高壓變頻器在水泥廠原料磨循環(huán)風機中的應用

工況介紹

??目前，隨著水泥企業(yè)競爭的日益加劇，生產成本的高低決定了水泥企業(yè)在市場競爭的地位，水泥生產企業(yè)很大一部分成本浪費在能耗上，降低水泥生產過程中的電能消耗越來越引起了業(yè)界的重視。
????在水泥生產過程中，風機被大量的采用，而風機負載耗電量大，起動電流高，同時用電動閥門、擋風板等裝置來調節(jié)風量，工作效率低，而且開動閥門時，還發(fā)出嘯聲和振動，經常發(fā)生事故；風道系統(tǒng)設計時風量和壓力、功率的偏大，造成能量浪費。
????在風機的系統(tǒng)中接入變頻系統(tǒng)，利用變頻技術改變電機轉速來調節(jié)風量和壓力的變化用來取代閥門控制風量，能取得明顯的節(jié)能效果。

?? 原料磨循環(huán)風機的應用

???河南某水泥有限公司是一條3000T/D的水泥生產線，其生料磨循環(huán)風機電機為6KV/1600KW，采用擋板（閥門）調節(jié)風量大小，風機消耗功率大，節(jié)流損失較大。調節(jié)風門擋板控制風量，由于擋板處于較高壓力下工作，易磨損，易造成管道內風量調節(jié)不準確，對生料磨系統(tǒng)工藝影響也較大。

生料磨循環(huán)風機在生料磨系統(tǒng)中起到很大作用，通過調節(jié)循環(huán)風機可以控制磨系統(tǒng)的以下參數：
????1>、磨內通風量：立磨靠風掃磨，通風量要適當。風量不足，合格的生料不能及時帶出，料層增厚，排渣量增多，設備負荷高，產量降低；風量過大，料層過薄，影響磨機穩(wěn)定運轉。
????2>、料層厚度：立磨穩(wěn)定運轉的另一重要因素是料床穩(wěn)定。料層穩(wěn)定，風量、風壓和喂料量才能穩(wěn)定，否則就要通過調節(jié)風量和喂料量來維持料層厚度。若調節(jié)不及時就會引起震動加劇，電機負荷上升或系統(tǒng)跳停等問題。
????3>、磨機振動：振動是輥式磨機工作中普遍存在的一個現象,合理的振動是允許的,但若振動過大，則會造成磨盤和磨輥以及襯板的機械損壞。?
????4>、磨內壓差：?壓差是指風環(huán)處的壓力損失,在磨機運行時，磨內負荷量的變化不僅從磨機電流、料層厚度、振動幅度等參數上反應出來，而且壓差更能反映磨內狀況。
????5>、磨機出口溫度：有效的控制出口溫度，可以保持良好的烘干及粉磨作業(yè)條件。
????6>、產品細度：磨內通風量的大小對產品細度也有一定影響?。
????另外磨的運行穩(wěn)定因素還有喂料量、噴水量、研磨壓力、循環(huán)風量和選粉機轉速等參數。
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????2、主回路設計
????為了充分保證系統(tǒng)的可靠性，根據水泥廠負載的相關參數選配WSD-HV?-6K/2000系列高壓變頻器，變頻器配置方案采用一拖一方式。

系統(tǒng)母線電源經變頻裝置刀閘K1到高壓變頻裝置，變頻裝置輸出經刀閘K2送至電動機系統(tǒng)母線電源還可經刀閘K2切換至工頻側直接起動電動機。一旦變頻裝置出現故障，即可馬上斷開輸入側高壓開關及刀閘K1，將變頻裝置隔離，切換刀閘K2至工頻側，合高壓開關工頻起動電機運行。刀閘K1、K2之間具有閉鎖和防止誤操作功能。

?3、控制方式：
????該設備有三種控制方式：???
????1）、以壓力、流量為控制對象的閉環(huán)控制：以輸入的4～20mA模擬量值為控制依據，實現自動控制。
????2）、?以轉速為控制對象的開環(huán)控制：該方式在遠程操作（DCS或遠程操作箱上操作）用戶可根據工況條件自設定轉速，變頻器以該轉速為控制值，該方式下頻率的變化依據用戶輸入的模擬量，4mA對應0轉速，20mA對應額定轉速。
????3）、以頻率為控制對象的開環(huán)控制：直接從觸摸屏上設置輸出頻率，變頻器以該頻率為控制目標值。
????以上三種控制方式用戶可通過人機界面（觸摸屏）設置，滿足不同的工況要求。

???變頻改造后的經濟效益：

????1、直接收益：
?????改造前：在運行時閥門開度為56％－58％，當閥門開度為58％時，電流為147A；當閥門開度為5％時，電流為101A；當閥門開度為20％時，電流為116.5A；當閥門開度為55％時，電流為142－145A；當閥門開度為60％時，電流為150－152A。
????變頻改造后：閥門開度為100％，變頻器轉速為1300－1360r/min，此時變頻器電流為102－110A。
?????改造前平均功率為：1310KW
?????改造后平均功率：1008KW
?????根據現場實測變頻后設備節(jié)電率為：
????ΔP＝（P1－P2）/P1=（1310－1008）/1310＝23%
????變頻改造后節(jié)電功率為：
????PB=?P1-P2=1310-1008=302?kW
????由上數據說明WSD-HV-6K/2000高壓變頻器在某水泥循環(huán)風機上的應用節(jié)能*。

????2、間接效益：
????1）、變頻改造后，實現電機軟啟動，啟動電流小于額定電流值，啟動更平滑。?
????2）、電機以及負載轉速下降，系統(tǒng)效率得到提高，取得節(jié)能效果。大大減少了對設備的維護量，節(jié)約了人力物力資源。?
????3）、由于電機以及負載采用轉速調節(jié)后，工作特性改變，設備工況得到改善，延長設備使用壽命。
????4）、功率因數由原來的0.8左右提高到0.95以上，不僅省去了功率因數補償裝置，而且減少了線路損耗。
????5）、廠房設備噪聲污染將降低。
????6）、能提高整個系統(tǒng)的自動化水平和工藝水平。
????7）、節(jié)能減排，減少了溫室氣體的排放，保護了環(huán)境。
????8）、負載改變頻后，由于變頻器采用單元串聯移相技術，因此在理論上可以消除35次以下諧波。由于實際制造工藝的限制，網側電壓諧波總含量可以控制在2％以內，電流諧波總含量小于2％。延長了電機的使用壽命。
????9）、變頻輸出采用PWM技術控制，輸出電壓波形基本接近正弦波，諧波總含量小于1％，上述指標均滿足IEEE-519電能質量諧波標準要求。延長了電機的使用壽命。
????10）、使用變頻調節(jié)，可實現參數的實時恒定運行，提高了系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定性。
????11）、由于采用自動控制，進一步提高了設備運行控制和系統(tǒng)運行管理的自動化水平，從而真正實現自動調節(jié)，大大增強了運行的安全可靠性。