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一．        概述

變頻調(diào)速器的出現(xiàn)為交流異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方式帶來了一場革命。隨著近十幾年變頻技術(shù)的不斷完善、發(fā)展，變頻調(diào)速性能日趨完美，已被不同學(xué)科、不同行業(yè)的工程技術(shù)人員廣泛應(yīng)用于不同領(lǐng)域的調(diào)速。為企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)了工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化進(jìn)程。水泥制造業(yè)是建材業(yè)中的能耗大戶，降低能源消耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量是提高企業(yè)競爭能力和經(jīng)濟(jì)效益的重要措施。節(jié)能降耗已成為每個(gè)企業(yè)管理者所關(guān)心的重點(diǎn)。

我公司的工程技術(shù)人員針對中小型水泥廠機(jī)立窯供風(fēng)系統(tǒng)、機(jī)立窯卸料系統(tǒng)、水泥選粉系統(tǒng)進(jìn)行了長期跟蹤專門研究，開發(fā)出的變頻調(diào)速控制成套裝置通過幾十條水泥生產(chǎn)線實(shí)際應(yīng)用，以其設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝調(diào)試方便、保護(hù)功能完善、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、節(jié)電效果明顯、生產(chǎn)工藝可得到明顯改善等優(yōu)點(diǎn)贏得廣泛贊譽(yù)。

二．        立窯螺茨風(fēng)機(jī)變頻改造

1．   工況分析

以恩平君堂水泥廠為例，該廠羅茨鼓風(fēng)機(jī)有兩臺(tái)，一臺(tái)電機(jī)的功率為215KW、額定電壓380V、額定電流415A；另一臺(tái)為185KW、額定電壓380V、額定電流367A。立窯羅茨風(fēng)機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)一般考慮到最大生產(chǎn)量時(shí)需要的風(fēng)量，且留有一定的裕量，一般在20％左右，以延長風(fēng)機(jī)及電機(jī)的使用壽命。又在生產(chǎn)工藝過程中的不同階段立窯所需供風(fēng)量也不同，因此在生產(chǎn)時(shí)就常會(huì)出現(xiàn)風(fēng)量過大，風(fēng)壓過高。目前操作工人一般根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同階段來調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)量，調(diào)節(jié)風(fēng)量的措施是在風(fēng)機(jī)出風(fēng)管上開一放風(fēng)的風(fēng)門，調(diào)節(jié)放風(fēng)風(fēng)門的開度即可調(diào)節(jié)供風(fēng)量的大小，這樣大量的多余風(fēng)量被排入大氣中，造成能源的浪費(fèi)，且在放風(fēng)過程中，噪聲很大。

      2． 解決方案

針對以上的工況，我公司認(rèn)為可以采用以下的改造方案：

（1）  將原拖動(dòng)系改造為變頻調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)，兩套變頻調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)選       用的變頻器分別為ALPHA6000  3220G、ALPHA6000  3200G型，兩套系統(tǒng)原理一樣。變頻改造后的供風(fēng)系統(tǒng)是在保留原降壓啟動(dòng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加一套變頻調(diào)速系統(tǒng)與原控制系統(tǒng)并聯(lián)，形成的雙回路控制系統(tǒng)。其特點(diǎn)是雙控制回路互為備用可靠性高，設(shè)備檢修時(shí)不用停機(jī)，保障了生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行。關(guān)閉放風(fēng)門，通過改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速來改變系統(tǒng)供風(fēng)量，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。系統(tǒng)圖如下：

立窯供風(fēng)、卸料系統(tǒng)變頻調(diào)速裝置

（2）  為方便窯面操作人員控制風(fēng)量，將變頻器設(shè)置為端子控制，控制    信號(hào)引至窯面，在窯面裝一操作面板，通過操作面板便可控制風(fēng)機(jī)的啟停、調(diào)節(jié)供風(fēng)量，操作人員根據(jù)煅燒工況，可隨意調(diào)節(jié)風(fēng)量大小。操作面板上安裝有一轉(zhuǎn)速表，可指示風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速。

3．               改造后用戶受益

（1）改善生產(chǎn)工藝。改造后可根據(jù)生產(chǎn)的不同階段平滑地調(diào)節(jié)供風(fēng)量，使保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。

（2）改善生產(chǎn)環(huán)境。由于變頻器可任意調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速，因此可按所需風(fēng)量準(zhǔn)確調(diào)節(jié)風(fēng)量，無須旁路放風(fēng)，大大降低因排風(fēng)引起的噪音，減少水泥粉塵污染。

（3）減少設(shè)備維護(hù)工作量。由于變頻器具有軟起動(dòng)功能，電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，無大電流沖擊，延長設(shè)備使用壽命，維護(hù)工作量大為減少。

（4）節(jié)能降耗。改造后節(jié)電效顯著，根據(jù)原設(shè)備及生產(chǎn)工藝狀況，節(jié)電率可達(dá)15%-40%，一般6～12個(gè)月可收回全部投資，投資回收周期短，綜合效益可觀。

4． 螺茨風(fēng)機(jī)變頻器參數(shù)設(shè)定:

功能代碼	功能名稱	設(shè)定及指示數(shù)據(jù)	出廠值	設(shè)定值
P0.04	控制方式	0：鍵盤 　　　1：端子　　　2： 端子	0	1
P0.01	頻率設(shè)定	1：鍵盤  2端子AI1 3端子AI2	0	2
P0.21	加速時(shí)間	0.1-3600秒	10.0	50
P0.22	減速時(shí)間	0.1-3600秒	10.0	60
P2.06	載波頻率調(diào)整	0.5-12HZ	3.0	2-3    大功率變頻器載波頻率應(yīng)小于3KHZ為宜

三．立窯卸料系統(tǒng)變頻改造

1．工況分析

     為使水泥燒結(jié)過程“三平衡”（即加料、供風(fēng)、卸料三平衡）機(jī)立窯生產(chǎn)者普遍選用滑差電機(jī)作為盤塔式卸料裝置的動(dòng)力。該電機(jī)在同等條件下運(yùn)行較普通Y系統(tǒng)列電機(jī)多耗電20%而且調(diào)整特性軟，帶載能力差，在粉塵嚴(yán)重的水泥行業(yè)滑差頭故障頻頻，維修困難，以多耗20%的電能，換來調(diào)整特性軟，是很不合適的。目前該廠有卸料機(jī)2臺(tái)，功率為22KW,轉(zhuǎn)速1460轉(zhuǎn)/r，額定電流為45A的滑差調(diào)速電機(jī)，實(shí)際運(yùn)行的轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/r，滑差調(diào)速電機(jī)屬典型的通過轉(zhuǎn)差率來調(diào)速的，隨著轉(zhuǎn)速的降低，轉(zhuǎn)差率增大，由此引起的內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差功率增加部分，全部轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮軗p耗，系統(tǒng)效率顯著下降。

2． 改造方案

將22KW的滑差調(diào)速電機(jī)的滑差頭鉆孔裝配螺絲，使電機(jī)軸與負(fù)載軸作硬性連接，如滑差電機(jī)快到使用壽命可更換成普通的籠形電機(jī)，改造后的電機(jī)通過變頻器來啟動(dòng)和調(diào)度。盤塔式卸料裝置屬典型的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，用變頻調(diào)速代替原來的滑差調(diào)速系統(tǒng)效率大大提高，下圖為兩種交流調(diào)速系統(tǒng)拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載所需的功率隨轉(zhuǎn)速變化的曲線，圖中斜線部分為兩系統(tǒng)所需功率之差，由下圖可知負(fù)載轉(zhuǎn)速越低，變頻系統(tǒng)節(jié)能效果越顯著。

 

斜線部分即為變頻改造后的節(jié)能部分

3．  用戶受益

（1）統(tǒng)經(jīng)變頻改造之后，節(jié)電率可達(dá)35%以上，效益顯著；

（2）系統(tǒng)使用更方便。變頻改造后調(diào)速性能遠(yuǎn)優(yōu)于滑差調(diào)速，調(diào)速特性硬，帶載能力提高。

（3）大大減少設(shè)備維護(hù)工作量，維修費(fèi)用節(jié)約50%以上，保證了生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行。

4．   卸料機(jī)變頻器參數(shù)設(shè)定：

功能代碼	功能名稱	設(shè)定及指示數(shù)據(jù)	出廠值	備注
P0.04	控制方式	0：鍵盤 　　　1：端子　　　2： 端子	0	0
P0.21	加速時(shí)間	0.1-3600秒	10.0	15
P0.22	減速時(shí)間	0.1-3600秒	10.0	15

四． 選粉機(jī)的節(jié)能改造
　　1.  工況分析

根據(jù)水泥標(biāo)號(hào)的不同，要求水泥成品選粉細(xì)度不同，而老式選粉機(jī)要改變選粉細(xì)度，其過程相當(dāng)麻煩，不單要停產(chǎn)，而且要將選粉機(jī)拆開，調(diào)整同軸上的每組扇葉的數(shù)量和角度。這個(gè)過程又沒有一定的標(biāo)準(zhǔn)，只能按照經(jīng)驗(yàn)一次一次對比試驗(yàn)，每次都重復(fù)這樣過程：開機(jī)組調(diào)整扇葉 裝上機(jī)組 試選 檢驗(yàn)細(xì)度--直到選出的粉達(dá)到要求的細(xì)度為止。

2． 改造方案

將選粉機(jī)電機(jī)采用變頻器拖動(dòng)，根據(jù)水泥標(biāo)號(hào)的不同，逐號(hào)試驗(yàn)出電機(jī)所需轉(zhuǎn)速，將這些轉(zhuǎn)速預(yù)置為變頻器的多段速。在機(jī)旁設(shè)置一選號(hào)面板，面板上有變頻器啟停按扭，水泥選號(hào)按鈕。變頻器由端子控制，多段速所需的開關(guān)量由選號(hào)面板的按鈕給出。

3．造粉機(jī)變頻器參數(shù)設(shè)定：

功能代碼	功能名稱	設(shè)定及指示數(shù)據(jù)	出廠值	設(shè)定值
P0.04	控制方式	0：鍵盤 　　　1：端子　　　2： 端子	0	1
P2.11	多段速設(shè)定1	0．5-400HZ	5．0	15（根據(jù)標(biāo)號(hào)需要）
P2.12	多段速設(shè)定2	0．5-400HZ	10．0	25（根據(jù)標(biāo)號(hào)需要）
P2.13	多段速設(shè)定3	0．5-400HZ	15．0	32（根據(jù)標(biāo)號(hào)需要）
P2.14	多段速設(shè)定4	0．5-400HZ	20．0	40（根據(jù)標(biāo)號(hào)需要）
P2.15	多段速設(shè)定5	0．5-400HZ	25．0	45（根據(jù)標(biāo)號(hào)需要）

4．用戶受益

（1）      提高了使用的方便性。變頻改造后只須按下提前預(yù)置的不同標(biāo)號(hào)細(xì)度按鈕，選粉機(jī)選出的粉粒就是您所需要的細(xì)度。

（2）      優(yōu)化了生產(chǎn)工藝。變頻改造后，可平滑調(diào)速，這樣就可根據(jù)水泥標(biāo)號(hào)及實(shí)際選粉細(xì)度的不同方便地調(diào)速電機(jī)，使選粉精度更高。做到了連續(xù)化、自動(dòng)化生產(chǎn)，既節(jié)約了寶貴的時(shí)間又提高效率，

（3）      提高生產(chǎn)效率。變頻改造后自動(dòng)化程度、生產(chǎn)的連續(xù)性提高，降低了生產(chǎn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，綜合效益明顯。