冷却塔风机优化节能控制系统分析

赵大龙

摘 要：基于冷却塔风机的高效运行，积极探索冷却塔风机节能优化措施对实现节能减排目标，可持续发展模式具有重要的意义。变频技术是当前节能技术的关键，本文就是结合工作实践提出冷却塔风机优化节能的具体控制策略。

关键词：冷却塔风机；节能；控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.073

1 冷却塔风机节能控制技术

结合冷却塔风机的工作原理，目前对于冷却塔风机的节能优化技术主要包括：一是对塔内的结构布局进行优化，以此降低空气阻力，从而提高其工作效率；二是提高风机的工作运行效益，改进其气动性能；三是增加风机的接触面积，以此提高热力的扩散速度。

一般对冷却塔风机的节能控制就是要求冷却塔出水温度与进出水温度差都要达到预定的目标，而且实现能源消耗的最低化。随着计算机技术的快速发展，变频技术广泛的应用到各种电器中，通过应用变频技术为解决冷却塔风机运行提供了技术支持，冷却塔风机可以通过自动控制运行过程实现能源的优化控制。

2 冷却塔风机优化节能控制系统原理

经过实践冷却塔风机的工作能力与外界的气候变化有着很大的关系，具体体现在：一是为了调整出水温度，采取人工调整风机作业以及调整风机角度问题，这样会增加人工劳动量，而且还存在安全隐患；二是频繁的启动冷却塔风机会增加设备故障发生率，尤其是瞬间风机启动会造成电流冲击，造成电能浪费。基于该问题，需要设计节能控制系统。

冷却塔风机闭环节能控制系统原理：冷却塔出水温度主要是通过风机的风量控制的，而风量大小则是通过转速实现的，因此通过在出水管上安装带有温度传感器的控制设备，实现对水温的自动控制以此实现节能优化控制，比如当出水管的温度高于设定值后，PLC控制变频就会增加风机的转速以此降温，当出水温度低于设定值时，控制器同样就会降低风机的转速以此将出水温度控制在一定的范围内。具体见图1：

3 冷却塔风机采用变频调速控制要点

（1）由于冷却塔风机驱动部分的转动惯量一般都较大，所以给定加减速时间要长一些，如30 ～50s。

（2）在实际运转中经常会由于外界风力的作用使冷却风机自转，此时如果启动变频器，电动机会进入再生状态造成故障跳闸。对于变频器应该将启动方式设为转速跟踪再启动，这样就可在变频器启动前，通过检测电机的转速和方向来实现对旋转中电机的平滑无冲击启动。

（3）由于是普通电机，因此应该设置最低运转频率，以保持电机合适的温升，通常频率下限为20Hz 。

（4）为防止在较宽运转频率范围内（一般20～50Hz ）冷却风机出现特定转速下的机械共振现象，应该在试运转中分析这种情况，并采取修改参数的方法将系统的固有频率列为跳跃频率。

（5）閉环控制下的风机工作主要是根据水温变化而变化的，但是由于水温的变化具有波动性和随机性，因此会导致风机转速出现震荡变化，而变频器的变化主要是由内部的元件的充放电完成的，因此某种意义上其对冷却塔风机的元器件影响是巨大的，因此采取变频信号离散化处理：转速的离散台阶式控制法，即根据各转速下的风量和风压，测定风机在各转速下的效率，找到较高效率的速度点，将高效率速度点设为离散台阶型控制点，使风机的运转频率尽可能地工作在最佳工况点附近，实现最大程度上的节能。

4 冷却剂风机优化控制系统的实际应用

为切实提高冷却塔风机的运行效果，经过论证该系统在企业生产中投入使用，经过安装于调试，该系统可以准确的反映风机的运行状态，具有很好的实际应用效果：一是降低了企业的费用支出，通过应用该控制系统，降低了企业的电费支出，从而提高了企业的经济效益；二是大大提高了风机的运行安全，并且延长了使用寿命，避免了因为传统风机运行簸动较大，而存在的安全隐患，降低了安全事故的发生；三是降低了冷却塔风机的故障发生率，通过应用变频技术可以对风机的运行情况进行及时的了解，从而实现了能源节能化生产，因此具有很好的推广价值。

参考文献：

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[2]王鑫国.水轮机替代电机驱动冷却塔风机的节能分析[J].河北冶金，2012（02）.

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