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高压变频器在高温风机节能改造中应用

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高压变频器在高温风机节能改造中应用

发布日期:2016-08-29 00:00 来源:http://www.00hdl.com 点击:

   原高温风机的风压操控由液力耦合器调理,改用高压变频器故障调理后,消除了机械、液压较高毛病的缺点,作业率进步,维护费用降低;电动机作业振荡及噪声显着降低;电动机不需长时刻高速作业,节约用电作用显着,节约用电率在20%以上。 
关键字:高温风机;高压变频器;节约用电 
0 导言 
  高压沟通变频调速技能是20世纪90年代敏捷发展起来的一种新式电力传动调速技能,首要用于沟通电机的变频调速,其技能和性能远远胜过曾经选用的调速方法(如串级调速、液力耦合器调速、转子水阻调速等)。高压变频器以其显着的节能效益、较高的调速精度、较宽的调速规模、完善的维护功用、便利的通讯功用,得到了广阔用户的认可,现在已经成为公司电机节能方法的首选计划。但在2000年前后,因为其时高压变频器是洋品牌占独占地位,且大都价格不菲,所以水泥公司选用高压变频器的用户并不多。跟着国产高压变频调速技能的老练,从2005年起,山水集团在所有新建生产线的大功率风机类设备悉数选用高压变频器的一起,对原有生产线的大功率风机类设备,也悉数施行了高压变频器改造,共有近百台之多,取得了杰出的经济效益和社会效益。 
  在改造进程中,其中的高温风机功率大,节约用电作用显着,但技能、设备情况相对杂乱一些,进行高压变频技能改造时,在技能计划的断定、设备选型、设备调试等方面,咱们都有一些成功的经历,在此作一介绍,以供同行参阅。 
1变频节能的技能原理 
  建造前期,在对通风机的应用规划中,风机的功率是依据最大需求量来挑选的,存在较大的殷实量。实践生产中,所需的风量是不可能持久处于最大情况的,要常常改动,这么就存在“大马拉小车”的情况,需求进行调理,而调理的方法通常都是通过调理管道上挡板与阀门的开度来完成的。 
  对离心式风机而言,流体力学有以下原理:输出风量Q与转速n成正比;输出压力H与转速n的平方正比:输出轴功率P与转速,z的立方正比;即: 
  Q1/Q2=n1/n2 (1) 
  H1/H2= (n1/n2)2 (2) 
  P1/P2 = (n1/n2)3 (3) 
  当风机风量需求改动时,如选用调理风门开度的方法,则会使很多电能白白耗费在阀门阻力上。如选用变频调速调理风量,可使轴功率随流量的减小大幅度降低。变频调速时,当风机低于额外转速时,理论节约用电为: 
  E=〔1-(n′/n)3〕×P×T(kWh) (4) 
式中: n-额外转速; 
n′ -实践转速; 
P-额外转速时电机功率; 
T-作业时刻。 
  可见,假如通过变频对风机进行改造,调理风量改为通过调理速度来完成,具有较大的节能潜力。以上公式为变频节能供给了充沛的理论依据。 
2 工况简介 
  回转窑是一个有必定斜度的圆筒状物,均化好的生料预热后由窑尾进入到窑中,借助窑的转动来促进料在旋窑内拌和,使料相互混合、触摸进行反应,物料依托窑简体的斜度及窑的转动在窑内向前运动,一起需求合适的气压及温度,才能使煤粉有必定的悬浮时刻进行充沛的焚烧,生料才能在窑内得到极好的煅烧,构成高质量的熟料商品。窑内因物料的堆积改动很大,所以瞬时气压改动频频。窑尾高温风机一方面用来调整窑内气压,另一方面将回转窑内煅烧时发作的废气(含尘)引出,进入收尘器将尘埃进行处理后,再将废气排到大气中。我集团的山东水泥厂现在有两条新式干法生产线,日产量别离为1700t、2300t,并具有一台7.5MW中、低温余热发电机组,高温风机电机装备为6kV、1250kW。在高温风机的电机与风机之间,配有液力耦合器对风机进行调速,全部技能进程首要是通过DCS的操控来调理液力耦合器的速度,然后调整风机的风量,到达操控窑内负压。在生产中依托风机挡板进行风量调理。 
  液力耦合器是通过操控作业腔内作业油液的动量矩改动,来传递电动机能量并改动输出转速的,电动机通过液力耦合器的输入轴拖动其主动作业轮,对作业油进行加快,被加快的作业油再股动液力耦合器的从动作业涡轮,把能量传递到输出轴和负载,这么,能够通过操控作业腔内参加能量传递的作业油多少来操控输出轴的力矩,到达操控负载的转速的目地。因而液力耦合器也能够完成负载转速无级调理。但因为液力耦合器在调理进程中发作的转差功率损耗、容积损耗、机械损耗高达10%以上,所发作的热量需求油泵及冷却水等辅佐作业,毛病率较高,特别是在夏日因耦合器发作热量较大,需求参加四组冷油器,用循环水强降温,水耗费量大,资本糟蹋严峻。 
3 高温风机变频改造计划 
  通过对原体系进行计算,在生产进程中,风机挡板开度大都在80%左右,依据公式(4)可见,节约用电空间较大,咱们决议对原体系进行变频改造,将风压操控由原来的液力耦合器调理改为变频器调理:撤销原液力耦合器,将电机与液力耦合器之间用一衔接轴替代液力耦合器连通,而由变频器对电机自身进行调速,最终到达调整窑尾预热器(高温风机人员)的压力为工况请求值;变频器设备接人风机侧高压开关和拟改造电机之间,变频器操控接入原有的DCS体系。电机、高压断路仍选用原有设备。为了充沛确保体系的牢靠性,变频器加装了工频旁路设备,保留了原有管道上的挡板(阀门)。这么,当变频器发作毛病时,可将电机切换至工频情况下作业,依旧使用风门进行风量调理。 
  依据负载参数及作业工况,咱们为高温风机装备了HIVERT系列高压变频器,其首要参数为:变频器类型HIVERT-Y06/173,阻隔变压器容量1 800kVA,旁路开关柜容量400A。 
4 改造进程 
  为了设备变频器,有必要从头规划变频器专用房。依据现场环境,咱们挑选在高压配电室旁另建一变频器专用房,此当地距高压室较近,动力电缆敷设便利。 
  因为现场尘埃较大,而变频器为强迫风冷,设备内空气流通量较大,为确保变频器尽量少受外界尘埃的影响,在房间通风规划上,规划了两扇大面积专用进风窗,房间不另设其它窗口,基本上是密闭规划。通风窗选用专用过滤棉滤网,这么使进入变频器室内的空气通过通风窗滤灰,进入变频器室内的尘埃大大减小。 
  因为本变频器功率较大,为确保满足的通风冷却作用,在变压器柜顶和功率柜顶别离独立设备了一全体风罩,与各自的出风口连成全体,构成所谓的“风道”,确保变频器全体冷却通风请求,即便在夏日高温时节也不需求开空调进行降温。 
  为减小设备本钱,动力电缆保留了原高压柜至电机的电缆,将电缆原接线由高压柜牵至变频器,再从头由高压柜到变频器敷设一根动力电缆,因为变频器房紧邻高压室,此电缆长度较短。 
  变频改造后,因为需求撤销原液力耦合器,咱们按照液力耦合器的衔接尺度规划制作了一套直接衔接轴来代替之。衔接轴的基座设备尺度、轴衔接基地尺度、轴径尺度、轴与电机及风机侧的衔接靠背轮均与原液力耦合器共同。设备时,仅需将原液力耦合器撤除,将衔接轴代替液力耦合器,现场仅作少数调整即可到达设备请求,而不用对风机及电机作任何调整,设备便利快捷。
  设备高压变频器,原绕线电机对滑环进行短接,废弃原水阻发动器,每年对碳刷及水阻发动器和电机的维护削减,归纳本钱大幅度降低,且高压变频器发动时刻任意可调,完成滑润发动,对设备作业起到杰出的维护。 
5 变频改造作用 
  我公司于2006年开端将高压变频器应用于窑头引风机、高温风机、生料磨循环风机等大功率风机电机上,均匀节约用电20%以上,取得了显着的经济效益。表1为两高温风机设备高压变频器前后的数据比照。 

6 结束语 
  咱们对水泥熟料生产线高温风机等大功率风机进 行高压变频技改,在技能计划的制定、设备选型、安 装调试等方面,有以下几点经历和领会: 
  (1)制定计划前,要充沛了解生产技能和操作过 程,了解风量、风压的调理方法,做好改造前各种工 艺参数(台时、风量、风压等)、设备参数(阀门开 度、作业电流等)的计算作业,为节能作用的预算、技能计划的制定供给根底数据。 
  (2)了解作业负荷情况和特点,断定变频器的选 型。关于水泥熟料线的高温风机等设备,主张变频器 选用电压源型、高一高构造,可革除输出升压变压 器;关于容量挑选,可适当扩大一级。 
  (3)因为水泥职业的粉尘相对而言较大,通风窗专用过滤棉滤网需求常常整理,所以主张变频器的冷却方法选用风一水冷方法,这么可大大削减室内与室外的空气流通,既可确保室内空气的洁净,又可确保变频器所需的作业温度。 
  4)实践证明,变频器需求工频旁路作业的时机很少,完全能够去掉旁路设备,节约电力室空间,削减出资,然后可进一步去掉管道内的阀门支架,减小管道阻力。 
  (5)选用变频器后,体系安稳牢靠,撤销了液力耦合器调速,消除了机械、液压较高毛病率的缺点,作业率进步、维护费用降低;电动机作业振荡及噪声显着降低;电动机不需长时刻高速作业,作业电流大幅度降低,节约用电作用显着。

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