高壓變頻器在水泥廠原料磨循環(huán)風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用

工況介紹

??目前，隨著水泥企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，生產(chǎn)成本的高低決定了水泥企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的地位，水泥生產(chǎn)企業(yè)很大一部分成本浪費(fèi)在能耗上，降低水泥生產(chǎn)過(guò)程中的電能消耗越來(lái)越引起了業(yè)界的重視。
????在水泥生產(chǎn)過(guò)程中，風(fēng)機(jī)被大量的采用，而風(fēng)機(jī)負(fù)載耗電量大，起動(dòng)電流高，同時(shí)用電動(dòng)閥門(mén)、擋風(fēng)板等裝置來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量，工作效率低，而且開(kāi)動(dòng)閥門(mén)時(shí)，還發(fā)出嘯聲和振動(dòng)，經(jīng)常發(fā)生事故；風(fēng)道系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)風(fēng)量和壓力、功率的偏大，造成能量浪費(fèi)。
????在風(fēng)機(jī)的系統(tǒng)中接入變頻系統(tǒng)，利用變頻技術(shù)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量和壓力的變化用來(lái)取代閥門(mén)控制風(fēng)量，能取得明顯的節(jié)能效果。

?? 原料磨循環(huán)風(fēng)機(jī)的應(yīng)用

???河南某水泥有限公司是一條3000T/D的水泥生產(chǎn)線，其生料磨循環(huán)風(fēng)機(jī)電機(jī)為6KV/1600KW，采用擋板（閥門(mén)）調(diào)節(jié)風(fēng)量大小，風(fēng)機(jī)消耗功率大，節(jié)流損失較大。調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)擋板控制風(fēng)量，由于擋板處于較高壓力下工作，易磨損，易造成管道內(nèi)風(fēng)量調(diào)節(jié)不準(zhǔn)確，對(duì)生料磨系統(tǒng)工藝影響也較大。

生料磨循環(huán)風(fēng)機(jī)在生料磨系統(tǒng)中起到很大作用，通過(guò)調(diào)節(jié)循環(huán)風(fēng)機(jī)可以控制磨系統(tǒng)的以下參數(shù)：
????1>、磨內(nèi)通風(fēng)量：立磨靠風(fēng)掃磨，通風(fēng)量要適當(dāng)。風(fēng)量不足，合格的生料不能及時(shí)帶出，料層增厚，排渣量增多，設(shè)備負(fù)荷高，產(chǎn)量降低；風(fēng)量過(guò)大，料層過(guò)薄，影響磨機(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
????2>、料層厚度：立磨穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的另一重要因素是料床穩(wěn)定。料層穩(wěn)定，風(fēng)量、風(fēng)壓和喂料量才能穩(wěn)定，否則就要通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)量和喂料量來(lái)維持料層厚度。若調(diào)節(jié)不及時(shí)就會(huì)引起震動(dòng)加劇，電機(jī)負(fù)荷上升或系統(tǒng)跳停等問(wèn)題。
????3>、磨機(jī)振動(dòng)：振動(dòng)是輥式磨機(jī)工作中普遍存在的一個(gè)現(xiàn)象,合理的振動(dòng)是允許的,但若振動(dòng)過(guò)大，則會(huì)造成磨盤(pán)和磨輥以及襯板的機(jī)械損壞。?
????4>、磨內(nèi)壓差：?壓差是指風(fēng)環(huán)處的壓力損失,在磨機(jī)運(yùn)行時(shí)，磨內(nèi)負(fù)荷量的變化不僅從磨機(jī)電流、料層厚度、振動(dòng)幅度等參數(shù)上反應(yīng)出來(lái)，而且壓差更能反映磨內(nèi)狀況。
????5>、磨機(jī)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(chǎn)品細(xì)度：磨內(nèi)通風(fēng)量的大小對(duì)產(chǎn)品細(xì)度也有一定影響?。
????另外磨的運(yùn)行穩(wěn)定因素還有喂料量、噴水量、研磨壓力、循環(huán)風(fēng)量和選粉機(jī)轉(zhuǎn)速等參數(shù)。
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????2、主回路設(shè)計(jì)
????為了充分保證系統(tǒng)的可靠性，根據(jù)水泥廠負(fù)載的相關(guān)參數(shù)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(jīng)變頻裝置刀閘K1到高壓變頻裝置，變頻裝置輸出經(jīng)刀閘K2送至電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)母線電源還可經(jīng)刀閘K2切換至工頻側(cè)直接起動(dòng)電動(dòng)機(jī)。一旦變頻裝置出現(xiàn)故障，即可馬上斷開(kāi)輸入側(cè)高壓開(kāi)關(guān)及刀閘K1，將變頻裝置隔離，切換刀閘K2至工頻側(cè)，合高壓開(kāi)關(guān)工頻起動(dòng)電機(jī)運(yùn)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(shè)備有三種控制方式：???
????1）、以壓力、流量為控制對(duì)象的閉環(huán)控制：以輸入的4～20mA模擬量值為控制依據(jù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。
????2）、?以轉(zhuǎn)速為控制對(duì)象的開(kāi)環(huán)控制：該方式在遠(yuǎn)程操作（DCS或遠(yuǎn)程操作箱上操作）用戶(hù)可根據(jù)工況條件自設(shè)定轉(zhuǎn)速，變頻器以該轉(zhuǎn)速為控制值，該方式下頻率的變化依據(jù)用戶(hù)輸入的模擬量，4mA對(duì)應(yīng)0轉(zhuǎn)速，20mA對(duì)應(yīng)額定轉(zhuǎn)速。
????3）、以頻率為控制對(duì)象的開(kāi)環(huán)控制：直接從觸摸屏上設(shè)置輸出頻率，變頻器以該頻率為控制目標(biāo)值。
????以上三種控制方式用戶(hù)可通過(guò)人機(jī)界面（觸摸屏）設(shè)置，滿(mǎn)足不同的工況要求。

???變頻改造后的經(jīng)濟(jì)效益：

????1、直接收益：
?????改造前：在運(yùn)行時(shí)閥門(mén)開(kāi)度為56％－58％，當(dāng)閥門(mén)開(kāi)度為58％時(shí)，電流為147A；當(dāng)閥門(mén)開(kāi)度為5％時(shí)，電流為101A；當(dāng)閥門(mén)開(kāi)度為20％時(shí)，電流為116.5A；當(dāng)閥門(mén)開(kāi)度為55％時(shí)，電流為142－145A；當(dāng)閥門(mén)開(kāi)度為60％時(shí)，電流為150－152A。
????變頻改造后：閥門(mén)開(kāi)度為100％，變頻器轉(zhuǎn)速為1300－1360r/min，此時(shí)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(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)變頻后設(shè)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(shù)據(jù)說(shuō)明WSD-HV-6K/2000高壓變頻器在某水泥循環(huán)風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用節(jié)能*。

????2、間接效益：
????1）、變頻改造后，實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟啟動(dòng)，啟動(dòng)電流小于額定電流值，啟動(dòng)更平滑。?
????2）、電機(jī)以及負(fù)載轉(zhuǎn)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(duì)設(shè)備的維護(hù)量，節(jié)約了人力物力資源。?
????3）、由于電機(jī)以及負(fù)載采用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)后，工作特性改變，設(shè)備工況得到改善，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。
????4）、功率因數(shù)由原來(lái)的0.8左右提高到0.95以上，不僅省去了功率因數(shù)補(bǔ)償裝置，而且減少了線路損耗。
????5）、廠房設(shè)備噪聲污染將降低。
????6）、能提高整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)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(hù)了環(huán)境。
????8）、負(fù)載改變頻后，由于變頻器采用單元串聯(lián)移相技術(shù)，因此在理論上可以消除35次以下諧波。由于實(shí)際制造工藝的限制，網(wǎng)側(cè)電壓諧波總含量可以控制在2％以?xún)?nèi)，電流諧波總含量小于2％。延長(zhǎng)了電機(jī)的使用壽命。
????9）、變頻輸出采用PWM技術(shù)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(biāo)均滿(mǎn)足IEEE-519電能質(zhì)量諧波標(biāo)準(zhǔn)要求。延長(zhǎng)了電機(jī)的使用壽命。
????10）、使用變頻調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)參數(shù)的實(shí)時(shí)恒定運(yùn)行，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。
????11）、由于采用自動(dòng)控制，進(jìn)一步提高了設(shè)備運(yùn)行控制和系統(tǒng)運(yùn)行管理的自動(dòng)化水平，從而真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，大大增強(qiáng)了運(yùn)行的安全可靠性。