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風(fēng)機(jī)選型與安裝

廠房降溫負(fù)壓風(fēng)機(jī)_SY4200型風(fēng)機(jī)水泵專用變頻器在中心空調(diào)中的應(yīng)


SY4200型風(fēng)機(jī)水泵專用變頻器在中心空調(diào)中的應(yīng)用
    1、 中心空調(diào)概況：
　　中心空調(diào)系統(tǒng)在現(xiàn)代工礦企業(yè)及生活環(huán)境改善方面極為普遍,廠房通風(fēng)降溫，而且某此生活環(huán)境或生產(chǎn)工序中是屬必須的，即所謂人造環(huán)境，不僅是溫度的要求，還有濕度、潔凈度等。至所以要中心空調(diào)系統(tǒng)，目的是進(jìn)步產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)步人的舒適度，集中供冷供熱效率高，便治理，節(jié)省投資等原因，為此幾乎工礦企業(yè)、高層商廈、商務(wù)大樓、會(huì)場、戲院、辦公室、圖書館、賓館、商場、超市、酒店、娛樂場、體育館等中大型建筑上都采用中心空調(diào)的，是用電大戶,通風(fēng)降溫方案，幾乎占了用電量60~70％，日常開支用度很大，因此中心空調(diào)是用電大戶，亦是節(jié)電大戶，是節(jié)能降耗、降低本錢的關(guān)鍵，決不可輕易視之,車間降溫風(fēng)機(jī)。因此不少單位使用變頻器后都獲得大于30％以上的節(jié)電效果，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯的，紛紛迫切地要求進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造。
    2、 中心空調(diào)系統(tǒng)的組成見圖：
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　　中心空調(diào)是按照最大需要冷（熱）量再加10~20％來設(shè)計(jì)的一般富余度較大，負(fù)荷率β正常最大可能亦是有70~80％許，因此節(jié)電潛力較大而運(yùn)行時(shí)冷凍水、冷卻水的回收溫度大都亦過低運(yùn)行，這就造成能量的浪費(fèi)。目前不少單位都已采用變頻調(diào)速，但仍有不少單位未做到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，我們建議應(yīng)及早采用這一新技術(shù)的應(yīng)用，肯定對用戶有較大的收益。
    3、 中心空調(diào)系統(tǒng)使用變頻器對象：
　　A、 制冷壓縮機(jī)
　　B、 而冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔風(fēng)扇、回風(fēng)裝置多數(shù)都尚未采用變頻調(diào)速節(jié)能控制，調(diào)節(jié)壓力、流量都是采用閥門、擋風(fēng)板的方法因此是不經(jīng)濟(jì)的，浪費(fèi)了不少電能，屬節(jié)電的主要對象。
    4、 中心空調(diào)系統(tǒng)使用變頻器目的及功效：
　　從以上可知中心空調(diào)系統(tǒng)大量使用水泵及風(fēng)機(jī)，它們都是平方減轉(zhuǎn)矩負(fù)載，因此流量Q∝n（轉(zhuǎn)速），壓力H∝n2,功率P∝n3,故系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)要在工藝答應(yīng)條件下，既不要過大流量，壓力，又能保證系統(tǒng)正常，選取公道，經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行參數(shù)就可較大幅度節(jié)電，按不少單位實(shí)踐結(jié)果，大部分都可能有30~50％的節(jié)電功效（與工況條件有關(guān)，要現(xiàn)場調(diào)查后而定），經(jīng)濟(jì)效益十分明顯的，應(yīng)大力推廣的。
    5、 實(shí)施方法：
　　A、 按一天24小時(shí)，春、夏、秋、冬制定運(yùn)行圖，進(jìn)行不同頻率值控制方法。
　　B、 按回水的溫度，自動(dòng)調(diào)節(jié)頻率的控制方法。
　　C、 按進(jìn)水與出水溫差自動(dòng)調(diào)節(jié)頻率的控制方法。
　　D、 按出水壓力控制，回水溫度控制自動(dòng)調(diào)節(jié)頻率的雙閉環(huán)方法。
    6、 結(jié)論：
　　神源變頻器SY4200系列不管采用那種方法，對水泵、風(fēng)機(jī)都有較大的節(jié)電功效，一般有30~50％節(jié)電率，因此選用變頻器實(shí)現(xiàn)節(jié)能技術(shù)改造是行之有效、經(jīng)濟(jì)效益十分可觀和明顯的，值得推廣應(yīng)用的。


威科變頻調(diào)速器在風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用
    

一、在水泥行業(yè)，由于電費(fèi)的本錢已成為原材料本錢，人工本錢之后的第三大開支；在用電緊張的今天，節(jié)省電費(fèi)已成為企業(yè)經(jīng)營者考慮的一件大事；而水泥廠的立窯風(fēng)機(jī)是水泥廠的重要設(shè)備之一，也是主要的耗電設(shè)備之一。立窯風(fēng)機(jī)的容量是按照機(jī)械立窯最大的設(shè)計(jì)產(chǎn)量來選型的，且留有一定的余量。在使用中，立窯風(fēng)機(jī)長期固定在最大的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。由于季節(jié)、晝夜和生產(chǎn)工況的變化，機(jī)立窯的實(shí)際風(fēng)量需求在盡大部分時(shí)間內(nèi)遠(yuǎn)比設(shè)計(jì)負(fù)載低；在轉(zhuǎn)速固定的情況下，當(dāng)立窯風(fēng)機(jī)的風(fēng)量過剩時(shí)，只能通過旁透風(fēng)管排放掉(或控制風(fēng)門的進(jìn)風(fēng)量)，這樣就造成立窯風(fēng)機(jī)功耗的嚴(yán)重浪費(fèi)，故對立窯風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻節(jié)能改造具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。
　　二、變頻節(jié)電原理
　　對于風(fēng)機(jī)來說，風(fēng)量Q與轉(zhuǎn)速n成正比，風(fēng)壓F與轉(zhuǎn)速n的二次方成正比，而軸功率P 與轉(zhuǎn)速n的三次方成正比（見表1），從表中我們可以看出上述幾個(gè)量的變化關(guān)系：
表1
轉(zhuǎn)速n% 風(fēng)量Q% 頻率 風(fēng)壓F% 軸功率P%
100 100 50 100 100
90 90 45 81 72.9
80 80 40 64 51.2
70 70 35 49 34.3
60 60 30 36 21.6
50 50 25 25 12.5
顯然，變風(fēng)量控制系統(tǒng)的節(jié)能效果是十分突出的，請見圖2的比較曲
圖2 節(jié)能效果圖
從上面的圖表中可以明了，當(dāng)風(fēng)機(jī)效率一定，調(diào)節(jié)風(fēng)量微小的變化時(shí)，轉(zhuǎn)速可成比例下降，則風(fēng)機(jī)的軸功率成立方關(guān)系下降。在滿足工藝要求的條件下，若風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速有富余10%，將可節(jié)省電耗27.1%,若風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速富余20%，將可節(jié)省電耗48.8%。由此可見，風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載，其節(jié)電效果將是非常明顯。
　　三、 立窯基本參數(shù)和工作原理
　1、窯爐的基本參數(shù)
　1）機(jī)械立窯參數(shù)
　1、規(guī)格：（窯徑×高度）2.0×8.5 , 2、 年產(chǎn)量：普通水泥5～7萬噸
　3、喂料方法：單嘴布料溜子11KW， 4、溜子回轉(zhuǎn)速度：6.48轉(zhuǎn)/分
　5、塔篦子形式：整體雙偏心， 6、塔篦子轉(zhuǎn)速1.2～12.2轉(zhuǎn)/分,
　7、傳動(dòng)方式：中心傳動(dòng)，功率15KW ， 8、料封形式：垂直管料封，
　9、出料粒度：不大于100毫米
　2）風(fēng)機(jī)參數(shù)
　風(fēng)機(jī)功率：132KW，額定電壓：380V，額定電流：245A，轉(zhuǎn)速2980轉(zhuǎn)/分，
　運(yùn)行電流：120A～180A；風(fēng)量：12776m3/h；風(fēng)壓：21995Pa；起動(dòng)方式：△/Y
　2、機(jī)立窯燒成工作原理
　　由料斗提升機(jī)將配置好的生料加一定比例的水，送至成球機(jī)成球，然后由布料器勻均地施進(jìn)窯爐中，園球狀的生料顆粒由底部的離心風(fēng)機(jī)送風(fēng)在窯爐中部充分燃燒，到窯爐底部冷卻后，由塔篦子旋轉(zhuǎn)，將燒好的熟料下到漏斗中，經(jīng)適量噴水，經(jīng)熟料破碎機(jī)后進(jìn)進(jìn)下道工序。由此可見，機(jī)立窯風(fēng)機(jī)的配置的好壞直接影響到水泥的產(chǎn)量，故此，很多水泥廠廠家在風(fēng)機(jī)上做文章，加大電機(jī)功率，加大風(fēng)量與風(fēng)壓，往往適得其反。
　　從整個(gè)立窯系統(tǒng)裝機(jī)的設(shè)備功率來看，羅茨風(fēng)機(jī)電機(jī)功率為132KW，是整個(gè)機(jī)立窯系統(tǒng)裝機(jī)功率的一半，對煅燒來說是一個(gè)用電較大的設(shè)備。它的改造成功將對廠家有較深遠(yuǎn)的意義。
　　四、 用戶對變頻節(jié)能改造后功能的要求
　a) 要求變頻器的跟隨性能好，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，故障率低。
　b) 要求壹臺(tái)變頻器可兩地操縱（也就是提供兩塊操縱面板），一塊用延長線聯(lián)結(jié)至窯面上，替換原操縱系統(tǒng)；該塊操縱面板可以任意設(shè)定、修改參數(shù)，根據(jù)生產(chǎn)情況任意調(diào)節(jié)風(fēng)量大小，能控制變頻器的啟停。另一塊操縱面板必須放在有人值班低壓配電室內(nèi)，只提供運(yùn)行參數(shù)監(jiān)視和開啟、封閉變頻器，不能設(shè)定參數(shù)和修改參數(shù)，不能調(diào)整風(fēng)量的大小。
　c) 在窯面和低壓配電室兩處都必須安裝應(yīng)急緊急停車按鈕。
在用風(fēng)量較小的情況下，必須保證電機(jī)的溫升和電機(jī)的噪聲不得超過答應(yīng)的范圍
　　五、立窯風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速節(jié)能改造方案設(shè)計(jì)
　1）根據(jù)現(xiàn)場情況和用戶的要求，我們設(shè)計(jì)安裝一臺(tái)品質(zhì)優(yōu)良、性能穩(wěn)定可靠的平方轉(zhuǎn)矩（風(fēng)機(jī)水泵型）威科變頻器，其型號為VEC―V6―132F3，容量為132KW；并聯(lián)在原風(fēng)機(jī)起動(dòng)柜主回路電路中，并和原主電路做成安全電器互鎖；對立窯風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻節(jié)能控制，具體的控制頻率，由窯爐操縱員工根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)工藝和窯爐的煅燒情況，通過控制變頻器面板上的上、下鍵操縱，就能控制窯爐風(fēng)量的大小。從而放棄了立窯風(fēng)機(jī)過往傳統(tǒng)的控制方式，改造成了目前調(diào)速效果最好、節(jié)電效果最佳的變頻調(diào)速。
　2）在變頻器的硬件上加裝一路（顯示面板）牛腳插痤，制作成兩路面板控制；鍵盤和牛腳插座之間用一條50米長的屏蔽線聯(lián)結(jié)，以滿足用戶的要求。保存原風(fēng)機(jī)窯面和值班室兩處的緊急停車按鈕，在空開和變頻器之間的主電路中，增設(shè)交流按觸器。用鋼材把原放風(fēng)閥封牢。變頻改造后要依次公道調(diào)節(jié)每一個(gè)窯爐風(fēng)腰的開度。
　六、變頻參數(shù)的設(shè)定
變頻器安裝完畢后，必須對變頻器的參數(shù)進(jìn)行公道的設(shè)定，有些參數(shù)和設(shè)定，將直接影響變頻器的運(yùn)行，導(dǎo)致電機(jī)不能啟動(dòng)，造成工程改造的失敗。所以在設(shè)定時(shí)要耐心細(xì)致，使參數(shù)設(shè)定和電機(jī)匹配。下面的參數(shù)是根據(jù)煅燒工藝和窯爐操縱工現(xiàn)場試運(yùn)行確認(rèn)的參數(shù)。僅供大家參考。
基本參數(shù)
序號 功能描述 設(shè)定值　 備注
1 控制方式 鍵盤調(diào)速+鍵盤運(yùn)行
2 上限頻率 50HZ
4 加速時(shí)間 112
5 減速時(shí)間 80
6 轉(zhuǎn)矩提升 17
7 載波頻率 5
9 上升/下降控制 有效
10 自由停車功能 有效
11 電流限幅功能 有效
　　七、立窯風(fēng)機(jī)變頻改造中留意事項(xiàng)
　　1） 面板控制方式應(yīng)置為用鍵盤的 （上）或 （下）鍵調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量較為公道，由于窯面的工作環(huán)境較惡劣，假如用電位器調(diào)節(jié)，天永日久地往返旋轉(zhuǎn)，會(huì)使電位器接觸不良，造成電機(jī)電流波動(dòng)很大；筆者經(jīng)過很多家水泥廠的實(shí)踐證實(shí)，鍵盤（上）、（下）鍵控制優(yōu)于電位器控制。
　　2） 變頻器的停車方式設(shè)定為自由停車。由于風(fēng)機(jī)是大慣量負(fù)載，若加減速時(shí)間設(shè)定過短，在加速時(shí)過程中輕易會(huì)出現(xiàn)過流、過載，在減速時(shí)輕易出過電壓保護(hù)，但設(shè)定時(shí)間過長，會(huì)導(dǎo)致風(fēng)量調(diào)節(jié)緩慢，跟隨性能會(huì)變差，使系統(tǒng)易處在短期不穩(wěn)定狀態(tài)中，有時(shí)滿足不了窯爐生產(chǎn)的要求。因此，在滿足變頻器正常運(yùn)行（不跳故障）的前題下，盡量把加減速時(shí)間設(shè)定公道。
　　3） 在變頻器的輸進(jìn)和輸出加裝零序電抗器，以減少諧波的份量，以進(jìn)步變頻器的功率因數(shù)。
　　八、變頻改造后的節(jié)電效果
　　為了了解應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)后產(chǎn)生的節(jié)電效果，我們和廠方一起做了在相同工況條件下的節(jié)電效果測試，具體原始數(shù)據(jù)如下：
　　8月31日（24H） 9月1日（24H） 9月2日（24H） 9月3日（24H） 9月4日（24H） 9月5日（24H） 9月6日（24H）
工頻運(yùn)行 2640。 2720。 2680。 2688。 2656。 2704。 2712。
變頻運(yùn)行 2240。 2280。 2264。 2248。 2224。 2256。 2232。
節(jié)省用電 400度 440度 416度 440度 432度 448度 480度
　　從上面數(shù)所可知立窯風(fēng)機(jī)天天均勻節(jié)約電費(fèi)436.5度；按廠家提供的數(shù)據(jù)，水泥廠立窯風(fēng)機(jī)全年運(yùn)行　10個(gè)月（即300天計(jì)算）, 電價(jià)每KW.h為0.50元，則全年節(jié)約電費(fèi)為：
　300天×436.5度×0.50=65,475（元）
　此后該項(xiàng)目每年可為廠家節(jié)約電費(fèi)6.5萬元，經(jīng)濟(jì)效益非常顯。
　　九 、本系統(tǒng)的特點(diǎn)
　1） 采用節(jié)能單機(jī)控制，根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際需要通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)送風(fēng)量，在滿足使用要求的條件下達(dá)到最大限度的節(jié)能。
　2） 實(shí)現(xiàn)了風(fēng)機(jī)的高效調(diào)速，調(diào)速平穩(wěn)、精度高，調(diào)速過程中轉(zhuǎn)差損耗小，由于降速運(yùn)行和軟啟動(dòng)，使電機(jī)啟動(dòng)電流大大減小，起動(dòng)時(shí)定、轉(zhuǎn)子消耗減少，對延長電機(jī)壽命十分有利。
　3） 先進(jìn)的設(shè)置監(jiān)控及調(diào)節(jié)功能改善了系統(tǒng)運(yùn)行特性，使系統(tǒng)操縱更簡便。
　4） 系統(tǒng)具有過載、過流、過壓、短路、欠壓保護(hù)措施，使系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率和安全性、可靠性大大進(jìn)步，有效地防止了噴窯的發(fā)生。
　5） 運(yùn)用威科變頻器最大特點(diǎn)就是電機(jī)在低頻運(yùn)行時(shí)，不發(fā)生振蕩現(xiàn)象。
結(jié)束語
　　在風(fēng)機(jī)水泵上采用變頻調(diào)速技術(shù)不僅調(diào)速性能優(yōu)越，而且節(jié)能效果十分明顯；隨著變頻器制技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，變頻器價(jià)格不斷下降，我們相信所有的水泥廠立窯風(fēng)機(jī)都會(huì)改造成用變頻調(diào)速來控制。

 



國內(nèi)首套百萬機(jī)組鍋爐引風(fēng)機(jī)交貨
    

        歷時(shí)150天，杭州汽輪機(jī)股份有限公司國內(nèi)首個(gè)汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)鍋爐引風(fēng)機(jī)項(xiàng)目―――華能國際海門電廠第一套引風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)及其凝汽器項(xiàng)目近日如期交貨，創(chuàng)下該公司反動(dòng)式汽輪機(jī)的最短交貨期記錄。

        自今年1月起不到半年的時(shí)間里，華能國際海門電廠、華能國際股份沁北電廠、國電浙江北侖第三發(fā)電廠三個(gè)汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)引風(fēng)機(jī)項(xiàng)目，共計(jì)12臺(tái)套引風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)全部花落杭汽，銷售額累計(jì)1.1863億元。據(jù)初步測算，每臺(tái)套機(jī)組每年可為用戶節(jié)電2000萬千瓦時(shí)，相當(dāng)于節(jié)約200萬元，節(jié)煤6000多噸。

        記者了解到，在海門電廠采用汽動(dòng)引風(fēng)機(jī)以前，火力發(fā)電廠鍋爐引風(fēng)機(jī)均采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式。隨著近年來電力行業(yè)裝機(jī)規(guī)模日益擴(kuò)大，國內(nèi)火力發(fā)電廠運(yùn)行負(fù)荷長期偏低，煤價(jià)的攀升又進(jìn)一步導(dǎo)致發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)效益下滑。在國家節(jié)能減排政策背景下，各大電力公司紛紛采取節(jié)能降耗措施。引風(fēng)性能否采用汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)成為國內(nèi)各大電力公司和設(shè)計(jì)院關(guān)注的焦點(diǎn)。

        2008~2009年，華能國際海門電廠、沁北電廠先后舉行項(xiàng)目論證會(huì)，探討汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)引風(fēng)機(jī)的可行性。杭汽敏銳地捕捉到這一市場動(dòng)態(tài)。從2008年項(xiàng)目啟動(dòng)至2010年項(xiàng)目招標(biāo)，杭汽不斷與電廠、設(shè)計(jì)院交流。海門電廠引風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)簽約后，杭汽立即將其列為重點(diǎn)項(xiàng)目，成立總經(jīng)理嚴(yán)建華任領(lǐng)導(dǎo)組組長、副總經(jīng)理葉永忠任工作組組長的領(lǐng)導(dǎo)小組。

        由于引風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)前無經(jīng)驗(yàn)可鑒，電廠與設(shè)計(jì)院在方案設(shè)計(jì)和設(shè)備選型過程中非常謹(jǐn)慎。一方面，引風(fēng)機(jī)屬于鍋爐輔機(jī)，煙風(fēng)系統(tǒng)在運(yùn)行中存在很多不確定性。另一方面，選型結(jié)果會(huì)直接關(guān)系投標(biāo)價(jià)格，影響產(chǎn)品的市場競爭力。從汽輪機(jī)內(nèi)效率、產(chǎn)品本錢、機(jī)型今后的通用性、機(jī)型所需的最短制造周期多方考慮，杭汽對選型結(jié)果反復(fù)討論，力求機(jī)型最具市場競爭力。

        杭汽相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，在經(jīng)歷了海門電廠、沁北電廠、北侖電廠三個(gè)項(xiàng)目的招投標(biāo)、簽約、裝置資料的交付過程后，杭汽現(xiàn)已形成了NK、HNG兩大系列、3個(gè)典型機(jī)型。現(xiàn)在全國100萬噸級的引風(fēng)機(jī)有80臺(tái)仍在使用電機(jī)拖動(dòng)，60萬噸級的有500臺(tái)仍用電機(jī)拖動(dòng)，海門電廠等三個(gè)引風(fēng)機(jī)汽輪機(jī)項(xiàng)目，為國內(nèi)大型火電采用汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)鍋爐引風(fēng)機(jī)打開了新的市場空間。

       


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收錄時(shí)間:2011年01月12日 16:15:14 來源:互聯(lián)網(wǎng) 作者:


水泥廠風(fēng)機(jī)節(jié)能改造中高壓變頻器的應(yīng)用
    
1、引言 


             水泥生產(chǎn)企業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中的能源消耗大戶，水泥行業(yè)已被列為國家節(jié)約資源的重點(diǎn)領(lǐng)域之一。在國務(wù)院提出加快建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的政策環(huán)境下，進(jìn)步水泥行業(yè)的節(jié)約型制造和應(yīng)用水平，建立節(jié)約型水泥產(chǎn)業(yè)體系意義重大。在當(dāng)前國內(nèi)外能源供需矛盾突出的情況下，水泥生產(chǎn)企業(yè)必須通過各種途徑降低能耗，以獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益和最高的勞動(dòng)生產(chǎn)率。在水泥的生產(chǎn)中，電動(dòng)機(jī)負(fù)載電耗就占本錢近30％，而拖動(dòng)風(fēng)機(jī)用的高壓電動(dòng)機(jī)在電機(jī)中占有很大的比重，對于一條水泥生產(chǎn)線其中有25%～30%的電能是用于拖動(dòng)各種類型風(fēng)機(jī)上，因此做好風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的降耗增效工作就顯得極為重要。 


             目前很多水泥廠的風(fēng)機(jī)大馬拉小車現(xiàn)象嚴(yán)重，同時(shí)由于工況、產(chǎn)量的變化，系統(tǒng)所需求的風(fēng)量也隨之變化，大部分風(fēng)機(jī)采用傳統(tǒng)做法，即調(diào)節(jié)進(jìn)、出風(fēng)口閥門的開度來實(shí)現(xiàn)，而該方法是以增加風(fēng)阻、犧牲風(fēng)機(jī)的效率來達(dá)到要求的，損耗嚴(yán)重。假如利用變頻調(diào)速技術(shù)改變設(shè)備的運(yùn)行速度，以調(diào)節(jié)風(fēng)量的大小，可以既滿足生產(chǎn)要求，又達(dá)到節(jié)約電能，同時(shí)減少因調(diào)節(jié)擋板而造成擋板和管道的磨損及經(jīng)常停機(jī)檢驗(yàn)所造成的經(jīng)濟(jì)損失。隨著電力電子技術(shù)及電子技術(shù)的發(fā)展，變頻技術(shù)日趨成熟，國際上對于風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓調(diào)節(jié)已普遍摒棄靠調(diào)整配套的風(fēng)門開度的手段，改而采用變速的電氣傳動(dòng)調(diào)節(jié)，變頻調(diào)速已成為風(fēng)機(jī)、泵類節(jié)能降耗的最佳、首選的電氣傳動(dòng)方案。 


             在水泥廠風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速技術(shù)，能進(jìn)步節(jié)約大量能源，進(jìn)步生產(chǎn)效率，為水泥廠帶來較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。根據(jù)大量水泥生產(chǎn)線風(fēng)機(jī)高壓變頻調(diào)速節(jié)能改造的具體經(jīng)驗(yàn)，采用變頻調(diào)速后，風(fēng)機(jī)的電耗降低8%～45%，電費(fèi)以0.50元/kWh計(jì)算，通常在1.5～3.5年可收回變頻器的設(shè)備和其它安裝等附加用度等總投資。 


         2、高壓變頻器在水泥生產(chǎn)線風(fēng)機(jī)節(jié)能改造的應(yīng)用及效益 


             變頻調(diào)速技術(shù)現(xiàn)已被應(yīng)用于各行各業(yè)，廣州智光電氣股份有限公司的ZINVERT系列智能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)從2005年起開始應(yīng)用于水泥行業(yè)的電機(jī)節(jié)能改造，至今已成功應(yīng)用于新型干法水泥生產(chǎn)線的6個(gè)工藝位置的高壓風(fēng)機(jī)，即：生料磨循環(huán)風(fēng)機(jī)、煤磨循環(huán)風(fēng)機(jī)、窯頭排風(fēng)機(jī)、窯尾高溫風(fēng)機(jī)、窯尾排風(fēng)機(jī)、水泥磨循環(huán)風(fēng)機(jī)，并取得了很多成功的改造經(jīng)驗(yàn)，獲得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。 


             下表是選擇不同類型風(fēng)機(jī)應(yīng)用高壓變頻改造后在系統(tǒng)滿載、相同環(huán)境、工藝條件要求下進(jìn)行節(jié)能測試效果的實(shí)例數(shù)據(jù)： 


        


             特別需要指出的是，在新型干法水泥生產(chǎn)工藝中要求控制窯尾預(yù)熱器壓力的窯尾高溫循環(huán)風(fēng)機(jī)，需要通過DCS的控制來對高溫循環(huán)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，原先設(shè)計(jì)一般采用液力耦合器、繞線電機(jī)轉(zhuǎn)子串阻調(diào)速等調(diào)速控制，而目前基本發(fā)展趨勢是在90年代迅速發(fā)展起來并在近幾年景熟的高壓交流變頻調(diào)速技術(shù)的技術(shù)和性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過以前采用的調(diào)速方式，在經(jīng)過大量成功的現(xiàn)場應(yīng)用并顯示其巨大的節(jié)能效益后，高壓變頻器器成為國家水泥節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求的設(shè)備。我國在2007年10月25日頒布、2008年5月1日起執(zhí)行的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)《GB50443-2007水泥廠節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范》中的第4.3.5條規(guī)定：“窯尾高溫風(fēng)機(jī)應(yīng)采用變頻調(diào)速裝置”。


             水泥生產(chǎn)線的大容量風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速控制后，除實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗經(jīng)濟(jì)效益外，其他方面的效益也是明顯的： 


             （1）改善了工藝，調(diào)速精度得到保證，進(jìn)步了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定并可進(jìn)步產(chǎn)量。投進(jìn)變頻器后可以平滑穩(wěn)定地調(diào)整風(fēng)量風(fēng)壓，進(jìn)步了效率，特別是使生產(chǎn)線設(shè)備利用率得到保證，保證了順產(chǎn)，進(jìn)一步進(jìn)步了產(chǎn)量。 


             （2）設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)用度下降：采用變頻調(diào)節(jié)后，避免原來轉(zhuǎn)子滑環(huán)燒損維護(hù)、更換的工作，以及液力耦合器油路、漏油的維護(hù)以及由于若打壞齒輪的維修工作，以及由此導(dǎo)致的停產(chǎn)損失；高壓變頻器的運(yùn)行實(shí)踐證實(shí)其可靠性得到保證。 


             （3）延長電機(jī)等設(shè)備的使用壽命。采用變頻調(diào)速后，可以實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)和軟制動(dòng)，幾乎不產(chǎn)生沖擊，避免水阻軟啟動(dòng)3～4倍的沖擊電流、液力耦合器啟動(dòng)時(shí)的4～7倍的沖擊電流，可大大延長電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子軸及軸承等電氣與機(jī)械壽命。 


             （4）目前單元級聯(lián)式的高壓變頻器，其輸進(jìn)電流諧波含量小于國家標(biāo)準(zhǔn)要求的限制要求，功率因數(shù)可保證在0.95以上，與采用液力耦合器、轉(zhuǎn)子串阻等調(diào)速方式相比，輸進(jìn)功率因數(shù)大大進(jìn)步，再無需投資功率補(bǔ)償設(shè)備，并可降低有關(guān)的設(shè)備投資與維護(hù)用度。 


         3、高壓變頻器在水泥生產(chǎn)線風(fēng)機(jī)應(yīng)用的主要題目與應(yīng)對措施 


             水泥廠因生產(chǎn)線風(fēng)機(jī)從工藝上對風(fēng)量、壓力的調(diào)節(jié)要求，高壓變頻器需要針對性有一定的技術(shù)要求；更加特別的是設(shè)備的應(yīng)用現(xiàn)場水泥生產(chǎn)線一般粉塵較大，調(diào)速機(jī)械大多安裝在室外或庫下，環(huán)境較其它行業(yè)相比較為惡劣，而高壓變頻器作為電力電子器件與較精密電子控制組成的系統(tǒng)設(shè)備，對環(huán)境有相對較高的要求，因此在水泥生產(chǎn)線風(fēng)機(jī)應(yīng)用的高壓變頻器設(shè)備在設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行、維護(hù)過程中具有一定的特殊性，比較突出的題目如下： 


             （1）高溫風(fēng)機(jī)的管道“塌料”題目導(dǎo)致電機(jī)過流甚至跳停題目 


             國家水泥節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求“窯尾高溫風(fēng)機(jī)應(yīng)采用變頻調(diào)速裝置”，而窯尾高溫風(fēng)機(jī)是保證水泥生產(chǎn)線窯內(nèi)負(fù)壓的重要負(fù)載，即使在在以往工頻運(yùn)行、采用液力耦合器調(diào)速的高溫風(fēng)機(jī)，也常見由于管道“塌料”導(dǎo)致高溫風(fēng)機(jī)電機(jī)過負(fù)荷跳閘，導(dǎo)致生產(chǎn)中斷。而對于由于變頻器裝置的電力電子器件的過負(fù)荷能力的限制，以上由于塌料造成的高溫風(fēng)機(jī)過負(fù)荷導(dǎo)致的變頻器保護(hù)停機(jī)現(xiàn)象如無專業(yè)技術(shù)是不可避免的，將給水泥生產(chǎn)線造成更多的損害。 


             高溫風(fēng)機(jī)由于“塌料”導(dǎo)致的過負(fù)荷是由于在旋窯水泥生產(chǎn)線生產(chǎn)過程中的預(yù)熱器管壁上的粉塵粘附到一定厚度時(shí)就會(huì)坍塌脫落，造成管道內(nèi)粉塵濃度增大，阻力增加，負(fù)壓升高，使排風(fēng)機(jī)負(fù)荷增加或假如垂直煙道或預(yù)熱器內(nèi)在清結(jié)皮或有物料塌料時(shí)，同樣也會(huì)造成氣流波動(dòng)，使排風(fēng)管內(nèi)氣流紊亂，造成高溫風(fēng)機(jī)過負(fù)荷停機(jī)，該現(xiàn)象的頻繁出現(xiàn)對高溫風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)造成損壞。在實(shí)際使用過程中的“塌料”現(xiàn)象，會(huì)不定期的導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)行電流在極短的時(shí)間內(nèi)超出正常電流的數(shù)倍，如使用目前國內(nèi)外一般廠家的通用型高壓變頻器，可能導(dǎo)致變頻器運(yùn)行過程中頻繁跳機(jī)，直接影響高溫風(fēng)機(jī)與水泥生產(chǎn)線的正常運(yùn)行。 


             目前國內(nèi)高壓變調(diào)速技術(shù)已經(jīng)解決了該題目，作為水泥行業(yè)高壓變頻器的專業(yè)生產(chǎn)制造商，智光電氣研制的ZINVERT系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)特別針對高溫風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工藝情況進(jìn)行了大量的研究分析并針對性地研制出針對性的專業(yè)技術(shù)。該產(chǎn)品從2005年投進(jìn)水泥生產(chǎn)線的變頻改造，技術(shù)研發(fā)職員經(jīng)過深進(jìn)應(yīng)用現(xiàn)場，了解把握現(xiàn)場工藝情況，總結(jié)現(xiàn)場應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，推出了針對水泥生產(chǎn)線窯尾高溫風(fēng)機(jī)的專用變頻器技術(shù)，采用自主研發(fā)的“瞬態(tài)尖峰負(fù)荷差分控制技術(shù)”，從設(shè)備的硬件設(shè)計(jì)、控制軟件設(shè)計(jì)等多方面對高溫風(fēng)機(jī)的不定期的尖峰負(fù)荷運(yùn)行進(jìn)行全方位針對性的設(shè)計(jì)改進(jìn)。具有這種技術(shù)的高壓變頻器有效地避免了其他廠家的通用高壓變頻器在運(yùn)行中由于“塌料”所導(dǎo)致的反復(fù)跳機(jī)，與工頻液耦運(yùn)行相比也降低了跳機(jī)的可能性，從而使安裝了廣州智光高溫風(fēng)機(jī)專用變頻器的水泥生產(chǎn)線達(dá)到節(jié)能又增效，降低電機(jī)、風(fēng)機(jī)設(shè)備故障率，為水泥企業(yè)保證生產(chǎn)安全性、經(jīng)濟(jì)性作出技術(shù)與設(shè)備保證。根據(jù)目前在多條5000t/d旋窯生產(chǎn)線的高溫風(fēng)機(jī)實(shí)際應(yīng)用效果證實(shí)高壓變頻器基本解決了高溫風(fēng)機(jī)變頻器由于“塌料”導(dǎo)致的跳閘停運(yùn)、生產(chǎn)中斷的題目，大大由于高溫風(fēng)機(jī)停運(yùn)對生產(chǎn)造成的影響，降低電機(jī)設(shè)備故障率，取得節(jié)能、增效的巨大效益，得到用戶普遍認(rèn)可。 


             （2）風(fēng)機(jī)高壓變頻改造對原配液耦、水阻的處理 


             目前國內(nèi)高壓變頻技術(shù)已經(jīng)成熟，選用運(yùn)行可靠的成熟品牌的高壓變頻器進(jìn)行風(fēng)機(jī)變頻改造后，原來采用繞線式電機(jī)轉(zhuǎn)子串水阻調(diào)速的，可將轉(zhuǎn)子短接，使滑環(huán)不再通過電流，從而降低燒損；原來采用液力耦合器的，可以取消原液力耦合器，可按照液力耦合器的聯(lián)接尺寸設(shè)計(jì)制作一套連軸器代替液耦，連接軸的基座安裝尺寸、軸連接中心尺寸、軸徑尺寸、軸與電機(jī)及風(fēng)機(jī)側(cè)的連接靠背輪均與原液耦一致，安裝時(shí)僅需將原液耦拆除，將連接軸代替液力耦合器，現(xiàn)場僅作少量調(diào)整即可達(dá)到安裝要求。因此高壓變頻器的改造對于風(fēng)機(jī)及電機(jī)不作任何改變，安裝方便快捷，運(yùn)行工藝調(diào)節(jié)更加方便。 


             （3）新設(shè)計(jì)水泥生產(chǎn)線的風(fēng)機(jī)采用高壓變頻器后的電機(jī)及其配套選型 


             對于新設(shè)計(jì)的生產(chǎn)線，設(shè)計(jì)選用單元級聯(lián)式的高壓變頻器后，高壓電機(jī)可選用一般普通的異步電動(dòng)機(jī)，而不必采用專用變頻調(diào)速的“變頻電機(jī)”�！白冾l電機(jī)”是指對于輸出諧波含量較大、電壓變化率dv/dt較大的低壓變頻器和前些年的其他電路結(jié)構(gòu)的進(jìn)口品牌高壓變頻器為避免發(fā)熱盡緣損壞特別設(shè)計(jì)的加強(qiáng)盡緣、增加散熱措施的電動(dòng)機(jī)，變頻電機(jī)的價(jià)格較普通電機(jī)要高得多。由于國內(nèi)市場的主流電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的高壓變頻器采用的單元級聯(lián)多電平的輸出技術(shù)，輸出電壓的變化率滿足一般電機(jī)盡緣要求、電流諧波失真小，額外發(fā)熱很小，鑒于風(fēng)機(jī)的二次方轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性，一般運(yùn)行轉(zhuǎn)速在50％以上時(shí)風(fēng)機(jī)不必施加特別散熱措施。大量的實(shí)際改造運(yùn)行可以證實(shí)，出于降低設(shè)備投資考慮，選擇合適的高壓變頻器，不必專用“變頻電機(jī)”，不必增加額外的散熱措施。 


             另外在假如為避免高壓變頻器故障后導(dǎo)致的產(chǎn)線停產(chǎn)，不建議再設(shè)計(jì)液力耦合器，為進(jìn)步的運(yùn)行利用率，特別對于窯尾高溫風(fēng)機(jī)，為進(jìn)一步進(jìn)步生產(chǎn)設(shè)備的可靠性，在設(shè)計(jì)上可依舊選擇采用繞線電機(jī)轉(zhuǎn)子串水阻調(diào)速的設(shè)計(jì)，作為工頻旁路后的工頻啟動(dòng)與調(diào)速的備用手段。 


             （4）電網(wǎng)電壓波動(dòng)等電源質(zhì)量對高壓變頻器運(yùn)行可靠性影響題目 


             水泥行業(yè)連續(xù)生產(chǎn)的性質(zhì)決定了用于水泥廠用的高壓變頻器需要有很高的可靠性，保證安全生產(chǎn)。水泥廠一般地處偏遠(yuǎn)，供電質(zhì)量相對不高，對設(shè)備的電網(wǎng)適應(yīng)性題目突出。相對適應(yīng)歐美電網(wǎng)供電質(zhì)量的進(jìn)口品牌高壓變頻器，目前國內(nèi)高壓變頻器主流拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用功率單元串聯(lián)技術(shù)方案，而不是功率器件直接串聯(lián)，避免了器件直接串聯(lián)帶來的均壓題目，并在系統(tǒng)適應(yīng)性上做了較多應(yīng)用性研究工作，進(jìn)步了高壓變頻器對國內(nèi)電源電壓工作的魯棒性。產(chǎn)品具有對電網(wǎng)電壓的適應(yīng)范圍寬（－65％～115％Un）、單元故障自動(dòng)旁路、工頻旁路、瞬時(shí)停電再啟動(dòng)功能、包括相間短路保護(hù)功能的完善的保護(hù)功能等技術(shù)，在進(jìn)步起動(dòng)力矩和轉(zhuǎn)速精度的同時(shí)，進(jìn)步了抗電網(wǎng)波動(dòng)和負(fù)載擾動(dòng)能力，大大進(jìn)步應(yīng)用的可靠性。智光電氣的高壓變頻器在幾十條生產(chǎn)線的成功運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證實(shí)，國產(chǎn)高壓變頻調(diào)速技術(shù)成熟，適應(yīng)水泥生產(chǎn)企業(yè)的供電水平，滿足水泥生產(chǎn)線對設(shè)備的可靠性要求。 


             （5）高壓變頻器應(yīng)用的諧波與干擾影響的題目 


             變頻器應(yīng)用的諧波與干擾題目一方面是變頻器輸進(jìn)諧波對電網(wǎng)的影響，假如變頻器輸進(jìn)電流諧波較大（比如傳統(tǒng)的電流源型變頻器），會(huì)產(chǎn)生如下危害：供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作，可能導(dǎo)致大面積停電。丈量儀器儀表誤差增大，影響計(jì)量精度和控制性能。影響其它電力電子裝置，電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及通訊設(shè)備的正常工作。諧波使電機(jī)，變壓器和電容器等用電設(shè)備損耗增大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)過熱或燒損。目前國內(nèi)市場的主流電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的高壓變頻器采用的輸進(jìn)多重化移相整流技術(shù)、單元級聯(lián)多電平的輸出技術(shù)，輸進(jìn)、輸出電流諧波失真極小，滿足IEEE滿足IEEE519-1992和GB/T14549-93標(biāo)準(zhǔn)的要求，不會(huì)對電網(wǎng)、電機(jī)產(chǎn)生超標(biāo)的諧波污染。大、中型水泥廠自動(dòng)化水平高，大多數(shù)采用自動(dòng)化儀表和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，對用電系統(tǒng)的諧波要求很高，單元級聯(lián)式高壓變頻器在這方面具有很大的上風(fēng)。 


             變頻器應(yīng)用的諧波與干擾題目的另一方面是外部諧波對高壓變頻器的影響，由于旋窯的主窯直流傳動(dòng)系統(tǒng)采用直流電機(jī)，主電路必然產(chǎn)生較大的諧波，必須采取相應(yīng)的治理措施，以保證高壓變頻器的輸進(jìn)電壓穩(wěn)態(tài)總諧波含量THD不超過10%，其中任何奇次諧波均不超過5%,任何偶次諧波均不超過2%,短時(shí)（持續(xù)時(shí)間小于30s）出現(xiàn)的任意一次諧波含量不超過10%。否則對母線其他設(shè)備、高壓變頻器等均可能造成運(yùn)行中的影響與損害。 


             還有，為避免控制干擾，高壓變頻器的控制線須采用屏蔽電纜，單端接地，并且在布線時(shí)留意與動(dòng)力線的間隔，避免控制線與動(dòng)力線并行敷設(shè)在同一電纜托架（或線框）內(nèi)；變頻器負(fù)載輸出線需采取屏蔽鎧裝電纜，單端接地，以避免變頻器對四周儀表產(chǎn)生干擾。 


             （6）高壓變頻器應(yīng)用的散熱題目與環(huán)境條件 


             由于水泥現(xiàn)場粉塵較大，環(huán)境相對惡劣，作為電子與電力電子設(shè)備，而且由于產(chǎn)生約3～4％的損耗發(fā)熱需要散熱，而一般高壓變頻器中低容量高壓變頻器均采用風(fēng)冷散熱，因此在水泥生產(chǎn)線應(yīng)用的高壓變頻器必須留意系統(tǒng)的器件選型設(shè)計(jì)裕度大、器件布局結(jié)構(gòu)公道、散熱器與風(fēng)道設(shè)計(jì)等散熱結(jié)構(gòu)公道、進(jìn)步單元散熱效率以保證系統(tǒng)設(shè)計(jì)溫升低、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，需要能夠經(jīng)受夏季炎熱、春季濕潤、冬季的嚴(yán)冷等天氣的影響，經(jīng)受水泥廠粉塵的污染等惡劣環(huán)境的考驗(yàn)。 


             一般地，水泥生產(chǎn)線風(fēng)機(jī)的高壓變頻器安裝位置根據(jù)現(xiàn)場情況選擇高壓配電室內(nèi)，或?qū)ｉT建造變頻器室，可采用因地制宜的空調(diào)散熱、空氣水冷散熱、大氣循環(huán)散熱等，做好制冷或循環(huán)透風(fēng)的設(shè)計(jì)，避免系統(tǒng)發(fā)熱無制冷的內(nèi)部循環(huán)、自然循環(huán)進(jìn)風(fēng)量不足室內(nèi)負(fù)壓，并需加強(qiáng)防塵設(shè)計(jì)和日常維護(hù)，定期進(jìn)行濾網(wǎng)清潔，從而保證設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。 


         4、結(jié)語 


             鑒于目前變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合國產(chǎn)高壓變頻器在國內(nèi)上百條5000t/d、4000t/d、2500t/d、1500t/d、1000t/d等新型干法水泥生產(chǎn)線的生料磨循環(huán)風(fēng)機(jī)、煤磨循環(huán)風(fēng)機(jī)、窯頭排風(fēng)機(jī)、窯尾高溫風(fēng)機(jī)、窯尾排風(fēng)機(jī)、水泥磨循環(huán)風(fēng)機(jī)的廣泛應(yīng)用和大量改造實(shí)踐證實(shí)：高壓變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)成熟，國產(chǎn)高壓變頻器的設(shè)備運(yùn)行性能穩(wěn)定、節(jié)能明顯，是在水泥行業(yè)節(jié)能減排工作中應(yīng)該大力推廣的技術(shù)與產(chǎn)品。


        


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收錄時(shí)間:2011年04月03日 22:57:17 來源: 作者:


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