艾默生變頻器在水泥廠設(shè)備上的應(yīng)用
發(fā)布時間:2019-08-02 10:21:10來源:
一、 艾默生變頻器在離心風機上的應(yīng)用
目前,國內(nèi)絕大多數(shù)水泥廠離心風機的風量,是通過設(shè)置在排風管道的電動閥門的開度來調(diào)節(jié)的。這種通過增加系統(tǒng)阻力改變風量的方法造成較大的能源浪費。從表1可以看出,利用變頻器節(jié)能顯著。廣東南華水泥有限公司選用艾默生變頻器在3號濕法回轉(zhuǎn)窯132KW窯尾離心風機上應(yīng)用,節(jié)電率35.3%,年節(jié)約電費14.19萬元.噸熟料電耗降低1.28度(見表2).
表1 風機(水泵)電動機消耗特性表
風量(%) 軸功率(KW) 出口檔板 入口檔板 變頻
電機輸入(KW) 總損失(KW) 電機輸入(KW) 總損失(KW) 電機輸入(KW) 總損失(KW)
100 100 107 7 106 6 108 8
90 72.9 103.5 30.6 84 11.1 79 6
80 51.2 99.5 48.3 72.5 21.3 55 3.8
70 34.3 95 60.7 68 33.7 38 3.7
60 21.6 89.5 67.9 64 42.4 25 3.4
50 12.5 84 71.5 60 47.5 15 2.5
40 6.4 77.5 71.5 56 49.6 9 2.6
30 2.7 71 68.3 52 49.3 5 2.3
注:本表摘自中國電工技術(shù)學會電控系統(tǒng)與裝置專業(yè)委員會編寫的<<風機水泵交流調(diào)速節(jié)電技術(shù)>>
表2 南華水泥有限公司3號窯尾離心風機變頻器投運前后對比
一次電壓(V) 一次電流(A) 輸入功率(KW) 功率因數(shù) 閥門開度(%)
投運前 399.92 146.43 84.19 0.83 72
投運后 400.57 85.35 54.48 0.92 100
需要指出的是,離心風機的風量與轉(zhuǎn)速成正比,而壓力與轉(zhuǎn)速平方成正比。功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比,當轉(zhuǎn)速下降20%時,壓力會下降36%,而功率則會下降48.9%,節(jié)能特別顯著。 (歡迎來電咨詢 鄭州變頻器 網(wǎng)址:www.cntjjp.com.cn 電話:0371- 56700815 手機:15515598858 )
二、艾默生在羅茨風機上的應(yīng)用
我國絕大多數(shù)水泥廠羅茨風機的風量是根據(jù)生產(chǎn)過程工況的變化,通過放風電動閥放走多余風量來調(diào)節(jié)的,造成嚴重的能源浪費。我國有立窯6000余臺。每臺都配備132KW左右的羅茨風機,僅此一項節(jié)電潛力就很大。羅茨風機的風壓是不受風機轉(zhuǎn)速限制的,而風量與風機轉(zhuǎn)速成正比。加此,對羅茨風機可由變頻器改變風機的供電電源頻率進行無級調(diào)速來調(diào)節(jié)風量,從而實現(xiàn)顯著的節(jié)能效果。理論和實踐證明,凡立窯羅茨風機采用變頻器調(diào)速可以獲得40%左右節(jié)能效果。江山大陳水泥廠在1號窯132KW羅茨風機上安裝變頻器后,節(jié)電率高達62.2%,噸熟料電耗由安裝變頻器前的15.22度下降到安裝后的5.55度;河南焦作水泥廠一分廠在1000t/d水泥熟料旋窯生產(chǎn)線生料流態(tài)化系統(tǒng)55KW羅茨風機上安裝了EV2000-4T0550P型變頻器后,節(jié)電率高達73.2%,平均每日用電量由安裝前的606度下降到安裝后的162度,每日節(jié)電444度。
三、艾默生在調(diào)速設(shè)備上應(yīng)用
我國水泥廠存在大量滑差調(diào)速電機,而滑差調(diào)速方法是一種耗能的低效調(diào)速方法?;铍姍C主電機軸輸出功率Pо:
Pо∝Mо*Nо
式中:Mо------負載轉(zhuǎn)矩;
Nо------主電機轉(zhuǎn)速矩;
∝-----正比關(guān)系
滑差頭輸出功率P1:
P1∝Mо*N1
式中:N1----滑差頭轉(zhuǎn)速。
滑差頭功率損耗△P=(P0-P1)∝Mо*(N0-N1) (1-5)
由式(1-5)可以看出,滑差電機的轉(zhuǎn)速N1越低,浪費的能源越大。我國立窯御料機大多數(shù)采用15~30KW的滑差調(diào)速電機,轉(zhuǎn)速通??刂圃?00~1000r/min,而正常運行在400 r/min左右,采用變頻調(diào)速可帶電50%~60%。湖南黎家坪水泥廠的三臺立窯御料機,原滑差電機的功率為15KW,改用11KW的籠型電機,采用變頻調(diào)速后節(jié)電50%。在水泥廠中除了產(chǎn)窯御料機采用滑差電機外,還有很多設(shè)備同樣是采用滑差電機如裙板喂料機,喂煤絞刀、調(diào)速皮帶稱等,變頻調(diào)速的節(jié)能前景大有可為。對回轉(zhuǎn)窯、球磨機等一切需交流調(diào)速的設(shè)備都可以采用變頻調(diào)速器。
需指出的是,變頻器節(jié)電效果的大小,除了設(shè)備本身的節(jié)電潛力外,更主要的是與實際工況有直接關(guān)系。如風機選型裕度過大,放風量大,時間長,則節(jié)電效果顯著,反之節(jié)電效果相對降低。
四、艾默生變頻器在空氣壓縮機上的應(yīng)用
我國水泥廠絕大多數(shù)空氣壓縮機不同程度存在著起動頻繁、壓力工況不匹配及“排空”現(xiàn)象,造成嚴重能源浪費。在空氣壓縮機裝上艾默生變頻器后放可根據(jù)需要的壓縮空氣量來改變空壓機的轉(zhuǎn)速,從而達到節(jié)能的目的。某水泥廠在4L-20/8空壓機(電機功率為132KW)上安裝變頻器后、完全達到壓力----轉(zhuǎn)速----功率的全閉環(huán)自動控制,使壓縮機在工況1-8┧f/cm3內(nèi)可任意調(diào)整的基礎(chǔ)上,隨著用氣量的變化,在保持壓力穩(wěn)定的條件下,電機由變頻器自動調(diào)速,做到壓力(含流量)---轉(zhuǎn)速---功率比較佳動態(tài)匹配,節(jié)電率達29.1%,年節(jié)9.5萬度。同時,應(yīng)用變頻器后,空壓機可在任何壓力下隨意起動,打破了以前不允許帶壓起動的規(guī)定,起動電流也由以前的800A降為80~100A,減少90%左右,這使用電設(shè)備處于穩(wěn)態(tài)無沖擊的狀態(tài)下運行,從而減少了設(shè)備維護工作量,延長了設(shè)備使用壽命。對新建企業(yè),大容量的空壓機安裝變頻器后,由于變頻器大幅度地降低了電機的起動電流,從而可以減小變壓器、開關(guān)、熔斷器等電源設(shè)備的設(shè)計容量,因而使電源設(shè)備小型化,降低安裝成本,提高電機運行的安全性。
(歡迎來電咨詢 鄭州變頻器 網(wǎng)址:www.cntjjp.com.cn 電話:0371- 56700815 手機:15515598858 ) 五、艾默生TD2100變頻器在供水泵上的應(yīng)用
水泥廠的用水不是每時每刻都處于恒定狀態(tài),因此對水泵的流量不加控制的話,在用水低峰期,泵口壓力增加,造成嚴重的能源浪費。供水泵使用變頻調(diào)速器后,可通過安裝在管網(wǎng)出水口處的壓力傳感器,與變頻器(內(nèi)含PID調(diào)節(jié)器,PLC)構(gòu)成一個閉環(huán)自動控制回路,使整個系統(tǒng)自動控制流量,保持壓力恒定,從而使供水泵在比較佳節(jié)能狀態(tài)下運行。這與氣壓給水設(shè)備相比,可節(jié)省建設(shè)面積80%,節(jié)省投資40%,節(jié)電30%以上,節(jié)水10%以上。同時還具有低噪音、高可靠性、恒壓供水、無二次污染等優(yōu)點。在深井水泵供水系統(tǒng)中,由于貯水池容量一定,而地下水位和用水量變化量,會造成供、用水不平衡。安裝變頻調(diào)速器后,通過在貯水池定位液位傳感器,將信號反饋給變頻調(diào)速器,來改變深井泵電機轉(zhuǎn)速,從而達到保證供、用水平衡的同時實現(xiàn)節(jié)電,節(jié)水的目的。
六、艾默生變頻器在水泥廠窯尾料漿喂料中的應(yīng)用
在濕法水泥窯煅燒過程中,窯尾料漿的喂料控制是至關(guān)重要的一環(huán),它直接關(guān)系到水泥熟料的產(chǎn)量和質(zhì)量。傳統(tǒng)的喂料控制方式有兩種(1)勺式喂料:單位勺的容積一定,通過調(diào)節(jié)直流電機轉(zhuǎn)速來控制喂料量,這是老濕法窖普遍喂料方式,計量較準,但控制較復(fù)雜;(2)采用閥門調(diào)節(jié),用電磁流量計進行計量的方式,這是近幾年發(fā)展起來的喂料方式,控制較簡便,但閥門執(zhí)行器頻繁動作,易出故障。以上兩種方式料漿泵都是以工頻恒速運行的。如圖(1)所示為第二種喂料的框圖(第一種把流量計和閥門換為勺式機),
料漿平衡倉
流量計
閥門
料漿泵
料漿池
入窖
多余的料漿
窯速
圖(1) 傳統(tǒng)料漿控制框圖
對于料漿泵,具有以下特性:其(流量)Q∝N(轉(zhuǎn)速),(揚程)H∝N2,(軸功率)W∝N3。當流量減小時,如果泵的轉(zhuǎn)速也隨之下降,則軸功率可以降低很多,如果采用改變料漿泵的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)料漿的流量,就能節(jié)約大量能量。而變頻器具有良好的驅(qū)動性能,包括PID控制等先進控制算法、豐富的控制功能以及節(jié)能節(jié)電等顯著特點,因此可以采用變頻器來對原喂料方式進行改造。
本系統(tǒng)經(jīng)改造投入運行后,工作穩(wěn)定可靠,操作方便,取得了顯著的經(jīng)濟效益。采用變頻控制,料漿泵啟/停時無沖擊電流,正常運行時相對運行轉(zhuǎn)速較低,使機械損耗減小,漿泵葉輪磨損明顯減小,檢修周期加長,可以不備用料漿泵,機械效率得到提高。本系統(tǒng)另一重要特點是能夠節(jié)約大量電能:改造前料漿泵恒速運行,電流平均為110A,改造后喂相同的料漿,電流降為55A,節(jié)約功率37.5KW(漿泵為75KW)。如果以0.4元/度電來計算,則1個月可節(jié)約電費:37.5×24×30×0.4=10760元, 1年至少可節(jié)約電費10萬元,而料漿泵和流量計共計投入才4萬,不到半年就可收回成本,而且在新線的土建施工時,由于漿直接抽進窯而少了平衡倉,還可以減少土建高度,費用也相應(yīng)減少。 (歡迎來電咨詢 鄭州變頻器 網(wǎng)址:www.cntjjp.com.cn 電話:0371- 56700815 手機:15515598858 )