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高壓變頻器在生料磨循環(huán)風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用

2009-06-04 00:00

  河南省同力鶴壁水泥有限公司成立于1995年,現(xiàn)有2條日產(chǎn)2500噸水泥熟料新型干法生產(chǎn)線,年產(chǎn)水泥200萬(wàn)噸。公司注意挖掘自身潛力,強(qiáng)化節(jié)能意識(shí),并付諸于實(shí)施,于2006年12月就對(duì)二期生料磨循環(huán)風(fēng)機(jī)進(jìn)行高壓變頻改造,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。   

  一、生料磨循環(huán)風(fēng)機(jī)改高壓變頻器拖動(dòng)的必要性

  我公司二期生料磨循環(huán)風(fēng)機(jī)為沈陽(yáng)電機(jī)股份有限公司生產(chǎn)的轉(zhuǎn)子繞線異步電機(jī)(YRKK630-6,10kV,1000kW)拖動(dòng),原有的運(yùn)行方式為電機(jī)全速運(yùn)行,啟動(dòng)方式是轉(zhuǎn)子串水電阻啟動(dòng),啟動(dòng)結(jié)束后自動(dòng)短接轉(zhuǎn)子滑環(huán),電機(jī)全速運(yùn)行,這樣的運(yùn)行方式存在如下弊端:

  1.風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)反應(yīng)滯后,調(diào)節(jié)速度慢,調(diào)節(jié)精度不高。
  依靠風(fēng)門調(diào)節(jié)執(zhí)行器來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)門開(kāi)度,受機(jī)械部分限制調(diào)節(jié)速度有限,調(diào)節(jié)精度亦受影響,往往對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的風(fēng)量控制不是很到位。并且,隨使用年限增加,擋板開(kāi)度指示出現(xiàn)偏差,造成調(diào)節(jié)的誤差增加。

  2.風(fēng)門調(diào)節(jié)浪費(fèi)電能,不科學(xué),不經(jīng)濟(jì)。
  電機(jī)額定電流為70A,而電機(jī)實(shí)際運(yùn)行電流平均為60A左右,閥門開(kāi)啟僅為70%左右,采用風(fēng)門調(diào)節(jié),人為改變了風(fēng)道的阻力曲線,大量的能源白白浪費(fèi)在風(fēng)門上。

  3.電機(jī)全速運(yùn)行受到考驗(yàn),電機(jī)和風(fēng)機(jī)維護(hù)周期短。 
  因電機(jī)全速運(yùn)行,電機(jī)軸瓦和風(fēng)機(jī)等機(jī)械部分磨損較快,轉(zhuǎn)子滑環(huán)的碳刷磨損也較快,更換周期短。

  二、調(diào)速方式的選擇
  
大功率高壓異步電動(dòng)機(jī)的主要調(diào)速方式有以下幾種:串級(jí)調(diào)速、內(nèi)反饋斬波調(diào)速、液力耦合器調(diào)速及變頻調(diào)速等。高壓變頻調(diào)速較其他調(diào)速方式有以下無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn):

  1.變頻器采用液晶顯示數(shù)字界面,可隨時(shí)顯示電壓、電流、頻率和電機(jī)轉(zhuǎn)速,可以非常直觀地顯示電機(jī)在任何時(shí)間的實(shí)時(shí)狀態(tài)和故障信息。
  2.精確的頻率分辨率和很高的調(diào)速精度,完全可以滿足各種生產(chǎn)工藝工況的需要。
  3.具有電力電子保護(hù)和工業(yè)電氣保護(hù)功能,保證變頻器和電機(jī)在正常運(yùn)行和故障時(shí)安全可靠。
  4.電機(jī)可實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)、軟制動(dòng);啟動(dòng)電流小,減輕了對(duì)機(jī)械負(fù)載的沖擊;電機(jī)啟動(dòng)的時(shí)間連續(xù)可調(diào),減少了對(duì)電網(wǎng)的影響。
  5.具有就地和遠(yuǎn)程操作功能。
  6.減少配件損耗,延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命,提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率。

  當(dāng)時(shí),通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外廠家的比較,我公司選用了北京利德華福電氣技術(shù)有限公司生產(chǎn)的HARSVERT-A10/090高壓變頻器。

  三、改造項(xiàng)目具體實(shí)施方案和過(guò)程
  
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,旁路柜采用了一拖一自動(dòng)方案,此結(jié)構(gòu)是自動(dòng)旁路的典型方案?;驹硎牵菏褂昧?個(gè)高壓隔離開(kāi)關(guān)(GS1、GS2和GS3)和3個(gè)高壓真空接觸器(KM1、KM2和KM3)組成(如圖1,GF為原高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的斷路器)要求KM1和KM2不能與KM3同時(shí)閉合,在電氣控制回路和PLC程序上實(shí)現(xiàn)互鎖,變頻正常啟動(dòng)時(shí),KM1先閉合,KM2后閉合,正常停車時(shí)KM2先斷開(kāi),KM1后斷開(kāi);當(dāng)變頻運(yùn)行期間變頻器報(bào)重故障時(shí)自動(dòng)投入旁路運(yùn)行(參數(shù)可設(shè)),KM1和KM2同時(shí)斷開(kāi)后KM3閉合,轉(zhuǎn)入工頻運(yùn)行;變頻器出現(xiàn)故障短時(shí)不可修復(fù),直接工頻啟動(dòng)時(shí),手動(dòng)合上KM3即可。

  現(xiàn)場(chǎng)原有的水電阻裝置繼續(xù)保留,變頻啟動(dòng)時(shí),取KM1的合閘信號(hào)直接短接電機(jī)轉(zhuǎn)子滑環(huán),由高壓變頻器對(duì)電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng);變頻運(yùn)行報(bào)重故障時(shí)自動(dòng)旁路,KM1和KM2斷開(kāi),水電阻短接接觸器斷開(kāi),KM3合閘信號(hào)啟動(dòng)水電阻裝置正常投入運(yùn)行(僅啟動(dòng),啟動(dòng)完畢后仍短接轉(zhuǎn)子);當(dāng)工頻直接啟動(dòng)時(shí),KM3合閘信號(hào)直接啟動(dòng)水電阻實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)功能。KM3合閘信號(hào)(旁路運(yùn)行信號(hào))直接進(jìn)DCS,提示中控進(jìn)行閥門調(diào)節(jié)風(fēng)量。

圖1:高壓變頻器工頻旁路原理

  現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備銘牌如下:

高壓變頻器銘牌

電機(jī)銘牌

型號(hào)

HARSVERT-A10/090

型號(hào)

YRKK630-6 

出廠編號(hào)

05037

制造廠

沈陽(yáng)電機(jī)有限公司

額定功率

1600kVA

額定功率

1000kW

額定電流

90A  

額定電壓

10kV

額定輸入電壓

10kV

額定電流

70A

輸出最大電壓

10kV

額定轉(zhuǎn)速

960R/M 

  四、改造效果

  1.節(jié)能效果相當(dāng)明顯,經(jīng)濟(jì)效益顯著。
  我公司二期生料磨循環(huán)風(fēng)機(jī)變頻改造后,取得了顯著的節(jié)能效果,改造前風(fēng)機(jī)風(fēng)門的開(kāi)啟經(jīng)常在70%左右,電機(jī)全速運(yùn)行;變頻改造后,風(fēng)機(jī)變速運(yùn)行,風(fēng)門全開(kāi)。因現(xiàn)場(chǎng)工況變化不是很大,變頻調(diào)速系統(tǒng)經(jīng)常運(yùn)行在42Hz左右,與調(diào)節(jié)檔板時(shí)的消耗功率大大減少,節(jié)電效果與經(jīng)濟(jì)效益顯著,變頻改造前后,電機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)如下表所示:  

時(shí)間 

調(diào)節(jié)方式

輸入電流(A) 

運(yùn)行頻率(Hz)

電機(jī)平均功率(kW)

改造前

風(fēng)門

60  

50

832

改造后

變頻調(diào)速

40

42

658

  改造后,生料循環(huán)風(fēng)機(jī)的節(jié)能率為:(832-658)/832=20.9%,該生料循環(huán)風(fēng)機(jī)年運(yùn)行時(shí)間按280天,每度電按0.5元計(jì)算,年節(jié)省電費(fèi):(832-658)×24×280×0.5=584640元。

  2.改善工藝。
  改造前及改造后現(xiàn)場(chǎng)工況列表如下:

 

改造前

改造后

啟動(dòng)方式  

串水電阻啟動(dòng)

變頻軟啟動(dòng)

風(fēng)機(jī)噪音振動(dòng)

較大

軸承溫升

較高

電機(jī)和風(fēng)機(jī)維護(hù)周期

長(zhǎng)

  參考上述表格,可以看出:
  二期生料循環(huán)風(fēng)機(jī)變頻改造后,取得的間接效果也十分明顯,由于變頻調(diào)速系統(tǒng)經(jīng)常運(yùn)行在42Hz(生產(chǎn)時(shí)),電機(jī)及風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低,電機(jī)及風(fēng)機(jī)的軸溫降低,噪音和振動(dòng)降低,電機(jī)碳刷消耗量減少,整體維護(hù)周期大大延長(zhǎng)。操作人員在DCS側(cè)通過(guò)監(jiān)控界面很方便的調(diào)節(jié)電機(jī)的運(yùn)行頻率,調(diào)節(jié)及時(shí),調(diào)節(jié)精度高,由于電機(jī)變頻改造后轉(zhuǎn)速降低,輸出功率大大降低,電機(jī)的溫升也沒(méi)有升高。

  五、總結(jié)
  
由此可見(jiàn),利德華福生產(chǎn)的該套HARSVERT-A10/090高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)在我公司二期生料循環(huán)風(fēng)機(jī)上取得了良好的使用效果,該設(shè)備安裝方便,運(yùn)行穩(wěn)定可靠,維護(hù)量小(定期清濾網(wǎng)和緊線),在迄今二年多的運(yùn)行過(guò)程中,故障率很低,系統(tǒng)運(yùn)行安全、穩(wěn)定、可靠,節(jié)能效果顯著,為我公司的正常生產(chǎn)和節(jié)能降耗做出了巨大貢獻(xiàn)。

  我作為電氣維護(hù)管理人員,對(duì)利德華福高壓變頻器的使用有以下切身體會(huì):

  1.系統(tǒng)運(yùn)行安全、穩(wěn)定、高效。
  2.全中文界面顯示,參數(shù)設(shè)置簡(jiǎn)單明確,方便操作。
  3.適應(yīng)國(guó)內(nèi)電壓不穩(wěn)的國(guó)情,在其可靠性、安全性等方面具有獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)。
  4.內(nèi)置PLC,易于改變控制邏輯關(guān)系,適應(yīng)多變的現(xiàn)場(chǎng)需要。
  5.監(jiān)控、保護(hù)、記錄查詢等功能實(shí)用、可靠、方便。

  6.該公司非常重視售前、售中和售后服務(wù)工作,有著一支訓(xùn)練有素、專業(yè)技術(shù)能力強(qiáng)、服務(wù)及時(shí)的技術(shù)支持工程師隊(duì)伍,能隨時(shí)響應(yīng)并滿足用戶的各種要求,客戶24小時(shí)可以跟技術(shù)服務(wù)人員取得聯(lián)系,獲得技術(shù)支持和幫助。

  7.該公司的技術(shù)研發(fā)能力強(qiáng),不斷完善產(chǎn)品質(zhì)量和提高產(chǎn)品穩(wěn)定性,產(chǎn)品升級(jí)和改進(jìn)后主動(dòng)為客戶提供免費(fèi)升級(jí)服務(wù)(一年內(nèi))。

  8.該公司經(jīng)常主動(dòng)地對(duì)客戶定期進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量詢?cè)L和跟蹤,每半年主動(dòng)為客戶進(jìn)行一次免費(fèi)設(shè)備巡查,協(xié)助客戶搞好設(shè)備維護(hù)。

  9.處理故障及時(shí)、有效,售后技術(shù)服務(wù)人員業(yè)務(wù)素質(zhì)高,態(tài)度好,能急客戶所急,想客戶所想,替用戶考慮周全,服務(wù)周到,以用戶的滿意為目標(biāo)搞好技術(shù)支持保障工作。

編輯:

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