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        ALPHA6000變頻器在水泥行業(yè)中的應(yīng)用

        發(fā)布時(shí)間:2013-03-27 08:47:42瀏覽次數(shù):2950
         

        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612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

        10.0

        50

        P0.22

        減速時(shí)間

        0.1-3600

        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

        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

        10.0

        15

        P0.22

        減速時(shí)間

        0.1-3600

        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

        05-400HZ

        50

        15(根據(jù)標(biāo)號(hào)需要)

        P2.12

        多段速設(shè)定2

        05-400HZ

        100

        25(根據(jù)標(biāo)號(hào)需要)

        P2.13

        多段速設(shè)定3

        05-400HZ

        150

        32(根據(jù)標(biāo)號(hào)需要)

        P2.14

        多段速設(shè)定4

        05-400HZ

        200

        40(根據(jù)標(biāo)號(hào)需要)

        P2.15

        多段速設(shè)定5

        05-400HZ

        250

        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。

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