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高壓變頻器在粉磨站收塵風機上的應用
【2018/11/5】

  濟南山水集團平陰粉磨站具有一套年產100萬噸水泥生產線(其外景如所示),工程設計初期收塵器的收塵風機是定速運行,其風量調節依靠檔板開度來控制。考慮產量變化及生產品種的變化(水泥成品的顆粒細度不同),需要不同的風量來滿足工藝要求。若用檔板調節,不但控制精度較差,并且依靠檔板截流來減少風量,電機的出力變化較小,造成大量電能被白白浪費。為了改善工藝、降低能耗,山水水泥的設計人員決定對收塵風機進行變頻調速改造,生產中風量的調整通過變頻器來改變收塵風機轉速實現。

  用戶通過大量考察論證,最后選用北京利德華福電氣技術有限公司的一臺HARSVERT-A06/055高壓變頻器來驅動收塵風機。

  2現場工藝簡介2.1水泥生產工藝水泥生產工藝如所示。其生產步驟,可分為以下八個步驟:原料的提取(采礦)-原料的破碎、原料的儲存和預均化一原料的粉磨(球磨機)牛料的均化和儲存煅燒(生料通過旋風筒預熱后再進人回轉窯烘烤物料,煅燒成熟料)一水泥的粉磨(根據水泥的品質,混合其他的化學原料粉磨)、水泥的儲療4運輸。

  2.2物料的粉磨工藝流程規格主要性能電機功率輥壓機RP120物料的粉磨是水泥生產工序中的重要一環。其工藝流程如下:電動機通過減速機帶動磨盤轉動,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,粗粉經分離器后返回到磨盤上,重新粉磨,細粉則隨氣流出磨,在系統的收塵裝置中收集下來。

  收塵風機的轉速(收塵器所需風量)主要由管磨機內工藝情況(產量及粉的細度)決定。

  2.3水泥粉磨系統主要設備粉磨系統主要設備如表1所示:表1粉磨系統主要設備表3收塵風機系統控制方案3.1主回路方案變頻器為一拖一配置,即一臺變頻器拖動一臺電機。變頻器高壓進線端直接接于6kV電壓等級的主動力電源,輸出側直接連接電機。QF1為用戶現場高壓斷路器,為了實現對變頻器故障保護,變頻器與QF1的合、分閘回路實現連鎖,只有變頻器控制系統正常才允許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,變頻器可以根據用戶反饋的風壓信號來調節風機的風壓,也可以與用戶的風門進行開、合聯動。

  變頻器控制柜有“本機控制/遠程控制”選擇汗又,可以方便地選擇本地操作或遠操作,變頻器iw來實現遠程操作,本套系統與用戶中控室DCS采用硬接線連接。即DCS給變頻器發啟動、停止指令及一路頻率給定信號,變頻器反饋給DCS“備妥”、“運行”、“報警”、“故障”四路開關量信號及‘’電機轉速“、”電機電流“兩路模擬量信號。

  變頻器框圖如所示。

  3.3變頻器技術參數變頻器技術參數如表2所水。

  表2變頻器技術參數序號規范單位參數使用標準型式及型號制造商及產地北京利德華福電氣技術有限公。f技術方案多級模塊串聯,交直交、高//式對電動機要求普通鼠籠式異步電機額定輸人電壓/允許變化范圍系統輸人電壓額定輸人頻率/允許變化范圍對電網電壓波動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(平均無故障工作時間)輸人側功率因數控制方式多級正弦PWM控制控制電源UPS型式、參數及容量掉電可維持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光纖噪聲等級冷卻方式強迫風冷過載能力標準控制連接與DCS硬連接模擬量信號(輸人)規格及數量可以根據用戶需要擴展模擬量信號(輸出)規格及數量開關量信號(輸人)規格及數量繼電器干式接點,6點開關量信號(輸出)規格及數量繼電器干式接點,5點防護等級操作鍵盤標準操作面板界面語言簡體中文變頻裝置外形尺寸變鐸裝置重童5變頻改造對系統產生的其他效果通過對濟南山水集團平陰粉磨站的變頻節能分析測算表明,設備進行變頻改造后,具有顯著的經濟效益,并且在其它方面也產生了一些顯著的影響:(1)采用變頻調節后,系統實現軟庖動,電機0動變頻調速控制風機的節電示意圖(下轉第59頁)4節能效果分析4.1變頻器與電動機參數變頻器參數與電動機如表3、表4所示。

  表3變頻器參數型號輸人電壓額定電流額定功率表4電動機參數額定電壓額定轉速額定電流4.2節能計算由流體力學的基本定律可知:風機、泵類設備均屬平方轉矩負載,其轉速n與流量Q,壓力H以及軸功率P具有如下關系:Qn,Hn2,Pn3,BP,流量與轉速成正比,壓力與轉速的平方成正比,軸功率與轉速的立方成正比。

  根據風機工作特性:原來系統采用檔板調節時,風機工作點將由A沿曲線向B點移動,目前系統采用電機轉速調節時,風機轉速由調整為n時,風機工作點將由B點降至C點。因此采用高壓變頻器調速,其節電量如所示。

  根據工藝要求,收塵風機的電機轉速降為額定轉速的80%時,調速系統(變頻器+電機)從電網側吸收功率約降為額定轉速時的51%,即0.83x1%=51%.因此若工藝要求收塵系統風量下降即收塵風機轉速下降時,節能效果將十分明顯。

  現在,平陰粉磨站的生產任務繁重,生產線基本在滿負荷甚至超負荷運行,水泥生產量基本在120-130t/h,在最大負荷下,變頻器運行頻率約為3 7.5Hz,輸人電流(從變頻器網側吸收)約為28A.對比相同工況下的另外一條生產線,在產量基本相同情況下,沒有變頻改造的收塵風機運行電流約為44A,從比較情況來看,經變頻改造的收塵風機節能效果非常明顯。

  附表電機的Q-H性能曲線圖及變頻器的性能參數頻率(Hz)額定轉速Nl(r/min)實際轉速N2(r/min)額定功率P(kW)變頻器效率n實際功率PK,n(kW)比值時,機組的使用壽命也不同程度地延長,如葉輪的壽命可以得到延長,出口閘閥和管道的磨損也可下降。

  >根據事先設定的流量指標,實現了自動控制水泵出口流量,提高了系統運行的質量,達到了恒流量供水,保證管網安全運行的目的。

  從以上的效果分析,采用變頻器后具有很好的經濟回報,可大幅度降低電耗,降低了設備的運行維護費用,具有良好的社會效益和經濟效益。

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