水泥廠工藝及電機(jī)變頻改造

1、水泥廠工藝及電機(jī)變頻改造目錄一、水泥廠生產(chǎn)工藝及主要設(shè)備 11 水泥生產(chǎn)線介紹 12 水泥生產(chǎn)線主要設(shè)備 13 水泥生產(chǎn)工藝流程 2二、水泥廠主要使用電機(jī)簡(jiǎn)介 4三、高溫風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能改造 51 高溫風(fēng)機(jī)特殊工藝對(duì)變頻器的要求 52 高溫風(fēng)機(jī)變頻改造案例 6四、窯頭、窯尾排風(fēng)機(jī)工藝及變頻改造 141 窯頭、窯尾排風(fēng)機(jī)工藝 142 窯頭、窯尾排風(fēng)機(jī)變頻改造案例 14五、水泥粉磨工藝中變頻改造特點(diǎn) 19六、高壓變頻器在水泥生產(chǎn)線風(fēng)機(jī)應(yīng)用的主要問(wèn)題與應(yīng)對(duì)措施 20水泥生產(chǎn)企業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中的能源消耗大戶， 水泥行業(yè)已被列為國(guó)家節(jié) 約資源的重點(diǎn)領(lǐng)域之一。在國(guó)務(wù)院提出加快建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的政策環(huán)境下，提高

2、 水泥行業(yè)的節(jié)約型制造和應(yīng)用水平，建立節(jié)約型水泥工業(yè)體系意義重大。在當(dāng)前 國(guó)內(nèi)外能源供需矛盾突出的情況下，水泥生產(chǎn)企業(yè)必須通過(guò)各種途徑降低能耗， 以獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益和最高的勞動(dòng)生產(chǎn)率。在水泥的生產(chǎn)中，電動(dòng)機(jī)負(fù)載電耗 就占成本近30%，而拖動(dòng)風(fēng)機(jī)用的高壓電動(dòng)機(jī)在電機(jī)中占有很大的比重，對(duì)于 一條水泥生產(chǎn)線其中有25%- 30%勺電能是用于拖動(dòng)各種類型風(fēng)機(jī)上，因此做好 風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的降耗增效工作就顯得極為重要。一、水泥廠生產(chǎn)工藝及主要設(shè)備1、水泥生產(chǎn)線介紹水泥生產(chǎn)線（水泥廠設(shè)備）是生產(chǎn)水泥的一系列設(shè)備組成的水泥設(shè)備生產(chǎn)線。 主要由破碎及預(yù)均化、生料制備均化、預(yù)熱分解、水泥熟料的燒成、水泥粉磨包 裝等

3、過(guò)程構(gòu)成。2、水泥生產(chǎn)線主要設(shè)備水泥設(shè)備包括：水泥回轉(zhuǎn)窯、旋風(fēng)預(yù)熱器、篦式冷卻器水泥回轉(zhuǎn)窯是煅燒水泥熟料的主要設(shè)備，已被廣泛用于水泥、冶金、化工等 行業(yè)。該設(shè)備由筒體、支承裝置、帶擋輪支承裝置、傳動(dòng)裝置、活動(dòng)窯頭、窯尾 密封裝置、燃燒裝置等部件組成，該回轉(zhuǎn)窯具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，生產(chǎn)過(guò)程 容易控制等特點(diǎn)。旋風(fēng)預(yù)熱器適于各種窯型配套使用（見目錄中所列），在轉(zhuǎn)化、消化引進(jìn)日本 川崎日產(chǎn)800噸、日產(chǎn)1000噸水泥熟料的主要設(shè)備基礎(chǔ)上， 研制了日產(chǎn)500噸、 2000噸帶分解爐的五級(jí)懸浮預(yù)熱器。預(yù)熱器可廣泛應(yīng)用于大中小水泥廠設(shè)備的 新建和改造。篦式冷卻機(jī)是一種驟冷式冷卻機(jī)，其原理是：用鼓風(fēng)機(jī)吹冷風(fēng)

4、，將鋪在篦板 上成層狀的熟料加以驟冷，使熟料溫度由1200C驟降至100C以下，冷卻的大量 廢氣除入窯作二次風(fēng)。3、水泥生產(chǎn)工藝流程/I.Iro1口乍S9R8去分獅爐limestone prehomoj yarddust codectiort原斡養(yǎng)至Alimestone crusherho準(zhǔn)專范澤silonumidJier towerpreheateradditive yrdbulkcementtM tin 火車隸饕石菽石碎 aZlI caicuia右彌跆化堆烯也締cscuiatn.tiKf4rrM t氷泥工藝生尹過(guò)程 n 亠chnkeriioadditive播康料進(jìn)廠nmEATf-=-=*-

5、 rawcoa)rrVpackertruck loader輟伍 fl3 山 T水 iJBgrmgdingrow冷總瓠too拒fQypsum CffATj圖1-1水泥生產(chǎn)工藝流程破碎及預(yù)均化（1）破碎水泥生產(chǎn)過(guò)程中，大部分原料要進(jìn)行破碎，如石灰石、黏土、鐵 礦石及煤等。石灰石是生產(chǎn)水泥用量最大的原料，開采后的粒度較大，硬度較高, 因此石灰石的破碎在水泥機(jī)械的物料破碎中占有比較重要的地位。（2）原料預(yù)均化預(yù)均化技術(shù)就是在原料的存、取過(guò)程中，運(yùn)用科學(xué)的堆取 料技術(shù)，實(shí)現(xiàn)原料的初步均化，使原料堆場(chǎng)同時(shí)具備貯存與均化的功能。生料制備水泥生產(chǎn)過(guò)程中，每生產(chǎn)1噸硅酸鹽水泥設(shè)備至少要粉磨 3噸物料（包括各 種

6、原料、燃料、熟料、混合料、石膏），據(jù)統(tǒng)計(jì)，干法水泥生產(chǎn)線粉磨作業(yè)需要 消耗的動(dòng)力約占全廠動(dòng)力的60%以上，其中生料粉磨占30%以上，煤磨占約3% 水泥粉磨約占40%因此，合理選擇粉磨設(shè)備和工藝流程，優(yōu)化工藝參數(shù)，正確 操作，控制作業(yè)制度，對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低能耗具有重大意義。生料均化新型干法水泥生產(chǎn)過(guò)程中，穩(wěn)定入窖生料成分是穩(wěn)定熟料燒成熱工制度的前 提，生料均化系統(tǒng)起著穩(wěn)定入窖生料成分的最后一道把關(guān)作用。預(yù)熱分解水泥機(jī)械把生料的預(yù)熱和部分分解由預(yù)熱器來(lái)完成，代替回轉(zhuǎn)窯部分功能， 達(dá)到縮短回窯長(zhǎng)度，同時(shí)使窯內(nèi)以堆積狀態(tài)進(jìn)行氣料換熱過(guò)程， 移到預(yù)熱器內(nèi)在 懸浮狀態(tài)下進(jìn)行，使生料能夠同窯內(nèi)排出的熾熱

7、氣體充分混合， 增大了氣料接觸 面積，傳熱速度快，熱交換效率高，達(dá)到提高窯系統(tǒng)生產(chǎn)效率、降低熟料燒成熱 耗的目的。（1）物料分散換熱80%在入口管道內(nèi)進(jìn)行的。喂入預(yù)熱器管道中的生料，在與高速上升氣 流的沖擊下，物料折轉(zhuǎn)向上隨氣流運(yùn)動(dòng)，同時(shí)被分散。（2）氣固分離當(dāng)氣流攜帶料粉進(jìn)入旋風(fēng)筒后，被迫在旋風(fēng)筒筒體與內(nèi)筒（排氣管）之間的 環(huán)狀空間內(nèi)做旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，并且一邊旋轉(zhuǎn)一邊向下運(yùn)動(dòng)，由筒體到錐體，一直可以 延伸到錐體的端部，然后轉(zhuǎn)而向上旋轉(zhuǎn)上升，由排氣管排出。（3）預(yù)分解預(yù)分解技術(shù)的出現(xiàn)是水泥設(shè)備煅燒工藝的一次技術(shù)飛躍。 它是在預(yù)熱器和回 轉(zhuǎn)窯之間增設(shè)分解爐和利用窯尾上升煙道， 設(shè)燃料噴入裝置，使燃料燃

8、燒的放熱 過(guò)程與生料的碳酸鹽分解的吸熱過(guò)程，在分解爐內(nèi)以懸浮態(tài)或流化態(tài)下迅速進(jìn) 行，使入窯生料的分解率提高到90%以上。將原來(lái)在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進(jìn)行的碳酸鹽分解 任務(wù)，移到分解爐內(nèi)進(jìn)行；燃料大部分從分解爐內(nèi)加入，少部分由窯頭加入，減 輕了窯內(nèi)煅燒帶的熱負(fù)荷，延長(zhǎng)了襯料壽命，有利于生產(chǎn)大型化；由于燃料與生 料混合均勻，燃料燃燒熱及時(shí)傳遞給物料，使燃燒、換熱及碳酸鹽分解過(guò)程得到 優(yōu)化。因而具有優(yōu)質(zhì)、高效、低耗等一系列優(yōu)良性能及特點(diǎn)。水泥熟料的燒成生料在旋風(fēng)預(yù)熱器中完成預(yù)熱和預(yù)分解后，下一道工序是進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行 熟料的燒成。在回轉(zhuǎn)窯中碳酸鹽進(jìn)一步的迅速分解并發(fā)生一系列的固相反應(yīng)，生成水泥熟料中的等礦物。隨

9、著物料溫度升高近時(shí)，等礦物會(huì)變成液相，溶解于液相中的 和 進(jìn)行反應(yīng)生成大量 （熟料）。熟料燒成后，溫度開始降低。最后由水泥熟料冷 卻機(jī)將回轉(zhuǎn)窯卸出的高溫熟料冷卻到下游輸送、貯存庫(kù)和水泥機(jī)械所能承受的溫 度，同時(shí)回收高溫熟料的顯熱，提高系統(tǒng)的熱效率和熟料質(zhì)量。水泥粉磨水泥機(jī)械是水泥制造的最后工序，也是耗電最多的工序。其主要功能在于將 水泥熟料（及膠凝劑、性能調(diào)節(jié)材料等）粉磨至適宜的粒度（以細(xì)度、比表面積 等表示），形成一定的顆粒級(jí)配，增大其水化面積，加速水化速度，滿足水泥漿 體凝結(jié)、硬化要求。水泥包裝水泥出廠有袋裝和散裝兩種發(fā)運(yùn)方式。二、水泥廠主要使用電機(jī)簡(jiǎn)介1，窯尾高溫風(fēng)機(jī)電機(jī)。高溫風(fēng)機(jī)是燒成

10、系統(tǒng)的動(dòng)力源，窯系統(tǒng)， 預(yù)熱器系統(tǒng)環(huán)境負(fù)壓，氣體流動(dòng)都 由高溫風(fēng)機(jī)提供動(dòng)力。一般5000t/d線，高溫風(fēng)機(jī)全壓7500pa,風(fēng)量90萬(wàn)，工 作環(huán)境溫度250度，最大450度。2,窯頭風(fēng)機(jī)電機(jī)窯頭排風(fēng)機(jī)為窯頭收塵器提供負(fù)壓，并將廢棄排入大氣。3，窯尾風(fēng)機(jī)電機(jī)。窯尾排風(fēng)機(jī)為窯尾收塵器提供負(fù)壓，并將廢棄排入大氣。工作環(huán)境溫度100150 度。4,水泥磨排風(fēng)機(jī)為系統(tǒng)提供負(fù)壓，保證氣體在 水泥磨得風(fēng)速，并將收塵器排出的廢棄排空。5，窯主直流傳動(dòng)電機(jī)直流水泥窯電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng) 力矩可達(dá)額定力矩的2.5倍。而且可以連續(xù)過(guò)載1-3min，12.電機(jī)可承受短時(shí)1min過(guò)載，經(jīng)常使用時(shí)1.3倍，偶爾使用時(shí)1.5倍6,

11、下面是某水泥廠用到的主要的高壓電機(jī)設(shè)備名稱型號(hào)功率電壓數(shù)量石灰石破碎電機(jī)YRKK500-6800KW10KV1反擊式破碎機(jī)電機(jī)YRKK450-6355KW10KV1生料磨循環(huán)風(fēng)機(jī)電機(jī)YRKK800-63150KW10KV1窯尾廢氣風(fēng)機(jī)電機(jī)YRKK630-81250KW10KV1高溫風(fēng)機(jī)電機(jī)YPKK710-62240KW10KV1窯頭廢氣風(fēng)機(jī)電機(jī)YRKK560-8800KW10KV1煤磨主電機(jī)YRKK630-81250KW10KV1水泥磨主電機(jī)YRKK800-82500KW10KV1水泥磨主電機(jī)YRKK800-82500KW10KV1水泥磨選粉機(jī)排風(fēng)機(jī)電機(jī)YRKK450-6500KW10KV1水

12、泥磨選粉機(jī)排風(fēng)機(jī)電機(jī)YRKK450-6500KW10KV1輥壓機(jī)系統(tǒng)排風(fēng)機(jī)電機(jī)YPKK450-8315KW10KV1輥壓機(jī)系統(tǒng)排風(fēng)機(jī)電機(jī)YPKK450-8315KW10KV1F面就介紹一下主要電機(jī)的變頻改造及注意事項(xiàng)三、高溫風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能改造（一）高溫風(fēng)機(jī)特殊工藝對(duì)變頻器的要求回轉(zhuǎn)窯（旋窯）是一個(gè)有一定斜度的圓筒狀物，預(yù)熱機(jī)來(lái)的料從窯尾進(jìn)入到 窯中，借助窯的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)促進(jìn)料在旋窯內(nèi)攪拌，使料互相混合、接觸進(jìn)行反應(yīng)，物 料依靠窯筒體的斜度及窯的轉(zhuǎn)動(dòng)在窯內(nèi)向前運(yùn)動(dòng)。窯內(nèi)燃燒產(chǎn)生的余熱廢氣，在窯尾高溫風(fēng)機(jī)的作用下，通過(guò)預(yù)熱器對(duì)進(jìn)入窯尾前的生料進(jìn)行預(yù)熱均化，降溫后的余熱廢氣再通過(guò)高溫風(fēng)機(jī)抽出進(jìn)入廢氣處理（除

13、塵及排出）。均化好的生料預(yù)熱后在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煅燒成熟料，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)需要合適的氣壓及溫度，才能使煤粉有一 定的懸浮時(shí)間進(jìn)行充分燃燒，生料才能在窯內(nèi)達(dá)到很好的熱處理。 窯內(nèi)因物料的 堆積變化很大，所以瞬時(shí)氣壓變化頻繁。窯尾高溫風(fēng)機(jī)一方面用來(lái)調(diào)整窯內(nèi)氣壓， 另一方面回轉(zhuǎn)窯內(nèi)鍛燒后的高溫熟料出來(lái)有廢氣，廢氣帶灰，通過(guò)窯尾高溫風(fēng)機(jī) 引出由電收塵器將灰塵進(jìn)行處理，再將廢氣排掉。干法水泥生產(chǎn)線的窯尾高溫風(fēng)機(jī)是保證窯內(nèi)負(fù)壓的重要負(fù)載，但是在以往工頻運(yùn)行、采用液力耦合器調(diào)速的高溫風(fēng)機(jī)常見由于管道“塌料”導(dǎo)致高溫風(fēng)機(jī)電 機(jī)過(guò)負(fù)荷跳閘，導(dǎo)致生產(chǎn)中斷。高溫風(fēng)機(jī)由于“塌料”導(dǎo)致的過(guò)負(fù)荷是由于在旋 窯水泥生產(chǎn)線生產(chǎn)過(guò)程中的預(yù)熱

14、器管壁上的粉塵粘附到一定厚度時(shí)就會(huì)坍塌脫 落，造成管道內(nèi)粉塵濃度增大，阻力增加，負(fù)壓升高，使排風(fēng)機(jī)負(fù)荷增加。此外， 如果垂直煙道或預(yù)熱器內(nèi)在清潔皮或有物料塌料時(shí)，同樣也會(huì)造成氣流波動(dòng)，使排風(fēng)管內(nèi)氣流紊亂，造成高溫風(fēng)機(jī)過(guò)負(fù)荷停機(jī)，該現(xiàn)象的頻繁出現(xiàn)對(duì)高溫風(fēng)機(jī)電 動(dòng)機(jī)造成損壞。在實(shí)際使用過(guò)程中的“塌料”現(xiàn)象， 會(huì)不定期的導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)行電 流在極短的時(shí)間內(nèi)超出正常電流的數(shù)倍，如使用一般廠家的通用型高壓變頻器會(huì)導(dǎo)致變頻器運(yùn)行過(guò)程中頻繁跳機(jī)，直接影響高溫風(fēng)機(jī)與生產(chǎn)線的正常運(yùn)行。（二）高溫風(fēng)機(jī)的變頻改造案例1引言在國(guó)務(wù)院提出加快建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的政策環(huán)境下，提高水泥行業(yè)的節(jié)約型制 造和應(yīng)用水平，建立節(jié)約型水泥工

15、業(yè)體系意義重大。在當(dāng)前國(guó)內(nèi)外能源供需矛盾 突出的情況下，水泥生產(chǎn)企業(yè)必須通過(guò)各種途徑降低能耗， 以獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效 益和最高的勞動(dòng)生產(chǎn)率。水泥生產(chǎn)企業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中的能源消耗大戶，水泥行業(yè)已被列為國(guó)家節(jié)約資源的重點(diǎn)領(lǐng)域之一。在水泥的生產(chǎn)中，電動(dòng)機(jī)負(fù)載電耗就占成本近 30 %，而拖動(dòng)風(fēng)機(jī)用的高壓 電動(dòng)機(jī)在電機(jī)中占有很大的比重，對(duì)于一條水泥生產(chǎn)線其中有25%30%的電能是用于拖動(dòng)各種類型風(fēng)機(jī)上，因此做好風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的降耗增效工作就顯得極為 重要。如果利用變頻調(diào)速技術(shù)改變?cè)O(shè)備的運(yùn)行速度，以調(diào)節(jié)風(fēng)量的大小，可以既滿足生產(chǎn)要求，又達(dá)到節(jié)約電能，同時(shí)減少因調(diào)節(jié)擋板而造成擋板和管道的磨損 及經(jīng)常停機(jī)檢修所造

16、成的經(jīng)濟(jì)損失。隨著電力電子技術(shù)及電子技術(shù)的發(fā)展， 變頻技術(shù)日趨成熟，國(guó)際上對(duì)于風(fēng)機(jī) 的風(fēng)量、風(fēng)壓調(diào)節(jié)已普遍摒棄靠調(diào)整配套的風(fēng)門開度的手段， 改而采用變速的電 氣傳動(dòng)調(diào)節(jié)，變頻調(diào)速已成為風(fēng)機(jī)、泵類節(jié)能降耗的最佳、首選的電氣傳動(dòng)方案。 高壓變頻器器成為國(guó)家水泥節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求的設(shè)備。我國(guó)在 2007年10 月25日頒布、2008年5月1日起執(zhí)行的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB50443-2007水泥廠 節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范中的第435條規(guī)定：“窯尾高溫風(fēng)機(jī)應(yīng)采用變頻調(diào)速裝置”。 2現(xiàn)場(chǎng)工藝情況及調(diào)速方式選擇淄博魯中水泥有限公司經(jīng)過(guò)十年的持續(xù)健康發(fā)展， 目前已初步形成集水泥制 造、熱力發(fā)電和氟化鹽生產(chǎn)為一體的循環(huán)型經(jīng)濟(jì)

17、實(shí)體， 連續(xù)三年榮膺“淄博市百 強(qiáng)工業(yè)企業(yè)”，并跨入中國(guó)水泥五十強(qiáng)。淄博魯中水泥有限公司新上5000t/d新型干法水泥生產(chǎn)線，旋窯內(nèi)燃燒產(chǎn)生 的余熱廢氣，在窯尾高溫風(fēng)機(jī)的作用下，通過(guò)預(yù)熱器對(duì)進(jìn)入窯尾前的生料進(jìn)行預(yù) 熱均化，降溫后的余熱廢氣再通過(guò)高溫風(fēng)機(jī)抽出進(jìn)入廢氣處理（除塵及排出）。均化好的生料預(yù)熱后在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煅燒成熟料，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)需要合適的氣壓及溫度， 才能使煤粉有一定的懸浮時(shí)間進(jìn)行充分燃燒，生料才能在窯內(nèi)達(dá)到很好的熱處 理。窯內(nèi)因物料的堆積變化很大，所以瞬時(shí)氣壓變化頻繁。窯尾高溫風(fēng)機(jī)一方面 用來(lái)調(diào)整窯內(nèi)氣壓，另一方面回轉(zhuǎn)窯內(nèi)鍛燒后的高溫熟料出來(lái)有廢氣，廢氣帶灰，通過(guò)窯尾高溫風(fēng)機(jī)引出由電收塵器

18、將灰塵進(jìn)行處理，再將廢氣排掉。由于其工藝上的要求控制窯尾預(yù)熱器的壓力，通過(guò) DCS的控制來(lái)對(duì)高溫風(fēng)機(jī)的風(fēng)量進(jìn)行調(diào) 節(jié)，高溫風(fēng)機(jī)的電機(jī)以前一般采用采用液力耦合器、 繞線式電機(jī)轉(zhuǎn)子串水阻等方 式進(jìn)行調(diào)速，水泥廠領(lǐng)導(dǎo)經(jīng)過(guò)慎重考察，比較液力耦合器調(diào)速與高壓變頻調(diào)速兩 種高壓電機(jī)調(diào)速方式，認(rèn)為：高壓變頻器調(diào)速范圍為0-100%,而液力耦合器的調(diào)速范圍一般為 40-95%，即 高速段造成的5%的速度損失，液力耦合器最低一般只能到額定速度的40%。高壓變頻器在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)都具有較高的效率（大于96%），而液力耦合器在調(diào)速越低時(shí)效率越低，本身帶來(lái)不小的損耗，調(diào)速的節(jié)能效果大打折扣。高壓變頻器對(duì)電機(jī)及負(fù)載機(jī)械

19、實(shí)現(xiàn)真正的軟啟動(dòng)， 如果工藝需要，電機(jī)可以在 短時(shí)間內(nèi)多次重復(fù)啟動(dòng)，液力耦合器不能解決電機(jī)啟動(dòng)問(wèn)題，電機(jī)仍然為直接啟 動(dòng)，需要啟動(dòng)裝置，啟動(dòng)沖擊也大，并且不能頻繁啟動(dòng)。高壓變頻器是高科技產(chǎn)品，可靠性高，基本免維護(hù)，萬(wàn)一變頻器故障，電機(jī)還 可以直接掛電網(wǎng)工頻運(yùn)行，不會(huì)造成生產(chǎn)損失，而液力耦合器本身包含油路，水 路等多套系統(tǒng)，故障率高，液力耦合器一旦故障，負(fù)載機(jī)械將無(wú)法運(yùn)行，只能停 機(jī)維修。維修工作量大，造成有效工作時(shí)間的縮短。高壓變頻器不會(huì)因?yàn)殡姍C(jī)速度的高低而增加成本，而低速大容量的電機(jī)用液力耦合器調(diào)速，成本將大大增加，有些時(shí)候甚至無(wú)法實(shí)現(xiàn)。用變頻調(diào)速取代液力耦合器初始投資大一些，投資回收期很短

20、，從經(jīng)濟(jì)角度考慮是值得的，從節(jié)能減排的角度考慮更具有很大的社會(huì)效益。由于變頻調(diào)速性能優(yōu)于其他調(diào)速技術(shù)，安裝現(xiàn)場(chǎng)條件又比較靈活。隨著高壓變頻器的價(jià)格逐步下降，高壓變頻器的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)越來(lái)越突出， 而且水泥行業(yè)變 頻改造已非常普遍。經(jīng)過(guò)招標(biāo)方式，選取山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司生產(chǎn) 的JD-BP38-2500F型（2500KW/10KV ）高壓變頻器對(duì)窯尾高溫風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻 拖動(dòng)控制，改造取得了成功，本文對(duì)風(fēng)光牌 JD-BP38-2500F型高壓變頻器在 5000t/d窯尾高溫風(fēng)機(jī)的應(yīng)用情況進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。3現(xiàn)場(chǎng)窯尾高溫風(fēng)機(jī)及電機(jī)參數(shù)3.1電機(jī)參數(shù)表1電機(jī)參數(shù)型號(hào)YPQBOO-6頷定電壓（V）1000

21、0額定電流（A）165.9額定功率腳）2500額定頻率（Hz）50功率因數(shù)0.9額定轉(zhuǎn)速（rpjn）995絕躱等級(jí)F生產(chǎn)廠商蘭州電機(jī)股份有限公司3.2窯尾高溫風(fēng)機(jī)參數(shù)表2窯尾高溫風(fēng)機(jī)參數(shù)負(fù)載名稱高溫風(fēng)機(jī)所帶負(fù)載類型禽心風(fēng)機(jī)型號(hào)XB-2A0315t額定功率（酬）2500額定量（mVh）920000額定轉(zhuǎn)速（rpm）995生產(chǎn)廠商江蘇金通靈覽機(jī)股份有限公司4山東新風(fēng)光電子JD-BP38系列突出特點(diǎn)2007年9月，風(fēng)光牌JD-BP38系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)榮獲“中國(guó)名牌”稱 號(hào)，山東新風(fēng)光是國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)，生產(chǎn)的風(fēng)光牌JD-BP38系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)以高速DSP為控制核心，采用無(wú)速度矢量控制技術(shù)、

22、功率單元串聯(lián)多電 平技術(shù)，屬高-高電壓源型變頻器，其諧波指標(biāo)遠(yuǎn)小于IEE519-1992的諧波國(guó)家 標(biāo)準(zhǔn)，輸入功率因數(shù)高，輸出波形質(zhì)量好，不必采用輸入諧波濾波器、功率因數(shù) 補(bǔ)償裝置和輸出濾波器；不存在諧波引起的電機(jī)附加發(fā)熱和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、噪音、輸 出dv/dt、共模電壓等問(wèn)題，可以使用普通的異步電機(jī)。產(chǎn)品2003年被列為國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品，高壓提升機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng) 2005年被列為國(guó)家火炬計(jì)劃項(xiàng)目，獲 科技部中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金項(xiàng)目資助。2007年，高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)榮獲山東省重大節(jié)能成果獎(jiǎng)。（1）采用高速DSP作為中央處理器，運(yùn)算速度更快，讓控制更精準(zhǔn)。（2）飛車啟動(dòng)功能：能夠識(shí)別電機(jī)的速度并在電機(jī)不停

23、轉(zhuǎn)的情況下直接起動(dòng)。（3）完整的工頻/變頻自動(dòng)互切技術(shù)：現(xiàn)在的高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)一般設(shè)置工頻旁路切換柜，變頻器發(fā)生故障時(shí)能使高壓電機(jī)轉(zhuǎn)至工頻運(yùn)行，旁路切換有手動(dòng)旁路和自動(dòng)旁路切換兩種型式，手動(dòng)旁路需人工操作，時(shí)間較長(zhǎng)，適應(yīng)于無(wú)備用裝置 或不重要的運(yùn)行工況，自動(dòng)旁路可在變頻器發(fā)生故障后直接自動(dòng)轉(zhuǎn)換至工頻運(yùn)行。我公司提供的自動(dòng)旁路切換柜，不僅可實(shí)現(xiàn)變頻故障情況下自動(dòng)由變頻轉(zhuǎn)換 至工頻運(yùn)行狀態(tài)，還可實(shí)現(xiàn)在變頻檢修完畢后由工頻瞬間轉(zhuǎn)換至變頻的功能，整個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程不會(huì)對(duì)用戶設(shè)備的運(yùn)行造成任何影響。（4）旋轉(zhuǎn)中再啟動(dòng)功能：運(yùn)行過(guò)程中高壓瞬時(shí)掉電三十秒鐘內(nèi)恢復(fù)，高壓變頻器不停機(jī)，高壓恢復(fù)后變頻自動(dòng)運(yùn)行到掉電前的

24、頻率。（5）線電壓自動(dòng)均衡技術(shù)（星點(diǎn)漂移技術(shù)）：變頻器某相有單元故障后，為了使 線電壓平衡，傳統(tǒng)的處理方法是將另外兩相的電壓也降至與故障相相同的電壓， 而線電壓自動(dòng)均衡技術(shù)通過(guò)調(diào)整相與相之間的夾角，在相電壓輸出最大且不相等 的前提下保證最大的線電壓均衡輸出。（6）具備突發(fā)相間短路保護(hù)功能。如果由于設(shè)備原因及其他原因造成輸出短路， 此時(shí)如果變頻器不具備相間短路保護(hù)功能，將會(huì)導(dǎo)致重大事故。我公司的變頻器 在發(fā)生類似問(wèn)題時(shí)能夠立即封鎖變頻器輸出，保護(hù)設(shè)備不受損害，避免事故的發(fā) 生。5高壓變頻器在水泥行業(yè)應(yīng)用中的主要問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施5.1高溫風(fēng)機(jī)的管道“塌料”問(wèn)題導(dǎo)致電機(jī)過(guò)流甚至跳停問(wèn)題在實(shí)際使用過(guò)程中

25、的“塌料”現(xiàn)象，會(huì)不定期的導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)行電流在極短的 時(shí)間內(nèi)超出正常電流的數(shù)倍，如使用目前國(guó)內(nèi)外一般廠家的通用型高壓變頻器， 可能導(dǎo)致變頻器運(yùn)行過(guò)程中頻繁跳機(jī)，直接影響高溫風(fēng)機(jī)與水泥生產(chǎn)線的正常運(yùn) 行。新風(fēng)光公司生產(chǎn)的水泥行業(yè)專用變頻器采用無(wú)速度矢量控制技術(shù)，技術(shù)人員針對(duì)水泥廠高溫風(fēng)機(jī)塌料引起的電機(jī)過(guò)載保護(hù)現(xiàn)象，采用矢量控制原理，在塌料發(fā)生時(shí)，變頻器能夠根據(jù)測(cè)量到電壓、電流信號(hào)的變化，以及事先測(cè)得的電機(jī)參 數(shù)，根據(jù)內(nèi)建的電機(jī)模型，計(jì)算出電機(jī)的磁通位置、磁通幅值、輸出轉(zhuǎn)矩和電機(jī) 轉(zhuǎn)速。而后根據(jù)該轉(zhuǎn)速與給定轉(zhuǎn)速的偏差， 對(duì)輸出轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制，使得即使塌料 發(fā)生時(shí)變頻器照樣運(yùn)行不過(guò)載，有效地避免了其他廠

26、家的通用高壓變頻器載運(yùn)行 中由于“塌料”所導(dǎo)致的反復(fù)跳機(jī)，保證了生產(chǎn)的連續(xù)運(yùn)行。5.2高溫風(fēng)機(jī)變頻的電源波動(dòng)與運(yùn)行可靠性問(wèn)題水泥行業(yè)連續(xù)生產(chǎn)的性質(zhì)決定了用于水泥廠用的高壓變頻器需要有很高的 可靠性，保證安全生產(chǎn)。國(guó)內(nèi)的許多企業(yè)往往裝備多條生產(chǎn)線， 每條生產(chǎn)線均有 主要輔機(jī)設(shè)備組成，每當(dāng)大容量輔機(jī)設(shè)備啟動(dòng)時(shí)，電源母線電壓都有較大的跌落（超過(guò)-15%），會(huì)影響到同條母線上的其他設(shè)備正常運(yùn)行，針對(duì)這種現(xiàn)象，風(fēng)光 高壓變頻器在軟件上進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)，保證了電網(wǎng)電壓在-35%-15%波動(dòng)時(shí)變頻器維持運(yùn)行，不停機(jī)。5.3變頻器應(yīng)用的環(huán)境與散熱問(wèn)題由于水泥現(xiàn)場(chǎng)粉塵較大，環(huán)境相對(duì)惡劣，作為電子與電力電子設(shè)備，而

27、且由 于產(chǎn)生約34%的損耗發(fā)熱需要散熱，而一般采用風(fēng)冷散熱，新風(fēng)光公司生產(chǎn) 的水泥行業(yè)專用變頻調(diào)速系統(tǒng)，系統(tǒng)的器件選型設(shè)計(jì)裕度大，單元布局獨(dú)特布局， 優(yōu)化散熱器與風(fēng)道設(shè)計(jì)，提高單元散熱效果，以確保系統(tǒng)運(yùn)行溫升低，環(huán)境適應(yīng) 能力強(qiáng)，實(shí)踐證明可以經(jīng)受住水泥廠惡劣環(huán)境的考驗(yàn)。6項(xiàng)目實(shí)施改造方案根據(jù)用戶現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，旁路柜采用了一拖一工變頻自動(dòng)轉(zhuǎn)換方案。如圖1所示。旁路柜中，共有2個(gè)高壓隔離開關(guān)和2個(gè)真空接觸器，為了確保不向變 頻器輸出端反送電，KM3與KM4采用電氣互鎖。當(dāng)K1、K3、KM1和KM3閉合，KM4斷開時(shí)，電機(jī)變頻運(yùn)行；當(dāng) KM1、KM3斷開，KM4閉合時(shí)，電機(jī)工 頻運(yùn)行，此時(shí)變頻器從

28、高壓中隔離出來(lái)，便于檢修、維護(hù)和調(diào)試。旁路柜必須與上級(jí)高壓斷路器 DL連鎖，DL合閘時(shí)，絕對(duì)不允許操作變頻 輸出隔離開關(guān)，以防止出現(xiàn)拉弧現(xiàn)象，確保操作人員和設(shè)備的安全。旁 路 柜用戶選配自動(dòng)旁路柜，并且選擇“手動(dòng)”模式，則具體轉(zhuǎn)換過(guò)程如下:Stepl:執(zhí)行變頻調(diào)速系統(tǒng)停機(jī)操作。Step2:斷開交流進(jìn)線斷路器。Step3:斷開變頻調(diào)速系統(tǒng)的輸入側(cè)刀閘 K1。Step4:斷開變頻調(diào)速系統(tǒng)的輸出側(cè)刀閘 K3。Step5:合變頻調(diào)速系統(tǒng)的旁路開關(guān)KM4。Step6:關(guān)閉所有的門（控制柜除外）。Step7:合交流進(jìn)線斷路器。用戶選選擇“自動(dòng)”模式，則變頻調(diào)速系統(tǒng)根據(jù)故障情況自動(dòng)完成到工頻旁 路運(yùn)行的轉(zhuǎn)換

29、。具體轉(zhuǎn)換過(guò)程如下：JD-BP38系列變頻器在變頻運(yùn)行中出現(xiàn)故障后，控制器發(fā)出節(jié)點(diǎn)信號(hào)控制 進(jìn)線真空接觸器KM1和變頻器輸出真空接觸器 KM3進(jìn)行分?jǐn)?，然后控制器?PLC發(fā)送變頻轉(zhuǎn)工頻信號(hào)，延時(shí)一定時(shí)間后，旁路開關(guān)KM4進(jìn)行合閘。保護(hù)：保持原有對(duì)電機(jī)的保護(hù)及其整定值不變。風(fēng)光高壓變頻器調(diào)試非常方便，在確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)接線正確無(wú)誤后，用變頻器人機(jī) 界面設(shè)定基本參數(shù)后，即可完成設(shè)置。高壓變頻器一次安裝調(diào)試成功， 2009年 9月份投入正常使用，通過(guò)近半年的運(yùn)行觀察，改造達(dá)到了預(yù)期目的。7運(yùn)行效果高壓變頻器控制窯尾高溫風(fēng)機(jī)，主要有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）運(yùn)行穩(wěn)定，安全可靠。從變頻器順利投運(yùn)以來(lái)，對(duì)變頻器輸入變壓器

30、溫升、功率單元溫升、輸出電 壓、輸出電流等各項(xiàng)參數(shù)定期巡檢，完全正常。變頻器運(yùn)行一直十分穩(wěn)定，為水 泥廠安全可靠生產(chǎn)提供了強(qiáng)有力的保證。對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，只需定期對(duì)變頻器除塵， 不用停機(jī)，保證了水泥生產(chǎn)的連續(xù)性。（2）電機(jī)及機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)，各項(xiàng)指標(biāo)滿足工藝要求。在整個(gè)運(yùn)行范圍內(nèi)，電機(jī)始終運(yùn)行平穩(wěn)，溫升正常。風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的噪音和啟 動(dòng)電流非常小，無(wú)任何異常振動(dòng)和噪音。（3）變頻器的三相輸出波形完美，非常接近于標(biāo)準(zhǔn)正弦波。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，變頻器的三相輸出電壓波形、 電流波形非常標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明變頻 器完全可以控制一般的普通電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，對(duì)電機(jī)無(wú)任何特殊要求。（4）運(yùn)行工況改善，工人勞動(dòng)強(qiáng)度降低。隨著水泥廠高溫風(fēng)機(jī)生

31、產(chǎn)工藝的需要，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)風(fēng)量， 滿足生產(chǎn)工藝的需要，工作強(qiáng)度大大降低。獨(dú)有的飛車啟動(dòng)功能，可以使風(fēng)機(jī)電 機(jī)在旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，自動(dòng)識(shí)別電機(jī)轉(zhuǎn)向，跟蹤電機(jī)轉(zhuǎn)速直接啟動(dòng)，不必使電機(jī)停 止后再啟動(dòng)，變頻啟動(dòng)非常方便。（5）人機(jī)界面采用全中文界面，界面顯示電壓、電流、轉(zhuǎn)速、頻率、各種運(yùn)行 狀態(tài)指示，故障報(bào)警指示，操作簡(jiǎn)便直觀，方便國(guó)人使用習(xí)慣。(6) 節(jié)能效果明顯為了對(duì)窯尾高溫風(fēng)機(jī)系統(tǒng)變頻改造后的效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，在系統(tǒng)投入正常運(yùn)行 后對(duì)設(shè)備實(shí)際使用和節(jié)電情況進(jìn)行了測(cè)定和數(shù)據(jù)分析。工、變頻生產(chǎn)工況基本相 同，隨機(jī)抽取一個(gè)正常工作日，將系統(tǒng)切換工頻運(yùn)行采用風(fēng)門調(diào)節(jié)風(fēng)量， 網(wǎng)側(cè)記 錄運(yùn)行數(shù)據(jù)，然

32、后將系統(tǒng)切換變頻運(yùn)行，記錄運(yùn)行數(shù)據(jù)，具體數(shù)據(jù)如下表 3示:表3工、變頻運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)比工頻運(yùn)行變頻運(yùn)行生產(chǎn)量310-t/h生產(chǎn)量312t/h風(fēng)門開度80%風(fēng)門開度100%平均電網(wǎng)電壓10.1KU平均電剛電壓9.8KV平均運(yùn)行電新159 A平均運(yùn)行電流96.8A轉(zhuǎn)速運(yùn)行頻率41,1Hz功率因數(shù)0.90功率因敎0.99節(jié)電率35%采用工頻時(shí)所消耗功率：P 工頻=1.732*10.1*159*0.90=2503.3KW采用變頻調(diào)速時(shí)所消耗功率：P 變頻=1.732*9.8*96.8*0.99=1627.1KW節(jié)電率：n = (P 工頻-P 變頻)/ P 工頻=(2503.3-1627.1 )/2503.

33、3=35% 。每年按運(yùn)行300天，每天運(yùn)行20小時(shí)，每度電按0.3元計(jì)算，每年可為用戶節(jié)約電費(fèi)計(jì)算如下：(250331627.1 ) *20*300*0.3 元=1577160 元。8結(jié)束語(yǔ)淄博魯中水泥有限公司通過(guò)對(duì)窯尾高溫風(fēng)機(jī)的變頻調(diào)速改造，改善了生產(chǎn)工藝，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。在水泥行業(yè)應(yīng)用高壓變頻器節(jié)能降耗，是國(guó)家大力 提倡節(jié)能降耗的技術(shù)手段。隨著高壓變頻器技術(shù)的進(jìn)一步成熟，將會(huì)有越來(lái)越多 的水泥廠加入改造之列。四、窯頭、窯尾排風(fēng)機(jī)工藝及變頻改造（一）、窯頭、窯尾排風(fēng)機(jī)工藝（1）水泥生產(chǎn)中，需要經(jīng)常通過(guò)調(diào)節(jié)窯頭排風(fēng)機(jī)、預(yù)熱器高溫風(fēng)機(jī)和窯尾排風(fēng)機(jī)的風(fēng)量大小來(lái)滿足工藝生產(chǎn)需要。 由于窯況在變

34、化，工藝在變化，風(fēng)量就需要 調(diào)整，窯頭排風(fēng)機(jī)的風(fēng)量調(diào)節(jié)是通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)門的大小來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量的， 大量的能量 無(wú)端地?fù)p失在擋風(fēng)板上。（2）窯頭排風(fēng)機(jī)風(fēng)門調(diào)節(jié)方式控制引風(fēng)量變化， 控制窯頭微負(fù)壓，調(diào)節(jié)精度差。 因?yàn)殚_合度大小不與流量成比例，所以不能充分滿足工藝要求。同時(shí)啟動(dòng)電流大， 噪音大，因此工作效率低。（3）窯尾排風(fēng)機(jī)在作為廢氣處理風(fēng)機(jī)的同時(shí)，也承擔(dān)著原料磨烘干生料的任務(wù)。 當(dāng)原料磨運(yùn)行時(shí)，窯尾排風(fēng)機(jī)負(fù)荷最大，基本為滿負(fù)荷，風(fēng)門基本全開；當(dāng)原料 磨停止運(yùn)行時(shí)，窯尾排風(fēng)機(jī)所需風(fēng)量減小，此時(shí)需要調(diào)節(jié)出口風(fēng)門來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量。（4）依靠調(diào)整風(fēng)門檔板的開度來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量的大小，這樣的運(yùn)行方式存在如下弊 端：1）風(fēng)門調(diào)

35、節(jié)反應(yīng)滯后，調(diào)節(jié)速度慢，調(diào)節(jié)精度不高，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的風(fēng)量控制不是很 到位，甚至?xí)霈F(xiàn)滿足不了現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的情況。2）風(fēng)門調(diào)節(jié)浪費(fèi)電能，不科學(xué)，不經(jīng)濟(jì)。采用風(fēng)門調(diào)節(jié)雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資較 小，但是采用風(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)在了 風(fēng)門上，在能源日益緊缺的今天，顯然已經(jīng)嚴(yán)重落伍，改造勢(shì)在必行。3 ）電機(jī)全速運(yùn)行受到考驗(yàn)，維護(hù)周期短，電機(jī)軸承等機(jī)械部分磨損嚴(yán)重，同時(shí) 轉(zhuǎn)子滑環(huán)上的碳刷磨損相當(dāng)嚴(yán)重，更換周期短。（二）窯頭、窯尾排風(fēng)機(jī)的變頻改造案例1、工礦簡(jiǎn)介安徽菲達(dá)水泥有限公司地處安徽省廣德縣新杭鎮(zhèn)，是蘇浙皖三省八縣（市） 交界處，東臨杭嘉湖、北倚蘇錫常，交通便捷，運(yùn)輸發(fā)達(dá)。公司擁有

36、二條日產(chǎn) 2500噸新型干法水泥熟料生產(chǎn)線，總投資超過(guò) 4億元，兩條熟料生產(chǎn)線年產(chǎn)能 力155萬(wàn)噸，產(chǎn)品主要銷往浙江、江蘇、上海等地。水泥廠1#、2#窯頭排風(fēng)機(jī)采用異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，原來(lái)的電機(jī)運(yùn)行方式為全 速運(yùn)行，風(fēng)量調(diào)節(jié)采用擋板控制開度，電能白白消耗在擋板上，風(fēng)機(jī)效率低下， 針對(duì)這種狀況，水泥廠領(lǐng)導(dǎo)下決心對(duì)窯頭排風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速改造。2、窯頭排風(fēng)機(jī)調(diào)速方案選擇目前，大功率異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方式，主要采用以下幾種方式：（1）液力耦合器方式。即在電機(jī)和負(fù)載之間串入一個(gè)液力耦合裝置，通過(guò)液面的高低調(diào)節(jié)電機(jī)和負(fù)載之間耦合力的大小，實(shí)現(xiàn)負(fù)載的速度調(diào)節(jié)，調(diào)速范圍有限， 高速丟轉(zhuǎn)約5%-10%，低速轉(zhuǎn)差損耗大，精度

37、低、線性度差、響應(yīng)慢。這種調(diào)速 方法實(shí)質(zhì)上是轉(zhuǎn)差功率消耗型的做法，其主要缺點(diǎn)是隨著轉(zhuǎn)速下降效率越來(lái)越 低、維護(hù)工作量大，屬低效調(diào)速方式。（2）串級(jí)調(diào)速。串級(jí)調(diào)速必須采用繞線式異步電動(dòng)機(jī)，將轉(zhuǎn)子繞組的一部分能量通過(guò)整流、逆變?cè)偎突氐诫娋W(wǎng)，而現(xiàn)在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)幾乎都采用鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)， 更換電機(jī)非常麻煩。這種調(diào)速方式的調(diào)速范圍一般在70%-95%左右，調(diào)速范圍窄。容易造成對(duì)電網(wǎng)的諧波污染，功率因數(shù)低；串級(jí)調(diào)速電機(jī)受轉(zhuǎn)子滑環(huán)的影響， 維護(hù)工作量大，屬于落后技術(shù)。（3） 變頻調(diào)速技術(shù)是20世紀(jì)年代末興起的一種新型電力傳動(dòng)調(diào)速技術(shù)，它以轉(zhuǎn) 矩大、精度高、功能強(qiáng)、可靠性高，操作方便，便于通訊等功能優(yōu)于以往的傳

38、統(tǒng)調(diào)速方式（如變極調(diào)速、調(diào)壓調(diào)速等）。變頻調(diào)速運(yùn)行，是根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)速的變化 要求，改變供電電流的頻率，并配合電壓的調(diào)節(jié)，以獲得合理的點(diǎn)擊運(yùn)行工況。 在不同的轉(zhuǎn)速情況下，均保持較高的運(yùn)行效率。變頻控制技術(shù)的應(yīng)用，不僅降低 了電能消耗，同時(shí)能改善啟動(dòng)性能，保護(hù)電動(dòng)機(jī)及負(fù)載設(shè)備免受瞬時(shí)啟動(dòng)沖擊， 延長(zhǎng)其工作壽命，還提高電動(dòng)機(jī)及負(fù)載設(shè)備的工作精確度。通過(guò)對(duì)以上高壓電機(jī)調(diào)速方式比較， 水泥廠領(lǐng)導(dǎo)決定采用高壓變頻器對(duì) 1#、 2#窯頭排風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造。經(jīng)過(guò)多方比較性價(jià)比，通過(guò)招標(biāo)方式，選用了中國(guó)名牌產(chǎn)品 -山東新風(fēng)光電 子科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的JD-BP38-280F型高壓變頻器，一拖一控制，共計(jì) 2 臺(tái)高壓

39、變頻器。改造取得了成功。3、現(xiàn)場(chǎng)窯頭排風(fēng)機(jī)及電機(jī)參數(shù)現(xiàn)場(chǎng)窯頭排風(fēng)機(jī)及電機(jī)參數(shù)如表1和表2所示表1電機(jī)參數(shù)負(fù)義名稱噸頭排風(fēng)機(jī)電機(jī)型號(hào)yKK500-10額定電壓(V)10000頁(yè)定電流(A)21Q額定功率制280額定孵(骯)50功舉瞰0.74額定駆(訕594絶緣等級(jí)F矯廠商南陽(yáng)防爆集團(tuán)有限飼表2風(fēng)機(jī)紗謝風(fēng)機(jī)證號(hào)Y4-73N0.260(Pa)1450(m7h)420000裁定蔣速血)594額定功翠(Kff)260t j230生產(chǎn)廠裔1江嫂星罐風(fēng)冊(cè)4、項(xiàng)目實(shí)施改造方案根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，旁路柜采用了一拖一手動(dòng)方案。此結(jié)構(gòu)是手動(dòng)旁路的 典型方案手動(dòng)旁路柜。如圖1所示。旁路柜中，共有3個(gè)高壓隔離開關(guān)，為了

40、確 保不向變頻器輸出端反送電，K2與K3采用電磁互鎖操動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)電磁互鎖。 當(dāng)K1、K3閉合，K2斷開時(shí)，電機(jī)變頻運(yùn)行；當(dāng)K1、K3斷開，K2閉合時(shí)，電 機(jī)工頻運(yùn)行，此時(shí)變頻器從高壓中隔離出來(lái)，便于檢修、維護(hù)和調(diào)試。旁路柜必須與上級(jí)高壓斷路器 DL連鎖，DL合閘時(shí)，絕對(duì)不允許操作旁路隔離開關(guān)與變頻輸出隔離開關(guān)，以防止出現(xiàn)拉弧現(xiàn)象，確保操作人員和設(shè)備的安 全。圏1手動(dòng)旁睦租一次回路逼故障分閘：將變頻器“高壓分?jǐn)唷毙盘?hào)與旁路柜“變頻投入”信號(hào)串聯(lián)后， 并聯(lián)于高壓開關(guān)分閘回路。在變頻投入狀態(tài)下，當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時(shí)，分?jǐn)嘧冾l 器高壓輸入；旁路投入狀態(tài)下，變頻器故障分閘無(wú)效。保護(hù)：保持原有對(duì)電機(jī)的保護(hù)

41、及其整定值不變。風(fēng)光高壓變頻器調(diào)試非常方便，在確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)接線正確無(wú)誤后，用變頻器人機(jī) 界面設(shè)定基本參數(shù)后，即可完成設(shè)置。人機(jī)界面采用全中文界面，方便國(guó)人使用 習(xí)慣。改造注意事項(xiàng)：由于現(xiàn)場(chǎng)灰塵太多，而變頻器為強(qiáng)迫風(fēng)冷，為避免灰塵對(duì)變 頻器造成影響，在房間通風(fēng)設(shè)計(jì)上，采用大面積專用進(jìn)風(fēng)窗，房間不設(shè)其他窗戶， 基本上是密閉設(shè)計(jì)，通風(fēng)窗采用專用過(guò)濾網(wǎng)，最大限度地減少進(jìn)入變頻器室內(nèi)的 灰塵，過(guò)濾網(wǎng)定期除塵，保證變頻器長(zhǎng)期安全運(yùn)行。水泥行業(yè)連續(xù)生產(chǎn)的性質(zhì)決定了用于水泥廠用的高壓變頻器需要有很高的 可靠性，保證安全生產(chǎn)。水泥廠一般地處偏遠(yuǎn)，供電質(zhì)量相對(duì)不高，對(duì)設(shè)備的電 網(wǎng)適應(yīng)性問(wèn)題突出。相對(duì)適應(yīng)進(jìn)口品牌高壓變

42、頻器，風(fēng)光牌高壓變頻器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 采用功率單元串聯(lián)技術(shù)方案，產(chǎn)品具有對(duì)電網(wǎng)電壓的適應(yīng)范圍寬(一65%115% Un)，單元故障自動(dòng)旁路、工頻旁路、瞬時(shí)停電再啟動(dòng)功能、相間短路等多項(xiàng)完 善的保護(hù)功能技術(shù)，提高了抗電網(wǎng)波動(dòng)和負(fù)載擾動(dòng)能力，大大提高應(yīng)用的可靠性。5、改造效果(1) 節(jié)能效果明顯。改造前，風(fēng)機(jī)擋板開度為 50%左右，安裝高壓變頻器后，風(fēng)機(jī)擋板開度為 100%，改造前，運(yùn)行電流一般為18A左右，平均每小時(shí)耗電230.7KW h,變頻 器改造后，變頻器運(yùn)行頻率一般為 34.7Hz，運(yùn)行電流下降到6A左右，平均每小 時(shí)耗電93.5KW h，每小時(shí)省電137.2KW h，年按7000小時(shí)計(jì)算，年

43、節(jié)省電 量 960400KW h0(2) 安裝簡(jiǎn)單，即將原高壓開關(guān)柜與電動(dòng)機(jī)之間插入安裝變頻器，對(duì)原有接線 改動(dòng)不大。(3) 提高了窯頭排風(fēng)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的最佳工況運(yùn)行。(4) 減少了維護(hù)工作量和維護(hù)費(fèi)用，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。原窯頭排風(fēng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，風(fēng)機(jī)和電機(jī)始終滿負(fù)荷運(yùn)行，維護(hù)工作量大， 檢修費(fèi)用高。采用變頻技術(shù)調(diào)速后，設(shè)備隨生產(chǎn)工藝變負(fù)荷運(yùn)行，大大降低了設(shè) 備負(fù)荷率，延長(zhǎng)了風(fēng)機(jī)、電機(jī)等設(shè)備的使用壽命。(5) 變頻器具有多項(xiàng)保護(hù)功能，十分完善。與原來(lái)舊系統(tǒng)相比較，變頻器具有過(guò)流、短路、過(guò)壓、欠壓、缺相、溫升保 護(hù)等多項(xiàng)保護(hù)功能，更精確地保護(hù)了電機(jī)。(6) 調(diào)速范圍寬，調(diào)速

44、精度高。與過(guò)去擋板調(diào)節(jié)風(fēng)量相比較，采用變頻拖動(dòng)風(fēng)機(jī)可以在 250Hz范圍內(nèi)任 意調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)精度高，調(diào)節(jié)頻率波動(dòng)可保持在 0.10.01Hz范圍內(nèi)，便于實(shí)現(xiàn)風(fēng) 機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)化控制。&結(jié)束語(yǔ)總之，山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的JD-BP38-280F高壓大功率變頻器在安徽菲達(dá)水泥有限公司窯頭排風(fēng)機(jī)上的改造是成功的，它不僅滿足了風(fēng)機(jī)系統(tǒng)生產(chǎn)工藝的要求，節(jié)能效果顯著，而且性能穩(wěn)定，運(yùn)行可靠。鑒于風(fēng)光牌 JD-BP37型高壓大功率變頻器的出色表現(xiàn)，同時(shí)改造的2#窯頭排風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，該公司也采用我公司生產(chǎn)的高壓大功率變頻器。五、水泥粉磨工藝中變頻改造特點(diǎn)在水泥粉磨工藝中球磨機(jī)入磨物料粒度的大小，對(duì)其臺(tái)時(shí)產(chǎn)

45、量影響較大，預(yù)破碎工藝作為提高磨機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量、降低粉磨電耗的重要途徑，引起了許多水泥企 業(yè)的重視。根據(jù)工藝要求，水泥立窯放料每次持續(xù)23min，間隔23min，但目前幾乎所有水泥企業(yè)中破碎機(jī)處于工頻恒速運(yùn)行狀態(tài)，24h連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，造成電能的巨大浪費(fèi)，并影響電機(jī)和破碎機(jī)的使用壽命。 另一方面，由于破碎機(jī)具有十 分大的慣性，不易頻繁啟停，所以即使使用變頻器也難以解決系統(tǒng)制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的 泵升電壓引起保護(hù)電路動(dòng)作，使系統(tǒng)無(wú)法正常工作。針對(duì)系統(tǒng)的以上特點(diǎn)，利用系列變頻器實(shí)現(xiàn)破碎機(jī)的變頻調(diào)速和軟啟動(dòng)； 利 用再生能量回饋單元克服破碎機(jī)制動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)高的泵升電壓；利用PLC實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的邏輯閉環(huán)控制，使破碎機(jī)的工

46、作與立窯放料同步， 實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)行。從 而在改善工藝控制質(zhì)量的同時(shí)，最大限度地節(jié)約了電能，降低了生產(chǎn)成本?，F(xiàn)場(chǎng) 調(diào)試和運(yùn)行結(jié)果表明，系統(tǒng)運(yùn)行可靠，節(jié)電率可達(dá) 60%以上。上述系統(tǒng)已在某水泥廠投入實(shí)際運(yùn)行。系統(tǒng)根據(jù)送料信號(hào)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)啟制動(dòng)運(yùn) 行，破碎機(jī)運(yùn)行速度連續(xù)可調(diào)。電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)頻繁軟啟動(dòng)，基本無(wú)啟動(dòng)電流沖擊， 啟動(dòng)力矩足夠。系統(tǒng)在變頻運(yùn)行條件下，若變頻器突然故障，則自動(dòng)切換至工頻”狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)行，同時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào) （內(nèi)部可選）。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況需要，將 有放料信號(hào)時(shí)變頻運(yùn)行給定頻率設(shè)為43Hz，系統(tǒng)運(yùn)行電流為 27A，運(yùn)行電壓280V,改造后的系統(tǒng)平均每年耗電5.7萬(wàn)度。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)記錄，系統(tǒng)在改造前

47、工作 頻率為工頻50Hz,運(yùn)行電流為32A，運(yùn)行電壓400V，平均每年耗電19.42萬(wàn)度。 改造后的節(jié)電率為70.6%。該系統(tǒng)的突出優(yōu)點(diǎn)如下：1、 利用變頻調(diào)速技術(shù)改造了水泥熟料破碎機(jī)的拖動(dòng)系統(tǒng)， 滿足了破碎機(jī)的低速、 間歇運(yùn)行特點(diǎn)，保證了工藝控制質(zhì)量，節(jié)能效果明顯，并有利于延長(zhǎng)破碎機(jī)和電 機(jī)的使用壽命。2、利用能量回饋控制技術(shù)克服破碎機(jī)大慣性引起的泵升電壓，有效地保證了變頻器的安全運(yùn)行。系統(tǒng)除了變頻器和能量回饋裝置所具有的20余種保護(hù)功能和 故障自診斷功能外，還增設(shè)了電機(jī)過(guò)熱、控制回路保護(hù)及報(bào)警。3、利用可編程控制器PLC實(shí)現(xiàn)了各種邏輯控制、變頻器啟制動(dòng)自動(dòng)控制及手動(dòng) /自動(dòng)、工頻/變頻轉(zhuǎn)換

48、和故障自切換等功能，使系統(tǒng)控制靈活方便，功能齊全o六、高壓變頻器在水泥生產(chǎn)線風(fēng)機(jī)應(yīng)用的主要問(wèn)題與應(yīng)對(duì)措施水泥廠因生產(chǎn)線風(fēng)機(jī)從工藝上對(duì)風(fēng)量、壓力的調(diào)節(jié)要求，高壓變頻器需要 針對(duì)性有一定的技術(shù)要求；更加特別的是設(shè)備的應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)水泥生產(chǎn)線一般粉塵較 大，調(diào)速機(jī)械大多安裝在室外或庫(kù)下， 環(huán)境較其它行業(yè)相比較為惡劣，而高壓變 頻器作為電力電子器件與較精密電子控制組成的系統(tǒng)設(shè)備，對(duì)環(huán)境有相對(duì)較高的要求，因此在水泥生產(chǎn)線風(fēng)機(jī)應(yīng)用的高壓變頻器設(shè)備在設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行、維護(hù) 過(guò)程中具有一定的特殊性，比較突出的問(wèn)題如下：(1) 高溫風(fēng)機(jī)的管道 塌料”問(wèn)題導(dǎo)致電機(jī)過(guò)流甚至跳停問(wèn)題，目前國(guó)內(nèi)的高壓變頻器基本解決了高溫風(fēng)機(jī)

49、變頻器由于塌料”導(dǎo)致的跳閘停運(yùn)、生產(chǎn)中斷的問(wèn)題，大大由于高溫風(fēng)機(jī)停運(yùn)對(duì)生產(chǎn)造成的影響， 降低電機(jī)設(shè)備故障率，取得節(jié)能、 增效的巨大效益，得到用戶普遍認(rèn)可。(2) 風(fēng)機(jī)高壓變頻改造對(duì)原配液耦、水阻的處理目前國(guó)內(nèi)高壓變頻技術(shù)已經(jīng)成熟，選用運(yùn)行可靠的成熟品牌的高壓變頻器 進(jìn)行風(fēng)機(jī)變頻改造后，原來(lái)采用繞線式電機(jī)轉(zhuǎn)子串水阻調(diào)速的，可將轉(zhuǎn)子短接， 使滑環(huán)不再通過(guò)電流，從而降低燒損；原來(lái)采用液力耦合器的，可以取消原液力 耦合器，可按照液力耦合器的聯(lián)接尺寸設(shè)計(jì)制作一套連軸器代替液耦，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(chǎng)僅作 少量調(diào)整即可達(dá)到安裝要求。因此高壓變頻器的改造對(duì)于風(fēng)機(jī)及電機(jī)不作任何改 變，安裝方便快捷，運(yùn)行工藝調(diào)節(jié)更加方便。(3) 新設(shè)計(jì)水泥生