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6000系列变频器在水泥行业中的应用

变频调速器的出现为交流异步电动机的调速方式带来了一场革命。随着近十几年变频技术的不断完善、发展,变频调速性能日趋完美,已被不同学科、不同行业的工程技术人员广泛应用于不同领域的调速。为企业带来了可观的经济效益,推动了工业生产的自动化进程。
一、概述

    变频调速器的出现为交流异步电动机的调速方式带来了一场革命。随着近十几年变频技术的不断完善、发展,变频调速性能日趋完美,已被不同学科、不同行业的工程技术人员广泛应用于不同领域的调速。为企业带来了可观的经济效益,推动了工业生产的自动化进程。

    水泥制造业是建材业中的能耗大户,降低能源消耗,提高产品质量是提高企业竞争能力和经济效益的重要措施。节能降耗已成为每个企业管理者所关心的重点。

    我公司的工程技术人员针对中小型水泥厂机立窑供风系统、机立窑卸料系统、水泥选粉系统进行了长期跟踪专门研究,开发出的变频调速控制成套装置通过几十条水泥生产线实际应用,以其设计合理、结构紧凑、安装调试方便、保护功能完善、运行稳定可靠、节电效果明显、生产工艺可得到明显改善等优点赢得广泛赞誉。

二、工艺要求

 1: 立窑螺茨风机

 1.1:工况分析:

    以恩平君堂水泥厂为例,该厂罗茨鼓风机有两台,一台电机的功率为215KW、额定电压380V、额定电流415A;另一台为185KW、额定电压380V、额定电流367A。

    立窑罗茨风机在设计时一般考虑到最大生产量时需要的风量,且留有一定的裕量,一般在20%左右,以延长风机及电机的使用寿命。又在生产工艺过程中的不同阶段立窑所需供风量也不同,因此在生产时就常会出现风量过大,风压过高。

    目前操作工人一般根据生产工艺的不同阶段来调节进风量,调节风量的措施是在风机出风管上开一放风的风门,调节放风风门的开度即可调节供风量的大小,这样大量的多余风量被排入大气中,造成能源的浪费,且在放风过程中,噪声很大

2:立窑卸料系统

2.1:工况分析:为使水泥烧结过程“三平衡”(即加料、供风、卸料三平衡),机立窑生产者普遍选用滑差电机作为盘塔式卸料装置的动力。该电机在同等条件下运行较普通Y系统列电机多耗电20%而且调整特性软,带载能力差,在粉尘严重的水泥行业滑差头故障频频,维修困难,以多耗20%的电能,换来调整特性软,是很不合适的。

目前该厂有卸料机2台,功率为22KW,转速1460转/r,额定电流为45A的滑差调速电机,实际运行的转速为400转/r,滑差调速电机属典型的通过转差率来调速的,随着转速的降低,转差率增大,由此引起的内转子转差功率增加部分,全部转变为热能损耗,系统效率显著下降。

三、系统配置

1)立窑螺茨风机改造方案

针对以上的工况,我公司认为可以采用以下的改造方案:

a 将原拖动系改造为变频调速拖动系统,两套变频调速拖动系统选用的变频器分别为6000  3220G、6000  3200G型,两套系统原理一样。变频改造后的供风系统是在保留原降压启动控制系统的基础上增加一套变频调速系统与原控制系统并联,形成的双回路控制系统。其特点是双控制回路互为备用可靠性高,设备检修时不用停机,保障了生产的连续进行。关闭放风门,通过改变电机的转速来改变系统供风量,从而达到节能降耗的目的。系统图如下:

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立窑供风、卸料系统变频调速装置图

 

b 为方便窑面操作人员控制风量,将变频器设置为端子控制,控制信号引至窑面,在窑面装一操作面板,通过操作面板便可控制风机的启停、调节供风量,操作人员根据煅烧工况,可随意调节风量大小。操作面板上安装有一转速表,可指示风机电机转速。

接线图如下:

 

 

2.jpg

  

2):立窑卸料系统改造方案

 将22KW的滑差调速电机的滑差头钻孔装配螺丝,使电机轴与负载轴作硬性连接,如滑差电机快到使用寿命可更换成普通的笼形电机,改造后的电机通过变频器来启动和调度。盘塔式卸料装置属典型的恒转矩负载,用变频调速代替原来的滑差调速系统效率大大提高,下图为两种交流调速系统拖动恒转矩负载所需的功率随转速变化的曲线,图中斜线部分为两系统所需功率之差,由下图可知负载转速越低,变频系统节能效果越显著。

       

 

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四、改造收益

改造后用户受益

a 改善生产工艺。

改造后可根据生产的不同阶段平滑地调节供风量,使保证了产品的质量。

b 改善生产环境。

由于变频器可任意调节风机电机转速,因此可按所需风量准确调节风量,无须旁路放风,大大降低因排风引起的噪音,减少水泥粉尘污染。

c 减少设备维护工作量。

由于变频器具有软起动功能,电机启动时,无大电流冲击,延长设备使用寿命,维护工作量大为减少。

d 节能降耗。

改造后节电效显著,根据原设备及生产工艺状况,节电率可达15%-40%,一般6~12个月可收回全部投资,投资回收周期短,综合效益可观。                   

 

 
 
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