9-26高壓離心風(fēng)機(jī)，高壓變頻器在粉磨站收塵風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用

　某集團(tuán)平陰粉磨站具有一套年產(chǎn)100萬(wàn)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(kāi)度來(lái)控制?？紤]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(lái)滿(mǎn)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(lái)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(guò)變頻器來(lái)改變收塵風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)。

　　用戶(hù)通過(guò)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(lái)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：原料的提取（采礦）-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(guò)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(guò)減速機(jī)帶動(dòng)磨盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，物料從下料口落到磨盤(pán)中央，在離心力的作用下向磨盤(pán)邊緣移動(dòng)并受到磨輥的碾壓，粉碎后的物料離開(kāi)磨盤(pán)，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(pán)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(lái)。

　　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(hù)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(kāi)QF1. 3.2控制回路方案按照用戶(hù)要求，變頻器可以根據(jù)用戶(hù)反饋的風(fēng)壓信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓，也可以與用戶(hù)的風(fēng)門(mén)進(jìn)行開(kāi)、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(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作，本套系統(tǒng)與用戶(hù)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(kāi)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(wú)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(guò)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(hù)需要擴(kuò)展模擬量信號(hào)（輸出）規(guī)格及數(shù)量開(kāi)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(kāi)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(pán)標(biāo)準(zhǔn)操作面板界面語(yǔ)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(guò)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(lèi)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(lái)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(mǎn)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(méi)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(lái)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。