高壓變頻器在葛州壩水泥廠風(fēng)機(jī)高壓變頻改造中的應(yīng)用

1、高壓變頻器在葛州壩水泥廠風(fēng)機(jī)高壓變頻改造中的應(yīng)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(shù)現(xiàn)已被應(yīng)用于各行各業(yè)，我公司于2004年起開始將高壓變頻器應(yīng)用于水泥行業(yè)的電機(jī)節(jié)能改造，至今已成功用于水泥廠窯尾排風(fēng)機(jī)、高溫風(fēng)機(jī)、窯頭EP風(fēng)機(jī)、生料磨循環(huán)風(fēng)機(jī)的節(jié)能改造，取得了許多成功的改造經(jīng)驗(yàn)，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)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(fēng)機(jī)及窯頭EP風(fēng)機(jī)成功進(jìn)行了變頻改造，下面對改造情況作一總結(jié)。二、變頻調(diào)速節(jié)電原理異步電動機(jī)的變頻調(diào)速是通過改變定子供電頻率f來改變同步轉(zhuǎn)速而實(shí)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(zhuǎn)差率，因而消耗轉(zhuǎn)差功率小，效率高，是異步電動機(jī)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(shí)加裝工頻旁路裝置，可在故障時(shí)將電機(jī)切換至工頻狀態(tài)下運(yùn)行，且切換方式為自動切換。變頻器故障時(shí)，電機(jī)自動切換到工頻運(yùn)行，這時(shí)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速會升高，風(fēng)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(shí)應(yīng)及時(shí)在DCS上對高溫風(fēng)機(jī)的風(fēng)門進(jìn)行及時(shí)調(diào)節(jié)，降低風(fēng)機(jī)輸出風(fēng)量至工況要求值。變頻器及其工頻旁路開關(guān)由變頻器整體配套提供。電機(jī)、高壓斷路保留了用戶原有設(shè)備。根據(jù)水泥廠提供的負(fù)載參數(shù)及運(yùn)行工況，我公司為3#窯尾高溫風(fēng)機(jī)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(guān)柜容量400A。為5#窯尾高溫風(fēng)機(jī)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(guān)柜容量400A。五、改造過程簡述由于原電機(jī)控制為液力耦合器調(diào)速，為了安裝變頻器，必須重新設(shè)計(jì)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(shè)方便。由于現(xiàn)場灰塵較大，而變頻器為強(qiáng)迫風(fēng)冷，設(shè)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(fēng)設(shè)計(jì)上，設(shè)計(jì)了兩扇大面積專用進(jìn)風(fēng)窗，房間不另設(shè)其它窗口，基本上是密

4、閉設(shè)計(jì)。通風(fēng)窗采用專用過濾棉濾網(wǎng)，這樣使進(jìn)入變頻器室內(nèi)的空氣經(jīng)過通風(fēng)窗濾灰，進(jìn)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(fēng)冷卻效果，在變壓器柜頂和功率柜頂分別獨(dú)立安裝了一整體風(fēng)罩，與各自的出風(fēng)口連成整體，保證變頻器整體冷卻通風(fēng)要求。為減小安裝成本，動力電纜保留了原高壓柜至電機(jī)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(shè)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(shè)計(jì)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(jī)及風(fēng)機(jī)側(cè)的連接靠背輪均與

5、原液耦一致，安裝時(shí)，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(dá)到安裝要求，而不用對風(fēng)機(jī)及電機(jī)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(yīng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)將部分?jǐn)?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(fēng)機(jī)耗電對比，由于現(xiàn)在產(chǎn)量提高，風(fēng)機(jī)耗電量下降不多，從上兩表中可計(jì)算出各風(fēng)機(jī)相應(yīng)的節(jié)電功率。5#窯高溫風(fēng)機(jī)節(jié)電功率： 1550150050（kW）5#窯窯尾EP風(fēng)機(jī)節(jié)電功率： 15410054（kW）3#窯高溫風(fēng)機(jī)節(jié)電功率： 1260120060（kW）3#窯窯尾EP風(fēng)機(jī)節(jié)電功率： 1

6、387068（kW）根據(jù)我們在設(shè)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(fēng)機(jī)6kV側(cè)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(fēng)機(jī)6kV側(cè)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(yùn)行7000小時(shí)計(jì)算，可推算出兩臺高溫風(fēng)機(jī)的節(jié)電量及節(jié)電效益。5#窯高溫風(fēng)機(jī)：節(jié)電功率kW）年節(jié)電量：190kW×7000小時(shí)133萬kWh年節(jié)電效益：133萬kWh×0.5元/kWh66萬元3#窯高溫風(fēng)機(jī)：節(jié)電功率：1260100

7、200（kW）年節(jié)電量：200kW×7000小時(shí)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(jié)根據(jù)我公司對水泥廠高溫風(fēng)機(jī)的高壓變頻器的安裝及使用情況，總結(jié)變頻器改造有以下優(yōu)點(diǎn)。安裝簡單，即將原高壓開關(guān)柜與電動機(jī)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(jī)、停機(jī)和頻率調(diào)整。能進(jìn)行無級調(diào)速，調(diào)速范圍廣，且調(diào)速精度高，適用性強(qiáng)。保護(hù)功能完善，故障率低，排風(fēng)機(jī)啟動平穩(wěn)，啟動電流小，可靠性高。電動機(jī)不需長期高速運(yùn)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(jī)械及液壓高故障率的缺陷，設(shè)備維護(hù)費(fèi)用降低。電動機(jī)運(yùn)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(qiáng)、可靠性高、操作使用方便等性能，受到用戶的歡迎。它應(yīng)用在調(diào)速、節(jié)電、軟啟動方面，對企業(yè)有很大的實(shí)用價(jià)值。我公司高壓變頻器在該水泥廠對四臺電機(jī)進(jìn)行了成功的改造，其節(jié)能效果明顯，且同時(shí)提高了整個(gè)系統(tǒng)的工藝性能，得到用戶的好評，并在當(dāng)?shù)厮嘈袠I(yè)中產(chǎn)生了很大的影響。八、結(jié)語目前，水泥行