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高压变频器在水泥磨循环风机上的应用

发布时间2016.07.30 新闻来源 浏览次数

一、用户简介集团公司总占地1800余亩,拥有员工1600余人,年水泥生产能力700万吨,年销售收入15亿元,税利3.5亿元。泰隆建材集团公司是集建材产品科研、开发、生产为一体的现代化企业,主导产品为“宝天曼牌”、“内宛牌”、“吉固牌”和“唐塔牌”通用硅酸盐水泥及熟料,强度等级有32.5、42.5(含42.5R型)和52.5(含52.5R型)等。
二、改造方案
1、水泥磨循环风机配套电机参数
电机型号:YRKK560-6;
制造厂商:长利电机厂有限责任公司;
额定功率:560kW;
额定电压:10kV;
额定电流:42A;
额定转速:960r/min;
功率因数:0.8
2、配套高压变频器参数
型号:SBH-100-560
额定功率:560kW;
额定电压:10kV;
额定电流:42A;
功率因数:0.96
3、变频改造方案
3.1 一次回路方案
此次对循环风机改造采用的为SBH-100-560自动一拖一旁路高压变频调速系统,一次回路接线图如图 1所示。
互锁及要求:
1)QS1、QS2为隔离开关,KM1、KM2、KM3为真空接触器。
2)QS1与KM1、QS2与KM2相互联锁,即隔离开关合上后,与隔离开关相对应的真空接触才能合上,真空接触器断开后,与真空接触相对应的隔离开关才能分合。
3)KM2与KM3互锁,即其中一个真空接触器合上后,互锁回路的另外一个真空接触器不能合闸。
3.2控制回路方案
按照用户要求,变频器可以根据系统反馈的风压信号来调节风机的风压,也可以与用户的风门进行开、合联动。
变频器控制柜有“本机控制/远程控制”选择开关,可以方便地选择本地操作或远程操作,变频器支持MODBUS、PROFIBUS、TCP/IP等协议及硬接线连接来实现远程操作,本套系统与用户中控室DCS采用硬接线连接。即DCS给变频器发启动、停止指令及一路频率给定信号,变频器反馈给DCS“就绪”、“运行”、“报警”、“故障”四路开关量信号及“电机转速”、“电机电流”两路模拟量信号。
变频器系统以及概略图如下:

三、节能效果分析
1、节能计算
通过流体力学的基本定律可知:风机、泵类设备均属平方转矩负载,其转速n与流量Q,压力H以及轴功率P具有如下关系:Q∝n,H∝n2,P∝n3;即,流量与转速成正比,压力与转速的平方成正比,轴功率与转速的立方成正比。
在采用变频器以前,只能通过调节风门的出口挡板调节风量来满足生产工艺要求,大量电能白白浪费在挡板上。采用变频器拖动电动机的方式,风门调到全开的位置,通过改变送给交流电动机的交流电频率,来调节电动机的转速从而不用档板,既可达到控制流量的目的,又能达到节能的效果。
2、森兰高压变频器在水泥磨循环风机上的节能效益
根据现场记录,风机上变频调速改造前后的运行情况见下表。

变频改造前,循环风机电机运行功率为497kW,变频装置投入后,循环风机电机运行在46Hz,运行功率约为380kW。变频投入运行后,减小的输入功率为:117kW。
节电率=117/497×100%=23.5%,
按每天三班工作制,每天300天工作日计算,
年节电费用=(497-380)×24×300KW/h=842400(KW·h)
按该水泥厂用电的平均价格0.63元/度计算,
节电费用=842400×0.63元=53万元。
由上述数据看出,森兰科技股份有限公司生产的SBH系列高压变频器后,该新型干法窑生产中水泥磨循环风机设备全年节约电费均可达53万元左右,节能经济效益显著。另外,采用变频调速控制后,其他方面的效益也是明显的,如:
(1)采用变频调节后,系统实现软启动,电机启动电流只是额定电流,启动时间相应延长,对电网和变压器无大的冲击,减轻了起动机械转矩对电机机械损伤,同时也减少了电机的维护费用,有效的延长了电机的使用寿命;
(2)变频改造前,风量的调节要靠调整档板的开度来完成,一次风量的改变通常要反复调节多次才能完成。变频改造后,电机转速的改变只要在DCS设定即可,大大降低了劳动强度,提高了生产效率,风量调节更平稳、精确;
(3)设备适应电网电压波动能力强,有时电网电压高达11kV,或者电压低至9kV变频器仍能正常运行,提高了电动机适应能力。

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