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【摘 要】目前，我国在工业领域的发展较为迅速，很多先进的生产方式被发明出来，而在工业生产的基础上，我国一直都致力于节能技术的发展与创新。目前轴流压缩机变频节能改造技术在我国工业领域被广泛地研究，希望能在原有的基础上缩减能耗。文章将会对轴流压缩机变频节能改造技术的相关内容进行探讨，并以实例对技术改造的实际效果进行具体性说明。
【关键词】轴流压缩机 变频节能改造技术 实例研究
轴流压缩机是能够提供压缩性气体的一种透平机械设备，在我国的冶炼、石油、化工等领域具有着重要的地位。但是轴流压缩机在使用的过程中很有可能会出现能耗过大的现象，因此需要对高炉鼓风机等设备进行改造。目前使用的改造方式并未考虑到转速对压缩机本身的影响，节能效果不算理想。所以，在现有的基础上，需要继续对轴流压缩机的变频节能技术进行改造，争取达到理想化效果。
一、轴流压缩机变频节能改造技术的改造原理
在满足工艺基础性要求的前提下，对高炉鼓风机的特性曲线变化以及喘振线的相关要求进行考虑，在保证鼓风机正常运行的情况下，进行变频控制，同时通过计算轴流压缩机自身的性能指标，运用压缩机通流改造、压缩机转速改变、静叶角度调节等手段，对高炉鼓风机进行改造，从而减少鼓风机的防风量与管道的外网阻力。经过改造后能够有效地提高压缩机的运行效率，减少电流损失，最终达到节能的目的。
二、节能改造的技术核心
（一）气动性能
当轴流压缩机被改造之后，其性能将会发生大幅度的改变，这就需要对压缩机的各项性能进行改造。其中，改造后的压缩机在气动性能上具有如下要求：第一，满足装置在流量与压力上的要求；第二，减少放少损失；第三，严格保证喘振裕度的安全性；第四，保证效率高、能耗小；第五，保证流量调节范围的宽广性。在压缩机改造时，转速的变化将会对性能起到一定程度的影响，一般情况下会依据压缩机本身的运行状态对通流部分进行系统改造，当改造完毕后需要对机组性能的有效率进行标准化计算。
（二）转子力学性能
1.转子的强度以及临界转速。在设计改造方案时，必须要根据现场的运行情况进行设计，对通流部分进行节能改造的时候，要保证在改造之后能够满足高炉工艺的具体要求，而且要对压缩机转子强度以及临界转速等变化进行重新校准与核实。值得注意的是，在改造完成之后一定要将机组的实际临界转速设置在压缩机规范的安全裕度之内。
2.叶片的安全性。一般来讲，轴流压缩机属于高速旋转类机械，动叶是悬臂梁结构，机器在运行时叶片由于振动会带来一定的危险性，因此需要严格把握叶片本身的安全性。在改造时，通常会选择改造机组的实际转速，改变转速就等同于改变机组内部的固有激励频率，只要机组内部的固有激励频率同叶片本身的低倍频动频一起落在同一个区域，那么叶片就一定会出现共振的现象。在设计完成之后，需要让压缩机在一定转速的范围之内运行，在确定最终转速时一定要考虑机组本身的节能情况，并且要对强度等方面进行严格的校核。同时，为了让机组的节能效果最大化，还需要对叶片的强度进行他校核，甚至需要对一些叶片采取修频处理。
3.喘振控制。在对轴流压缩机的性能进行节能改造的过程中，喘振曲线一定会随之发生变化，这就必须要对防喘性能曲线进行新一轮标定。一般来讲当喘振曲线出现变化的时候，要在系统控制中心进行重新设定，从而保证压缩机能够在安全的环境下运行。
三、实例论证
以我国某钢铁公司进行的变频节能改造为例，通过实例验证改造后的节能效果，并系统分析我国改造存在的主要问题：
（一）改造的整个流程
1.轴流压缩机的改造方案。第一，需要将轴流压缩机增加至十二级预留动叶，目的是提高风机的压力与安全裕度，进而将放风阀关闭。第二，适当增加变频器，将风机的转速降到7032r/min（48.5Hz），从而降低风量，减少压力裕度，让压缩机始终保持高效运转。第三，在对变频故障进行分析时，需要将其切换到工频之下再运行，这就需要对加级之后的工频工矿性等进行统一核算。第四，在工频以及变频工况环境下的转子强度和临界转速进行校准、核实，保证压缩机能够在这两种工况下正常使用。
2.系统控制相关方案。在原有的基础上增加变频控制软件包，软件包包含防踹振变频控制软件以及工频运行切换软件，只要变频出现故障，能够保证及时切换到工频状态下运行；添加工频运行以及变频运行的相关程序，保证二者相互切换；增加控制系统与变频器之间的联络信号；在标准状态下，测试风机的喘振性能，同时将两次测试的结果放到程序中进行控制。
（二）节能效果
在实际的工程中，改造之前需要依据现场采集到的轴流压缩机运行参数，从而计算得出压缩机的实际轴功率，之后对压缩机进行改造，再得出另一组参数数据，并计算得出改造之后的轴功率，将二者放在一起进行比较，即可得到具体的节能量。当改造完成后，机组可以投入到运行当中，在运行时需要采集现场电机的实际输出功率，依据输出功率计算机组的具体节能效益。经过统计，本次实际节能的效果如下：电机运行电流在改造前为362/A，改造后为330/A；电机运行电压在改造前是10.27/KV，改造之后是10.49/KV；电机的实际输出功率在改造前世5563/KW，改造之后为5180/KW；最终的节能率为6.88%。
（三）改造出现的问题与不足
第一，在对轴流压缩机进行节能改造时需要引入功率较大的变频器，这使得后续的变频节能改造出现较大的困难，例如，改造完成后，压缩机在运行时变频器的实际频率逐渐下滑，而且电机的振动程度过大，定子的温度过高等。
第二，在对轴流压缩机进行变频节能改造时，由于压缩机本身过于复杂，使得改造具有一定的风险与难度。除此之外，高炉的参数并不稳定，这让在改造初期计算得到的性能预测值、节能预算值具有一定误差性。但是以上这些问题，经过研究与分析之后，已经得到解决。
综上所述，文章已经对轴流压缩机的变频节能改造技术进行了系统化的分析与介绍，并结合实例对节能效果进行了说明。通过研究让我们知道轴流压缩机在节能改造的过程中仍然会出现各类问题，这就需要相关人士在后续改造过程中不断总结经验，不断提升水平，让轴流压缩机在最小能耗下发挥出最大的价值。
参考文献：
[1]孙国琴.发电厂风机、水泵变频调速与液力耦合器调速运行比较[J].上海应用技术学院学报，2007.
[2]李铁军，朱成实，叶龙.变频技术在风机节能中的应用[J].风机技术，2008.
【关键词】轴流压缩机 变频节能改造技术 实例研究
轴流压缩机是能够提供压缩性气体的一种透平机械设备，在我国的冶炼、石油、化工等领域具有着重要的地位。但是轴流压缩机在使用的过程中很有可能会出现能耗过大的现象，因此需要对高炉鼓风机等设备进行改造。目前使用的改造方式并未考虑到转速对压缩机本身的影响，节能效果不算理想。所以，在现有的基础上，需要继续对轴流压缩机的变频节能技术进行改造，争取达到理想化效果。
一、轴流压缩机变频节能改造技术的改造原理
在满足工艺基础性要求的前提下，对高炉鼓风机的特性曲线变化以及喘振线的相关要求进行考虑，在保证鼓风机正常运行的情况下，进行变频控制，同时通过计算轴流压缩机自身的性能指标，运用压缩机通流改造、压缩机转速改变、静叶角度调节等手段，对高炉鼓风机进行改造，从而减少鼓风机的防风量与管道的外网阻力。经过改造后能够有效地提高压缩机的运行效率，减少电流损失，最终达到节能的目的。
二、节能改造的技术核心
（一）气动性能
当轴流压缩机被改造之后，其性能将会发生大幅度的改变，这就需要对压缩机的各项性能进行改造。其中，改造后的压缩机在气动性能上具有如下要求：第一，满足装置在流量与压力上的要求；第二，减少放少损失；第三，严格保证喘振裕度的安全性；第四，保证效率高、能耗小；第五，保证流量调节范围的宽广性。在压缩机改造时，转速的变化将会对性能起到一定程度的影响，一般情况下会依据压缩机本身的运行状态对通流部分进行系统改造，当改造完毕后需要对机组性能的有效率进行标准化计算。
（二）转子力学性能
1.转子的强度以及临界转速。在设计改造方案时，必须要根据现场的运行情况进行设计，对通流部分进行节能改造的时候，要保证在改造之后能够满足高炉工艺的具体要求，而且要对压缩机转子强度以及临界转速等变化进行重新校准与核实。值得注意的是，在改造完成之后一定要将机组的实际临界转速设置在压缩机规范的安全裕度之内。
2.叶片的安全性。一般来讲，轴流压缩机属于高速旋转类机械，动叶是悬臂梁结构，机器在运行时叶片由于振动会带来一定的危险性，因此需要严格把握叶片本身的安全性。在改造时，通常会选择改造机组的实际转速，改变转速就等同于改变机组内部的固有激励频率，只要机组内部的固有激励频率同叶片本身的低倍频动频一起落在同一个区域，那么叶片就一定会出现共振的现象。在设计完成之后，需要让压缩机在一定转速的范围之内运行，在确定最终转速时一定要考虑机组本身的节能情况，并且要对强度等方面进行严格的校核。同时，为了让机组的节能效果最大化，还需要对叶片的强度进行他校核，甚至需要对一些叶片采取修频处理。
3.喘振控制。在对轴流压缩机的性能进行节能改造的过程中，喘振曲线一定会随之发生变化，这就必须要对防喘性能曲线进行新一轮标定。一般来讲当喘振曲线出现变化的时候，要在系统控制中心进行重新设定，从而保证压缩机能够在安全的环境下运行。
三、实例论证
以我国某钢铁公司进行的变频节能改造为例，通过实例验证改造后的节能效果，并系统分析我国改造存在的主要问题：
（一）改造的整个流程
1.轴流压缩机的改造方案。第一，需要将轴流压缩机增加至十二级预留动叶，目的是提高风机的压力与安全裕度，进而将放风阀关闭。第二，适当增加变频器，将风机的转速降到7032r/min（48.5Hz），从而降低风量，减少压力裕度，让压缩机始终保持高效运转。第三，在对变频故障进行分析时，需要将其切换到工频之下再运行，这就需要对加级之后的工频工矿性等进行统一核算。第四，在工频以及变频工况环境下的转子强度和临界转速进行校准、核实，保证压缩机能够在这两种工况下正常使用。
2.系统控制相关方案。在原有的基础上增加变频控制软件包，软件包包含防踹振变频控制软件以及工频运行切换软件，只要变频出现故障，能够保证及时切换到工频状态下运行；添加工频运行以及变频运行的相关程序，保证二者相互切换；增加控制系统与变频器之间的联络信号；在标准状态下，测试风机的喘振性能，同时将两次测试的结果放到程序中进行控制。
（二）节能效果
在实际的工程中，改造之前需要依据现场采集到的轴流压缩机运行参数，从而计算得出压缩机的实际轴功率，之后对压缩机进行改造，再得出另一组参数数据，并计算得出改造之后的轴功率，将二者放在一起进行比较，即可得到具体的节能量。当改造完成后，机组可以投入到运行当中，在运行时需要采集现场电机的实际输出功率，依据输出功率计算机组的具体节能效益。经过统计，本次实际节能的效果如下：电机运行电流在改造前为362/A，改造后为330/A；电机运行电压在改造前是10.27/KV，改造之后是10.49/KV；电机的实际输出功率在改造前世5563/KW，改造之后为5180/KW；最终的节能率为6.88%。
（三）改造出现的问题与不足
第一，在对轴流压缩机进行节能改造时需要引入功率较大的变频器，这使得后续的变频节能改造出现较大的困难，例如，改造完成后，压缩机在运行时变频器的实际频率逐渐下滑，而且电机的振动程度过大，定子的温度过高等。
第二，在对轴流压缩机进行变频节能改造时，由于压缩机本身过于复杂，使得改造具有一定的风险与难度。除此之外，高炉的参数并不稳定，这让在改造初期计算得到的性能预测值、节能预算值具有一定误差性。但是以上这些问题，经过研究与分析之后，已经得到解决。
综上所述，文章已经对轴流压缩机的变频节能改造技术进行了系统化的分析与介绍，并结合实例对节能效果进行了说明。通过研究让我们知道轴流压缩机在节能改造的过程中仍然会出现各类问题，这就需要相关人士在后续改造过程中不断总结经验，不断提升水平，让轴流压缩机在最小能耗下发挥出最大的价值。
参考文献：
[1]孙国琴.发电厂风机、水泵变频调速与液力耦合器调速运行比较[J].上海应用技术学院学报，2007.
[2]李铁军，朱成实，叶龙.变频技术在风机节能中的应用[J].风机技术，2008.