染整行业利用变频器完成节能改造方案

一、变频器在染整行业发展趋势

对染整行业而言，电耗是其生产成本的主要组成部分，染缸是纱线染色的主要耗能设备之一；随着变频控制技术的发展，流量差压变频控制已广泛应用于染整行业。利用变频技术对染缸进行节能改造，也已经成为染整行业降低染纱能耗，提高产品竞争力的最有效途径。所以在染缸中使用交流变频调速装置对减少能源浪费具有重要意义。

二、染缸工艺中的主要损耗

染纱工艺它是按照预定的循环运动过程，即内流与外流的时间控制，形成染色工艺。其内部流动主要通过换向器实现，而纱线的流动则主要通过主泵实现。

首先是硬件损耗。原Y-△降压用于启动普通染缸的主泵，启动力矩大，电流大，加速了主泵的老化和换向器的加速磨损。提高了维护成本和能源浪费。

其次是溢出损失。由于纱线的加工工艺不同，各工艺要求的温度、流量、压力也不一样，对于主泵电机来说，染缸在染色过程中的负荷是变化的。而且泵的流量是根据所需的最大流量来设计的，其最初的主泵电机以恒定速度提供压力流。当每根泵送纱线的流量小于最大流量时，着色剂就会流过每磅纱线，使纱线在短时间内无法着色，而这部分能量则白白耗损掉。

然后则是节流损失。当水流通过换向器的换向口时，会有一定的流量和压力，增加换向电磁阀的扭矩。同时，由于水的长期全速循环流和换向器件之间的机械剧烈摩擦，密封圈温度过高，换向器噪音过大，机械寿命缩短等不良现象。

最后就是设计余量的损耗。通常在设计中，一般会考虑到共用性，设计时以最大容量为基础，因此染缸主泵电机设计的容量比实际需要高出很多，存在“大马拉小车”的现象，造成电能的大量浪费。

三、流量压差控制变频器的节能原理及控制系统

第一调速节能。根据染纱的工艺要求,把原来的主缸注料管改成流量控制器经转换为4-20mA电流信号后加在PLC模拟输入端作为变频器的频率给定信号，PLC对其进行实时采样并通过PID运算处理，使输出给变频器的频率随流量控制器的模拟信号成线形变化；在经过给出的磅数大小通过PLC运算后，需要压力和流量大小会自动调节电机转速，从而降低电机的输出功率，在换向电磁阀处加装换向到位开关，已确保换向电磁阀完全动作到位。内外流换向时会根据换向开关动作自动降低转速，等换向完成后自动加速到所需频率，使电机和换向阀在整个负载范围内的能量损耗达到最小程度。

第二成本降低、操作方便。把主缸原有的水位控制器和磁石信号去掉改成模拟信号控制器以实现控制水位的高低。并加装人机界面来查看主缸的实时水位。已免主缸无水运行造成事故发生。去掉料缸水位控制器，用原有的模拟信号控制器实现水位高低控制，降低维修成本和生产成本。

第三提高功率因数节能。无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是因为功率因数的降低导致电网有功功率的降低。可知，当功率因数越大，有功功率越大。普通主泵COSφ值在0.6-0.8之间，而使用变频调速装置后，由于变频器内滤波电容的补偿作用，使得COSφ≈1，从而减小了无功损耗，增大了电网的有功功率。

第四软启动节能。因为原来的电机直接启动或 Y/△，启动电流等于额定电流(3-7)倍，会对机电设备和供电网造成严重的影响，还会增加对电网的容量要求。起动过程中产生的大电流和振动对设备寿命极为不利。采用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能，可将起动电流从零开始，将最大值限制在变频器加速时设定的限流值范围内，一般不超过额定电流的1.2倍，从而减少对电网的冲击，提高电网的容量要求，延长设备的使用寿命。