某集團(tuán)平陰粉磨站具有一套年產(chǎn)100萬噸水泥生產(chǎn)線(其外景如所示),工程設(shè)計(jì)初期收塵器的收塵風(fēng)機(jī)是定速運(yùn)行,其風(fēng)量調(diào)節(jié)依靠檔板開度來控制。考慮產(chǎn)量變化及生產(chǎn)品種的變化(水泥成品的顆粒細(xì)度不同),需要不同的風(fēng)量來滿足工藝要求。若用檔板調(diào)節(jié),不但控制精度較差,并且依靠檔板截流來減少風(fēng)量,電機(jī)的出力變化較小,造成大量電能被白白浪費(fèi)。為了改善工藝、降低能耗,山水水泥的設(shè)計(jì)人員決定對(duì)收塵風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速改造,生產(chǎn)中風(fēng)量的調(diào)整通過變頻器來改變收塵風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)。
用戶通過大量考察論證,后選用周口市通用鼓風(fēng)機(jī)有限公司的一臺(tái)高壓變頻器來驅(qū)動(dòng)除塵風(fēng)機(jī)。
現(xiàn)場(chǎng)工藝簡(jiǎn)介
2.1水泥生產(chǎn)工藝水泥生產(chǎn)工藝如所示。其生產(chǎn)步驟,可分為以下八個(gè)步驟:原料的提?。ú傻V)-原料的破碎、原料的儲(chǔ)存和預(yù)均化一原料的粉磨(球磨機(jī))牛料的均化和儲(chǔ)存煅燒(生料通過旋風(fēng)筒預(yù)熱后再進(jìn)人回轉(zhuǎn)窯烘烤物料,煅燒成熟料)一水泥的粉磨(根據(jù)水泥的品質(zhì),混合其他的化學(xué)原料粉磨)、水泥的儲(chǔ)療4運(yùn)輸。
2.2物料的粉磨工藝流程規(guī)格主要性能電機(jī)功率輥壓機(jī)RP120物料的粉磨是水泥生產(chǎn)工序中的重要一環(huán)。其工藝流程如下:電動(dòng)機(jī)通過減速機(jī)帶動(dòng)磨盤轉(zhuǎn)動(dòng),物料從下料口落到磨盤中央,在離心力的作用下向磨盤邊緣移動(dòng)并受到磨輥的碾壓,粉碎后的物料離開磨盤,被篼速向上的氣流帶至與立磨一體的分離器,粗粉經(jīng)分離器后返回到磨盤上,重新粉磨,細(xì)粉則隨氣流出磨,在系統(tǒng)的收塵裝置中收集下來。
收塵風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速(收塵器所需風(fēng)量)主要由管磨機(jī)內(nèi)工藝情況(產(chǎn)量及粉的細(xì)度)決定。
2.3水泥粉磨系統(tǒng)主要設(shè)備粉磨系統(tǒng)主要設(shè)備如表1所示:表1粉磨系統(tǒng)主要設(shè)備表3收塵風(fēng)機(jī)系統(tǒng)控制方案3.1主回路方案變頻器為一拖一配置,即一臺(tái)變頻器拖動(dòng)一臺(tái)電機(jī)。變頻器高壓進(jìn)線端直接接于6kV電壓等級(jí)的主動(dòng)力電源,輸出側(cè)直接連接電機(jī)。QF1為用戶現(xiàn)場(chǎng)高壓斷路器,為了實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器故障保護(hù),變頻器與QF1的合、分閘回路實(shí)現(xiàn)連鎖,只有變頻器控制系統(tǒng)正常才允許QF1合閘,而變頻器重故障則跳開QF1. 3.2控制回路方案按照用戶要求,變頻器可以根據(jù)用戶反饋的風(fēng)壓信號(hào)來調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓,也可以與用戶的風(fēng)門進(jìn)行開、合聯(lián)動(dòng)。
變頻器控制柜有“本機(jī)控制/遠(yuǎn)程控制”選擇汗又,可以方便地選擇本地操作或遠(yuǎn)操作,變頻器iw來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作,本套系統(tǒng)與用戶中控室DCS采用硬接線連接。即DCS給變頻器發(fā)啟動(dòng)、停止指令及一路頻率給定信號(hào),變頻器反饋給DCS“備妥”、“運(yùn)行”、“報(bào)警”、“故障”四路開關(guān)量信號(hào)及‘’電機(jī)轉(zhuǎn)速“、”電機(jī)電流“兩路模擬量信號(hào)。
變頻器框圖如所示。
3.3變頻器技術(shù)參數(shù)變頻器技術(shù)參數(shù)如表2所水。
表2變頻器技術(shù)參數(shù)序號(hào)規(guī)范單位參數(shù)使用標(biāo)準(zhǔn)型式及型號(hào)制造商及產(chǎn)地北京利德華福電氣技術(shù)有限公。f技術(shù)方案多級(jí)模塊串聯(lián),交直交、高//式對(duì)電動(dòng)機(jī)要求普通鼠籠式異步電機(jī)額定輸人電壓/允許變化范圍系統(tǒng)輸人電壓額定輸人頻率/允許變化范圍對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)的敏感性變頻器效率諧波輸入電流<4,輸出電流<2可靠性指標(biāo)(平均無故障工作時(shí)間)輸人側(cè)功率因數(shù)控制方式多級(jí)正弦PWM控制控制電源UPS型式、參數(shù)及容量掉電可維持30min變換器型式及元件42脈沖,二極管三相全橋逆變器型式及元件IGBT逆變橋串連電隔離部分是否采用光纖電纜采用安捷倫HFBR-EUS100光纖噪聲等級(jí)冷卻方式強(qiáng)迫風(fēng)冷過載能力標(biāo)準(zhǔn)控制連接與DCS硬連接模擬量信號(hào)(輸人)規(guī)格及數(shù)量可以根據(jù)用戶需要擴(kuò)展模擬量信號(hào)(輸出)規(guī)格及數(shù)量開關(guān)量信號(hào)(輸人)規(guī)格及數(shù)量繼電器干式接點(diǎn),6點(diǎn)開關(guān)量信號(hào)(輸出)規(guī)格及數(shù)量繼電器干式接點(diǎn),5點(diǎn)防護(hù)等級(jí)操作鍵盤標(biāo)準(zhǔn)操作面板界面語言簡(jiǎn)體中文變頻裝置外形尺寸變鐸裝置重童5變頻改造對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的其他效果通過對(duì)濟(jì)南山水集團(tuán)平陰粉磨站的變頻節(jié)能分析測(cè)算表明,設(shè)備進(jìn)行變頻改造后,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益,并且在其它方面也產(chǎn)生了一些顯著的影響:(1)采用變頻調(diào)節(jié)后,系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)軟庖動(dòng),電機(jī)0動(dòng)變頻調(diào)速控制風(fēng)機(jī)的節(jié)電示意圖(下轉(zhuǎn)第59頁(yè))4節(jié)能效果分析4.1變頻器與電動(dòng)機(jī)參數(shù)變頻器參數(shù)與電動(dòng)機(jī)如表3、表4所示。
表3變頻器參數(shù)型號(hào)輸人電壓額定電流額定功率表4電動(dòng)機(jī)參數(shù)額定電壓額定轉(zhuǎn)速額定電流4.2節(jié)能計(jì)算由流體力學(xué)的基本定律可知:風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備均屬平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載,其轉(zhuǎn)速n與流量Q,壓力H以及軸功率P具有如下關(guān)系:Qn,Hn2,Pn3,BP,流量與轉(zhuǎn)速成正比,壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比,軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。
根據(jù)風(fēng)機(jī)工作特性:原來系統(tǒng)采用檔板調(diào)節(jié)時(shí),風(fēng)機(jī)工作點(diǎn)將由A沿曲線向B點(diǎn)移動(dòng),目前系統(tǒng)采用電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)時(shí),風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速由調(diào)整為n時(shí),風(fēng)機(jī)工作點(diǎn)將由B點(diǎn)降至C點(diǎn)。因此采用高壓變頻器調(diào)速,其節(jié)電量如所示。
根據(jù)工藝要求,收塵風(fēng)機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速降為額定轉(zhuǎn)速的80時(shí),調(diào)速系統(tǒng)(變頻器+電機(jī))從電網(wǎng)側(cè)吸收功率約降為額定轉(zhuǎn)速時(shí)的51,即0.83x1=51.因此若工藝要求收塵系統(tǒng)風(fēng)量下降即收塵風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降時(shí),節(jié)能效果將十分明顯。
現(xiàn)在,平陰粉磨站的生產(chǎn)任務(wù)繁重,生產(chǎn)線基本在滿負(fù)荷甚至超負(fù)荷運(yùn)行,水泥生產(chǎn)量基本在120-130t/h,在大負(fù)荷下,變頻器運(yùn)行頻率約為3 7.5Hz,輸人電流(從變頻器網(wǎng)側(cè)吸收)約為28A.對(duì)比相同工況下的另外一條生產(chǎn)線,在產(chǎn)量基本相同情況下,沒有變頻改造的收塵風(fēng)機(jī)運(yùn)行電流約為44A,從比較情況來看,經(jīng)變頻改造的收塵風(fēng)機(jī)節(jié)能效果非常明顯。
附表電機(jī)的Q-H性能曲線圖及變頻器的性能參數(shù)頻率(Hz)額定轉(zhuǎn)速Nl(r/min)實(shí)際轉(zhuǎn)速N2(r/min)額定功率P(kW)變頻器效率n實(shí)際功率PK,n(kW)比值時(shí),機(jī)組的使用壽命也不同程度地延長(zhǎng),如葉輪的壽命可以得到延長(zhǎng),出口閘閥和管道的磨損也可下降。
>根據(jù)事先設(shè)定的流量指標(biāo),實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制水泵出口流量,提高了系統(tǒng)運(yùn)行的質(zhì)量,達(dá)到了恒流量供水,保證管網(wǎng)安全運(yùn)行的目的。
從以上的效果分析,采用變頻器后具有很好的經(jīng)濟(jì)回報(bào),可大幅度降低電耗,降低了設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用,具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
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