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(yīng)用

　某集團平陰粉磨站具有一套年產(chǎn)100萬噸水泥生產(chǎn)線（其外景如所示），工程設(shè)計初期收塵器的收塵風(fēng)機是定速運行，其風(fēng)量調(diào)節(jié)依靠檔板開度來控制?？紤]產(chǎn)量變化及生產(chǎn)品種的變化（水泥成品的顆粒細度不同），需要不同的風(fēng)量來滿足工藝要求。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(shè)計人員決定對收塵風(fēng)機進行變頻調(diào)速改造，生產(chǎn)中風(fēng)量的調(diào)整通過變頻器來改變收塵風(fēng)機轉(zhuǎn)速實現(xiàn)。

　　用戶通過大量考察論證，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驅(qū)動除塵風(fēng)機。

　　現(xiàn)場工藝簡介

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，可分為以下八個步驟：原料的提?。ú傻V）-原料的破碎、原料的儲存和預(yù)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(fēng)筒預(yù)熱后再進人回轉(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）、水泥的儲療4運輸。

　　2.2物料的粉磨工藝流程規(guī)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：電動機通過減速機帶動磨盤轉(zhuǎn)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(jīng)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(tǒng)的收塵裝置中收集下來。

　　收塵風(fēng)機的轉(zhuǎn)速（收塵器所需風(fēng)量）主要由管磨機內(nèi)工藝情況（產(chǎn)量及粉的細度）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(cè)直接連接電機。QF1為用戶現(xiàn)場高壓斷路器，為了實現(xiàn)對變頻器故障保護，變頻器與QF1的合、分閘回路實現(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QF1. 3.2控制回路方案按照用戶要求，變頻器可以根據(jù)用戶反饋的風(fēng)壓信號來調(diào)節(jié)風(fēng)機的風(fēng)壓，也可以與用戶的風(fēng)門進行開、合聯(lián)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(xiàn)遠程操作，本套系統(tǒng)與用戶中控室DCS采用硬接線連接。即DCS給變頻器發(fā)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(guān)量信號及‘’電機轉(zhuǎn)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(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)序號規(guī)范單位參數(shù)使用標(biāo)準(zhǔn)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(tǒng)輸人電壓額定輸人頻率/允許變化范圍對電網(wǎng)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(biāo)（平均無故障工作時間）輸人側(cè)功率因數(shù)控制方式多級正弦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光纖噪聲等級冷卻方式強迫風(fēng)冷過載能力標(biāo)準(zhǔn)控制連接與DCS硬連接模擬量信號（輸人）規(guī)格及數(shù)量可以根據(jù)用戶需要擴展模擬量信號（輸出）規(guī)格及數(shù)量開關(guān)量信號（輸人）規(guī)格及數(shù)量繼電器干式接點，6點開關(guān)量信號（輸出）規(guī)格及數(shù)量繼電器干式接點，5點防護等級操作鍵盤標(biāo)準(zhǔn)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(tǒng)產(chǎn)生的其他效果通過對濟南山水集團平陰粉磨站的變頻節(jié)能分析測算表明，設(shè)備進行變頻改造后，具有顯著的經(jīng)濟效益，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)實現(xiàn)軟庖動，電機0動變頻調(diào)速控制風(fēng)機的節(jié)電示意圖（下轉(zhuǎn)第59頁）4節(jié)能效果分析4.1變頻器與電動機參數(shù)變頻器參數(shù)與電動機如表3、表4所示。

　　表3變頻器參數(shù)型號輸人電壓額定電流額定功率表4電動機參數(shù)額定電壓額定轉(zhuǎn)速額定電流4.2節(jié)能計算由流體力學(xué)的基本定律可知：風(fēng)機、泵類設(shè)備均屬平方轉(zhuǎn)矩負載，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)機工作特性：原來系統(tǒng)采用檔板調(diào)節(jié)時，風(fēng)機工作點將由A沿曲線向B點移動，目前系統(tǒng)采用電機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)時，風(fēng)機轉(zhuǎn)速由調(diào)整為n時，風(fēng)機工作點將由B點降至C點。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)機的電機轉(zhuǎn)速降為額定轉(zhuǎn)速的80時，調(diào)速系統(tǒng)（變頻器+電機）從電網(wǎng)側(cè)吸收功率約降為額定轉(zhuǎn)速時的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)機轉(zhuǎn)速下降時，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(cè)吸收）約為28A.對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，沒有變頻改造的收塵風(fēng)機運行電流約為44A，從比較情況來看，經(jīng)變頻改造的收塵風(fēng)機節(jié)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(shù)頻率（Hz）額定轉(zhuǎn)速Nl（r/min）實際轉(zhuǎn)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(jù)事先設(shè)定的流量指標(biāo)，實現(xiàn)了自動控制水泵出口流量，提高了系統(tǒng)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(shè)備的運行維護費用，具有良好的社會效益和經(jīng)濟效益。