、大容量電站中，泵與羅茨風機常採用變速調節。在現代工業生産中，羅茨風機、泵類設備應用範圍廣泛，其電能消耗不容忽視，是一筆不小的生産費用開支，有數據顯示，設備各種損耗占到生産成本的 7%～25%。随著(zhe)經濟大環境的改變，市場競争的不斷加劇，節能降耗早已成爲企業降低生産成本、提高産品質量的重要措施之一。因此，推廣交流變頻調速裝置迫在眉睫，被公認爲最有發展前途的調速方式。
1、存在的問題和原因
在企業生産中，羅茨鼓風機的應用很普遍。傳統的節流方式主要採用導流器(風門)進行，導緻羅茨風機運行效率不高，造成巨大的能源浪費，並(bìng)且羅茨風機維護、維修的費用也提高瞭(le)企業的生産成本。企業使用的羅茨風機一般爲容積式風機。風量的控制主要依靠羅茨風機入口的電機轉速來調節，不但造成大量的能源浪費，而且羅茨風機運行時振動大、噪音高，設備爐膛内負壓不穩定，容易發熱等。因爲實際生産過程中用汽量較小，鍋爐鼓風、引風控制一般採用接觸器控制，而相應的頻繁啓停，導緻相應能源浪費和運行不穩定等突出問題。
當羅茨風機採用風門 (入口導流器)調節時，随著(zhe)導流器角度的增大(即風門開度減小)，流量減小的同時羅茨風機的效率降低，尤其在導流器角度較大(風門開度較小)時羅茨風機效率大大下降。可見，調速羅茨風機效率高是羅茨風機變頻調速節能的最主要原因。因此，羅茨風機的節能改造是勢在必行的。羅茨風機節能改造的必要性主要表現在傳統系統採用工頻運行，利用主管路的閥門開度進行風量調節，盡管該法能夠使電動機達到驅動要求，但剩餘的力矩又增加瞭(le)設備有功功率的損耗，在造成電能的浪費的同時，對生産調節具有很大的滞後作用，使整個工藝的運行處在不穩定狀态。
2、羅茨風機採(cǎi)用變(biàn)頻節能的原理
目前，由於(yú)羅茨風機設備大多數採(cǎi)用異步電動機直接驅動的方式，存在諸多缺陷，如啓動電流過大、電氣保護特性差、機械沖擊等。當電機負載過大時，不僅設備使用壽命受到影響，而且還造成機械故障，時常出現泵損壞或者電機發燙燒毀的現象。
近幾年來，針對節能的迫切需要和以及企業對産品質量要求的不斷提高，一種新型的設備(bèi)開始流行，這就是變頻調速器（簡稱變頻器）。變速調節是在管路性能曲線不變時，用變速來改變羅茨風機的性能曲線，從而改變他們的工作點。其特點是易操作、控制精度高、免維護、高性能。随著(zhe)變頻器驅動的運用，傳統的風門、擋闆、閥門的控制方案逐漸被其取代。
變(biàn)頻調速技術的基本原理是在其他條件不變(biàn)時，改變(biàn)異步電動機定，子端輸入電源頻率進而改變(biàn)電動機轉速。根據電機轉速與工作電源輸入頻率成正比的關系：n=60（f1- s）／p，（式中 n、f、s、p 分别表示轉速、輸入頻率、電機轉差率、電機磁極對數）；通過改變(biàn)電動機工作電源頻率達到改變(biàn)電機轉速的目的。頻調速效率高，調速範圍廣，特别适合長(zhǎng)時間在低速下運行的工況。
3、採(cǎi)用變(biàn)頻調節的節能分析
根據流體動(dòng)力學的知識可知，對於(yú)羅茨風機存在如下關系：
Q∝n ①；p∝T∝n2②；P∝T?n∝n3③
式中：Q，p――分别爲(wèi)風(fēng)量，風(fēng)壓；n，T――分别爲(wèi)轉速，轉矩；P――軸功率。
從(cóng)式①中可看出，羅茨風機的風量和轉速成正比，風壓與轉速的2次方成正比，而軸功率與轉速的3次方成正比。當需要的風量降低時，電機轉速的改變(biàn)量在理論上其能耗将以其3次方的速率下降。與此同時，在羅茨風機轉速降低的過程中，軸功率應以轉速的3次方的速率降低，相應的驅動羅茨風機的電動機所需的電功率也将降低，可見調節轉速是羅茨風機節能的重要途徑。
普通羅茨風機的功率因數範圍在 0.6- 0.7，使用瞭(le)變頻調速裝置以後，由於變頻器内部濾波電容的作用，進而降低瞭(le)無功損耗，而相反的增加瞭(le)電網的有功功率。使用變頻節能裝置後，通過變頻器上的軟啓動功能可以使啓動電流從零開始，並(bìng)把電流限制在額定電流以内，這樣緩解瞭(le)其對電網的沖擊以及對供電容量的要求，從而延長瞭(le)設備及閥門的使用壽命。劉長軍等人通過實踐證明，變頻器運用於羅茨風機類設備驅動控制場合取得瞭(le)顯著的節電效果，是一種理想的、高效的調速控制方式。不僅提高瞭(le)設備的使用效率，又跟得上企業生産工藝要求。與此同時，又大大減少瞭(le)設備維護及維修的費用，降低瞭(le)停産周期，十分明顯的提高瞭(le)企業經濟效益。
4、改造措施和效果
随著(zhe)企業用電負荷的大範圍增加，引羅茨風機的風量需要随著(zhe)用電負荷的變化而變化，然而由於經常在工頻狀态下的低效率運行，緻使大量的能量在風道擋闆上浪費流失瞭(le)。因此，採用高壓變頻技術對羅茨風機進行變頻改造就顯得格外的迫切。張維，楊春等人在研究瞭(le)鍋爐鼓引羅茨風機的變頻節能改造後提出：羅茨風機、引羅茨風機變頻改造後，運行效果良好，主要表現在①噪音與振動減小；②運行安全穩定性更高；③節約能源，降低成本，包括節能節電。王永輝等人在研究瞭(le)變頻技術在污水處理廠羅茨風機上的應用的過程中提出有關羅茨風機變頻系統的改造方案。其中包括①在羅茨風機上裝設閉環控制方式的變頻系統；②在原工頻系統保留的基礎上結合變頻器相互作用；③採用本地、遠程控制相結合的監控措施；④設置遠程控制和故障報警系統，保證生産工藝的方便性、安全性。胡炫，朱虎，楊志等人在研究瞭(le)高壓變頻器在發電廠引羅茨風機上的應用與節能分析中指出：羅茨風機在變工況運行中，調節深度愈大，節能效果愈顯著，變頻調速曲線最接近理想曲線，其運行能耗最低，節能效果最佳。他們提出在大功率設備上應用ASD6000S系列高壓大功率變頻器進行羅茨風機技術改造，取得瞭(le)明顯的節能效果。ASD6000S系列高壓大功率變頻調速系統是由多個功率模塊串聯起來，通過疊加瞭(le)多個低壓功率模塊的輸出而彙總得到高壓輸出，具有諧波小、可靠性高等技術特點。
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