高壓變頻器在葛州壩水泥廠風機高壓變頻改造中的應用

1、高壓變頻器在葛州壩水泥廠風機高壓變頻改造中的應用中國自動化網(wǎng)供稿 2007-7-31 8:28:00【字體：大 中 小】一、前言變頻調(diào)速技術現(xiàn)已被應用于各行各業(yè)，我公司于2004年起開始將高壓變頻器應用于水泥行業(yè)的電機節(jié)能改造，至今已成功用于水泥廠窯尾排風機、高溫風機、窯頭EP風機、生料磨循環(huán)風機的節(jié)能改造，取得了許多成功的改造經(jīng)驗，并取得了顯著的經(jīng)濟效益。2006年12月，我公司對葛州壩水泥廠3#、5#窯的窯尾高溫風機及窯頭EP風機成功進行了變頻改造，下面對改造情況作一總結。二、變頻調(diào)速節(jié)電原理異步電動機的變頻調(diào)速是通過改變定子供電頻率f來改變同步轉速而實現(xiàn)調(diào)速的，在調(diào)速中從高速到低速都可以

2、保持較小的轉差率，因而消耗轉差功率小，效率高，是異步電動機的最為合理的調(diào)速方法。由公式 n60f為了充分保證系統(tǒng)的可靠性，變頻器同時加裝工頻旁路裝置，可在故障時將電機切換至工頻狀態(tài)下運行，且切換方式為自動切換。變頻器故障時，電機自動切換到工頻運行，這時風機轉速會升高，風壓會發(fā)生很大變化，影響窯內(nèi)物料的煅燒質(zhì)量，故此時應及時在DCS上對高溫風機的風門進行及時調(diào)節(jié)，降低風機輸出風量至工況要求值。變頻器及其工頻旁路開關由變頻器整體配套提供。電機、高壓斷路保留了用戶原有設備。根據(jù)水泥廠提供的負載參數(shù)及運行工況，我公司為3#窯尾高溫風機配置SH-HVF系列高壓變頻器，其主要參數(shù)為：變頻器型號S

3、H-HVF-Y6K/1800，隔離變壓器容量1800KVA，旁路開關柜容量400A。為5#窯尾高溫風機配置SH-HVF系列高壓變頻器，其主要參數(shù)為：變頻器型號SH-HVF-Y6K/2000，隔離變壓器容量2000KVA，旁路開關柜容量400A。五、改造過程簡述由于原電機控制為液力耦合器調(diào)速，為了安裝變頻器，必須重新設計變頻器專用房。根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境，我們選擇在高壓配電室旁另建一變頻器專用房，此地方距高壓室較近，動力電纜敷設方便。由于現(xiàn)場灰塵較大，而變頻器為強迫風冷，設備內(nèi)空氣流通量較大，為保障變頻器盡量少受外界灰塵的影響，在房間通風設計上，設計了兩扇大面積專用進風窗，房間不另設其它窗口，基本上是密

4、閉設計。通風窗采用專用過濾棉濾網(wǎng)，這樣使進入變頻器室內(nèi)的空氣經(jīng)過通風窗濾灰，進入變頻器室內(nèi)的灰塵大大減小。由于本變頻器功率較大，為保證足夠的通風冷卻效果，在變壓器柜頂和功率柜頂分別獨立安裝了一整體風罩，與各自的出風口連成整體，保證變頻器整體冷卻通風要求。為減小安裝成本，動力電纜保留了原高壓柜至電機的電纜，將電纜原接線由高壓柜牽至變頻器，再重新由高壓柜到變頻器敷設一根動力電纜，由于變頻器房緊鄰高壓室，此電纜長度較短。變頻改造后，由于需要取消原液力耦合器，我們按照液力耦合器的聯(lián)接尺寸設計制作了一套直接連接軸來代替液耦。連接軸的基座安裝尺寸、軸連接中心尺寸、軸徑尺寸、軸與電機及風機側的連接靠背輪均與

5、原液耦一致，安裝時，僅需將原液耦拆除，將連接軸代替液力耦合器，現(xiàn)場僅作少量調(diào)整即可達到安裝要求，而不用對風機及電機作任何調(diào)整，安裝方便快捷。六、變頻改造節(jié)能情況變頻改造前后，我們對相應的運行數(shù)據(jù)進行了統(tǒng)計，現(xiàn)將部分數(shù)據(jù)分析整理如下。注：上述數(shù)據(jù)為改造后窯系統(tǒng)產(chǎn)量增加的條件下風機耗電對比，由于現(xiàn)在產(chǎn)量提高，風機耗電量下降不多，從上兩表中可計算出各風機相應的節(jié)電功率。5#窯高溫風機節(jié)電功率： 1550150050（kW）5#窯窯尾EP風機節(jié)電功率： 15410054（kW）3#窯高溫風機節(jié)電功率： 1260120060（kW）3#窯窯尾EP風機節(jié)電功率： 1

6、387068（kW）根據(jù)我們在設備調(diào)試和開窯過程中記錄的數(shù)據(jù)，5#窯在2500t的產(chǎn)量下，高溫風機6kV側電流為約136A，耗電功率約為1360kW，比改造前同產(chǎn)量耗電功率下降約190kW。3#窯在2000t的產(chǎn)量下，高溫風機6kV側電流為約106A，耗電功率約為1060kW，比改造前同產(chǎn)量耗電功率下降約200kW。按年運行7000小時計算，可推算出兩臺高溫風機的節(jié)電量及節(jié)電效益。5#窯高溫風機：節(jié)電功率kW）年節(jié)電量：190kW×7000小時133萬kWh年節(jié)電效益：133萬kWh×0.5元/kWh66萬元3#窯高溫風機：節(jié)電功率：1260100

7、200（kW）年節(jié)電量：200kW×7000小時140萬kWh年節(jié)電效益：140萬kWh×0.5元/kWh70萬元此為估算節(jié)電值。變頻改造的另一大收益為提高了窯系統(tǒng)的產(chǎn)量近1.2倍，由此而產(chǎn)生的增產(chǎn)效益是非常大的。七、變頻改造總結根據(jù)我公司對水泥廠高溫風機的高壓變頻器的安裝及使用情況，總結變頻器改造有以下優(yōu)點。安裝簡單，即將原高壓開關柜與電動機之間插入安裝變頻器，對原有接線改動不大。操作使用方便，變頻器操作只有簡單的開機、停機和頻率調(diào)整。能進行無級調(diào)速，調(diào)速范圍廣，且調(diào)速精度高，適用性強。保護功能完善，故障率低，排風機啟動平穩(wěn)，啟動電流小，可靠性高。電動機不需長期高速運行，工作電流大幅度下降，節(jié)電效果顯著。由于變頻器取代了液耦調(diào)速，消除了機械及液壓高故障率的缺陷，設備維護費用降低。電動機運行振動及噪聲明顯下降，軸承溫度也有很大的下降。交流變頻調(diào)速器，以適用性強、可靠性高、操作使用方便等性能，受到用戶的歡迎。它應用在調(diào)速、節(jié)電、軟啟動方面，對企業(yè)有很大的實用價值。我公司高壓變頻器在該水泥廠對四臺電機進行了成功的改造，其節(jié)能效果明顯，且同時提高了整個系統(tǒng)的工藝性能，得到用戶的好評，并在當?shù)厮嘈袠I(yè)中產(chǎn)生了很大的影響。八、結語目前，水泥行