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

　某集團平陰粉磨站具有一套年產(chǎn)100萬(wàn)噸水泥生產(chǎn)線(xiàn)（其外景如所示），工程設計初期收塵器的收塵風(fēng)機是定速運行，其風(fēng)量調節依靠檔板開(kāi)度來(lái)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。若用檔板調節，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(fēng)機進(jìn)行變頻調速改造，生產(chǎn)中風(fēng)量的調整通過(guò)變頻器來(lái)改變收塵風(fēng)機轉速實(shí)現。

　　用戶(hù)通過(guò)大量考察論證，后選用周口市通用鼓風(fēng)機有限公司的一臺高壓變頻器來(lái)驅動(dòng)除塵風(fēng)機。

　　現場(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(guò)旋風(fēng)筒預熱后再進(jìn)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(zhì)，混合其他的化學(xué)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(chǎn)工序中的重要一環(huán)。其工藝流程如下：電動(dòng)機通過(guò)減速機帶動(dòng)磨盤(pán)轉動(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，細粉則隨氣流出磨，在系統的收塵裝置中收集下來(lái)。

　　收塵風(fēng)機的轉速（收塵器所需風(fēng)量）主要由管磨機內工藝情況（產(chǎn)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(fēng)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(dòng)一臺電機。變頻器高壓進(jìn)線(xiàn)端直接接于6kV電壓等級的主動(dòng)力電源，輸出側直接連接電機。QF1為用戶(hù)現場(chǎng)高壓斷路器，為了實(shí)現對變頻器故障保護，變頻器與QF1的合、分閘回路實(shí)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(kāi)QF1. 3.2控制回路方案按照用戶(hù)要求，變頻器可以根據用戶(hù)反饋的風(fēng)壓信號來(lái)調節風(fēng)機的風(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(lái)實(shí)現遠程操作，本套系統與用戶(hù)中控室DCS采用硬接線(xiàn)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，變頻器反饋給DCS“備妥”、“運行”、“報警”、“故障”四路開(kāi)關(guān)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(shù)參數變頻器技術(shù)參數如表2所水。

　　表2變頻器技術(shù)參數序號規范單位參數使用標準型式及型號制造商及產(chǎn)地北京利德華福電氣技術(shù)有限公。f技術(shù)方案多級模塊串聯(lián)，交直交、高//式對電動(dòng)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(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（平均無(wú)故障工作時(shí)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(fēng)冷過(guò)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(hù)需要擴展模擬量信號（輸出）規格及數量開(kāi)關(guān)量信號（輸人）規格及數量繼電器干式接點(diǎn)，6點(diǎn)開(kāi)關(guān)量信號（輸出）規格及數量繼電器干式接點(diǎn)，5點(diǎn)防護等級操作鍵盤(pán)標準操作面板界面語(yǔ)言簡(jiǎn)體中文變頻裝置外形尺寸變鐸裝置重童5變頻改造對系統產(chǎn)生的其他效果通過(guò)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(jìn)行變頻改造后，具有顯著(zhù)的經(jīng)濟效益，并且在其它方面也產(chǎn)生了一些顯著(zhù)的影響：（1）采用變頻調節后，系統實(shí)現軟庖動(dòng)，電機0動(dòng)變頻調速控制風(fēng)機的節電示意圖（下轉第59頁(yè)）4節能效果分析4.1變頻器與電動(dòng)機參數變頻器參數與電動(dòng)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(dòng)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(xué)的基本定律可知：風(fēng)機、泵類(lèi)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(guān)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(fēng)機工作特性：原來(lái)系統采用檔板調節時(shí)，風(fēng)機工作點(diǎn)將由A沿曲線(xiàn)向B點(diǎn)移動(dòng)，目前系統采用電機轉速調節時(shí)，風(fēng)機轉速由調整為n時(shí)，風(fēng)機工作點(diǎn)將由B點(diǎn)降至C點(diǎn)。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(fēng)機的電機轉速降為額定轉速的80時(shí)，調速系統（變頻器+電機）從電網(wǎng)側吸收功率約降為額定轉速時(shí)的51，即0.83x1=51.因此若工藝要求收塵系統風(fēng)量下降即收塵風(fēng)機轉速下降時(shí)，節能效果將十分明顯。

　　現在，平陰粉磨站的生產(chǎn)任務(wù)繁重，生產(chǎn)線(xiàn)基本在滿(mǎn)負荷甚至超負荷運行，水泥生產(chǎn)量基本在120-130t/h，在大負荷下，變頻器運行頻率約為3 7.5Hz，輸人電流（從變頻器網(wǎng)側吸收）約為28A.對比相同工況下的另外一條生產(chǎn)線(xiàn)，在產(chǎn)量基本相同情況下，沒(méi)有變頻改造的收塵風(fēng)機運行電流約為44A，從比較情況來(lái)看，經(jīng)變頻改造的收塵風(fēng)機節能效果非常明顯。

　　附表電機的Q-H性能曲線(xiàn)圖及變頻器的性能參數頻率（Hz）額定轉速Nl（r/min）實(shí)際轉速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)，機組的使用壽命也不同程度地延長(cháng)，如葉輪的壽命可以得到延長(cháng)，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(shí)現了自動(dòng)控制水泵出口流量，提高了系統運行的質(zhì)量，達到了恒流量供水，保證管網(wǎng)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(jīng)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(huì )效益和經(jīng)濟效益。