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一、在水泥行業(yè)，由于電費的成本已成為原材料成本，人工成本之后的第三大開支；在用電緊張的今天，節(jié)省電費已成為企業(yè)經(jīng)營者考慮的一件大事；而水泥廠的立窯風機是水泥廠的重要設備之一，也是主要的耗電設備之一。立窯風機的容量是按照機械立窯最大的設計產(chǎn)量來選型的，且留有一定的余量。在使用中，立窯風機長期固定在最大的轉速下運行。由于季節(jié)、晝夜和生產(chǎn)工況的變化，機立窯的實際風量需求在絕大部分時間內(nèi)遠比設計負載低；在轉速固定的情況下，當立窯風機的風量過剩時，只能通過旁通風管排放掉(或控制風門的進風量)，這樣就造成立窯風機功耗的嚴重浪費，故對立窯風機進行變頻節(jié)能改造具有一定的現(xiàn)實意義。<BR> </P><P> 二、變頻節(jié)電原理</P><P> <BR> 對于風機來說，風量Q與轉速n成正比，風壓F與轉速n的二次方成正比，而軸功率P 與轉速n的三次方成正比（見表1），從表中我們可以看出上述幾個量的變化關系：<BR> <a onfocus=this.blur() href=" http://www.szvector.com/images/j2.gif"; target=_blank><IMG SRC="http://www.szvector.com/images/j2.gif"; border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></a><BR> 表1<BR> </P><P> 轉速n% 風量Q% 頻率 風壓F% 軸功率P%<BR> 100 100 50 100 100<BR> 90 90 45 81 72.9<BR> 80 80 40 64 51.2<BR> 70 70 35 49 34.3<BR> 60 60 30 36 21.6<BR> 50 50 25 25 12.5<BR> 顯然，變風量控制系統(tǒng)的節(jié)能效果是十分突出的，請見圖2的比較曲<BR> 圖2 節(jié)能效果圖<BR> 從上面的圖表中可以明了，當風機效率一定，調(diào)節(jié)風量微小的變化時，轉速可成比例下降，則風機的軸功率成立方關系下降。在滿足工藝要求的前提下，若風機轉速有富余10%，將可節(jié)省電耗27.1%,若風機的轉速富余20%，將可節(jié)省電耗48.8%。由此可見，風機、水泵類負載，其節(jié)電效果將是非常明顯。<BR> 三、 立窯基本參數(shù)和工作原理<BR> 1、窯爐的基本參數(shù)<BR> 1）機械立窯參數(shù)<BR> 1、規(guī)格：（窯徑×高度）2.0×8.5 , 2、 年產(chǎn)量：普通水泥5～7萬噸<BR> 3、喂料方法：單嘴布料溜子11KW， 4、溜子回轉速度：6.48轉/分<BR> 5、塔篦子形式：整體雙偏心， 6、塔篦子轉速1.2～12.2轉/分,<BR> 7、傳動方式：中心傳動，功率15KW ， 8、料封形式：垂直管料封，<BR> 9、出料粒度：不大于100毫米<BR> 2）風機參數(shù)<BR> 風機功率：132KW，額定電壓：380V，額定電流：245A，轉速2980轉/分，<BR> 運行電流：120A～180A；風量：12776m3/h；風壓：21995Pa；起動方式：△/Y<BR> 2、機立窯燒成工作原理<BR> 由料斗提升機將配置好的生料加一定比例的水，送至成球機成球，然后由布料器勻均地施入窯爐中，園球狀的生料顆粒由底部的離心風機送風在窯爐中部充分燃燒，到窯爐底部冷卻后，由塔篦子旋轉，將燒好的熟料下到漏斗中，經(jīng)適量噴水，經(jīng)熟料破碎機后進入下道工序。由此可見，機立窯風機的配置的好壞直接影響到水泥的產(chǎn)量，故此，許多水泥廠廠家在風機上做文章，加大電機功率，加大風量與風壓，往往適得其反。<BR> 從整個立窯系統(tǒng)裝機的設備功率來看，羅茨風機電機功率為132KW，是整個機立窯系統(tǒng)裝機功率的一半，對煅燒來說是一個用電較大的設備。它的改造成功將對廠家有較深遠的意義。<BR> 四、 用戶對變頻節(jié)能改造后功能的要求<BR> a) 要求變頻器的跟隨性能好，質量穩(wěn)定可靠，故障率低。<BR> b) 要求壹臺變頻器可兩地操作（也就是提供兩塊操作面板），一塊用延長線聯(lián)結至窯面上，替代原操作系統(tǒng)；該塊操作面板可以任意設定、修改參數(shù)，根據(jù)生產(chǎn)情況任意調(diào)節(jié)風量大小，能控制變頻器的啟停。另一塊操作面板必須放在有人值班低壓配電室內(nèi)，只提供運行參數(shù)監(jiān)視和開啟、關閉變頻器，不能設定參數(shù)和修改參數(shù)，不能調(diào)整風量的大小。<BR> c) 在窯面和低壓配電室兩處都必須安裝應急緊急停車按鈕。<BR> 在用風量較小的情況下，必須保證電機的溫升和電機的噪聲不得超過允許的范圍<BR> 五、立窯風機變頻調(diào)速節(jié)能改造方案設計<BR> 1）根據(jù)現(xiàn)場情況和用戶的要求，我們設計安裝一臺品質優(yōu)良、性能穩(wěn)定可靠的平方轉矩（風機水泵型）威科變頻器，其型號為VEC—V6—132F3，容量為132KW；并聯(lián)在原風機起動柜主回路電路中，并和原主電路做成安全電器互鎖；對立窯風機進行變頻節(jié)能控制，具體的控制頻率，由窯爐操作員工根據(jù)實際生產(chǎn)工藝和窯爐的煅燒情況，通過控制變頻器面板上的上、下鍵操作，就能控制窯爐風量的大小。從而放棄了立窯風機過去傳統(tǒng)的控制方式，改造成了目前調(diào)速效果最好、節(jié)電效果最佳的變頻調(diào)速。<BR> 2）在變頻器的硬件上加裝一路（顯示面板）牛腳插痤，制作成兩路面板控制；鍵盤和牛腳插座之間用一條50米長的屏蔽線聯(lián)結，以滿足用戶的要求。保留原風機窯面和值班室兩處的緊急停車按鈕，在空開和變頻器之間的主電路中，增設交流按觸器。用鋼材把原放風閥封牢。變頻改造后要依次合理調(diào)節(jié)每一個窯爐風腰的開度。<BR> </P><P> <BR> 六、變頻參數(shù)的設定<BR> 變頻器安裝完畢后，必須對變頻器的參數(shù)進行合理的設定，有些參數(shù)和設定，將直接影響變頻器的運行，導致電機不能啟動，造成工程改造的失敗。所以在設定時要耐心細致，使參數(shù)設定和電機匹配。下面的參數(shù)是根據(jù)煅燒工藝和窯爐操作工現(xiàn)場試運行確認的參數(shù)。僅供大家參考。</P><P> 基本參數(shù)</P><P> <BR> 序號 功能描述 設定值 備注 <BR> 1 控制方式 鍵盤調(diào)速+鍵盤運行 <BR> 2 上限頻率 50HZ <BR> 4 加速時間 112 <BR> 5 減速時間 80 <BR> 6 轉矩提升 17 <BR> 7 載波頻率 5 <BR> 9 上升/下降控制 有效 <BR> 10 自由停車功能 有效 <BR> 11 電流限幅功能 有效 </P><P> 七、立窯風機變頻改造中注意事項<BR> 1） 面板控制方式應置為用鍵盤的 （上）或 （下）鍵調(diào)節(jié)風機的風量較為合理，因為窯面的工作環(huán)境較惡劣，假如用電位器調(diào)節(jié)，天長日久地來回旋轉，會使電位器接觸不良，造成電機電流波動很大；筆者經(jīng)過許多家水泥廠的實踐證明，鍵盤（上）、（下）鍵控制優(yōu)于電位器控制。<BR> 2） 變頻器的停車方式設定為自由停車。由于風機是大慣量負載，若加減速時間設定過短，在加速時過程中容易會出現(xiàn)過流、過載，在減速時容易出過電壓保護，但設定時間過長，會導致風量調(diào)節(jié)緩慢，跟隨性能會變差，使系統(tǒng)易處在短期不穩(wěn)定狀態(tài)中，有時滿足不了窯爐生產(chǎn)的要求。因此，在滿足變頻器正常運行（不跳故障）的前題下，盡量把加減速時間設定合理。<BR> 3） 在變頻器的輸入和輸出加裝零序電抗器，以減少諧波的份量，以提高變頻器的功率因數(shù)。<BR> 八、變頻改造后的節(jié)電效果<BR> 為了了解應用變頻調(diào)速技術后產(chǎn)生的節(jié)電效果，我們和廠方一起做了在相同工況條件下的節(jié)電效果測試，具體原始數(shù)據(jù)如下：</P><P> 8月31日（24H） 9月1日（24H） 9月2日（24H） 9月3日（24H） 9月4日（24H） 9月5日（24H） 9月6日（24H）<BR> 工頻運行 2640。 2720。 2680。 2688。 2656。 2704。 2712。<BR> 變頻運行 2240。 2280。 2264。 2248。 2224。 2256。 2232。<BR> 節(jié)省用電 400度 440度 416度 440度 432度 448度 480度</P><P> 從上面數(shù)所可知立窯風機每天平均節(jié)約電費436.5度；按廠家提供的數(shù)據(jù)，水泥廠立窯風機全年運行 10個月（即300天計算）, 電價每KW.h為0.50元，則全年節(jié)約電費為：<BR> 300天×436.5度×0.50=65,475（元）<BR> 此后該項目每年可為廠家節(jié)約電費6.5萬元，經(jīng)濟效益非常顯。</P><P> 九 、本系統(tǒng)的特點<BR> 1） 采用節(jié)能單機控制，根據(jù)生產(chǎn)的實際需要通過調(diào)節(jié)風機的轉速調(diào)節(jié)送風量，在滿足使用要求的前提下達到最大限度的節(jié)能。<BR> 2） 實現(xiàn)了風機的高效調(diào)速，調(diào)速平穩(wěn)、精度高，調(diào)速過程中轉差損耗小，由于降速運行和軟啟動，使電機啟動電流大大減小，起動時定、轉子消耗減少，對延長電機壽命十分有利。<BR> 3） 先進的設置監(jiān)控及調(diào)節(jié)功能改善了系統(tǒng)運行特性，使系統(tǒng)操作更簡便。<BR> 4） 系統(tǒng)具有過載、過流、過壓、短路、欠壓保護措施，使系統(tǒng)的運轉率和安全性、可靠性大大提高，有效地防止了噴窯的發(fā)生。<BR> 5） 運用威科變頻器最大特點就是電機在低頻運行時，不發(fā)生振蕩現(xiàn)象。<BR> 結束語<BR> 在風機水泵上采用變頻調(diào)速技術不僅調(diào)速性能優(yōu)越，而且節(jié)能效果十分顯著；隨著變頻器制技術的不斷成熟和發(fā)展，變頻器價格不斷下降，我們相信所有的水泥廠立窯風機都會改造成用變頻調(diào)速來控制。</P><P> <BR>
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