冷却塔风机是石油化工行业中的重要的冷却设备,也是循环水系统最主要的耗电设备之一,对其实施变频运行是目前风机节能最为有效的措施。风机的变频节能运行主要依据冷却塔的工况换热需求,以满足生产需求的供水温度,为了使冷却塔风机变频运行更加安全合理并进一步节能,因此对风机变频调速系统的优化节能研究有重要的现实意义。本课题在对冷却塔换热理论和风机变频运行理论分析的基础上,针对中国石化天津分公司烯烃部冷却塔,设计并制造了风机变频调速系统,并对其变频控制模式进行了优化。其主要的研究成果如下：(1)研究变频工作原理与风机运行理论,通过对电机变频调速运行时机械与电气性能的分析,和风机变速运行时各项参数的分析,最终对风机变频调速运行的节能情况进行分析研究。(2)研究冷却塔进行换热的热力学理论,尤其对塔内填料换热特性进行分析,结合风机变频运行理论,建立风机电机电源频率与冷却塔特征数(换热能力)关系的数学模型,风机运行频率值与冷却塔换热散热能力的关系得到了对应。(3)根据建立风机电机电源频率与冷却塔特征数(换热能力)关系的数学模型,提出并设计了优化风机变频调速系统的控制模式——特征数等差离散变频模式,对此控制模式进行节能分析,并针对中石化天津分公司水务烯烃部冷却塔风机,进行了变频控制模式的优化设计。(4)完成了变频调速系统的设计与制造,包括对变频器主回路与控制回路,PLC控制回路的电气设计,通过PLC程序与外部电气电路,实现了变频调速系统对风机运行的闭环控制,通过力控组态软件实现了上位机对风机节能控制的远程操作和实时运行状态的远程监控。本课题优化设计后的冷却塔风机变频调速系统已在中国石化天津分公司烯烃部应用,有效地提高了系统运行的稳定性,节能效果显著,具有良好的推广价值和市场应用前景。