高壓變頻器在活化石灰回轉(zhuǎn)窯引風機的應用(一)

1、1、 引言：    隨著我國經(jīng)濟的持繼發(fā)展，國內(nèi)各類能源消耗逐漸增大，限于能源開采能力與從國外進口的限制，使我國的能源供應十分緊張。但我國各行業(yè)的能源利用處于比較原始，能源浪費還非常嚴重，如何高效利用能源已經(jīng)被國家擺在重要的戰(zhàn)略位置。    工業(yè)大型風機在設計時都按20-30年的運行期考慮，綜合風機葉片，爐膛，風道等損耗，密封的變化，風動介質(zhì)的擾動的綜合因素，余量都選得較大。特別對于爐膛運行用的風機，在運行后，由低溫空氣介質(zhì)變?yōu)楦邷乜諝饨橘|(zhì)，在同等的輸出風量條件下，其要求的功率也隨之大幅下降。檔板的開度經(jīng)常處于60%-40%之間運行，

2、使大量的電能都浪費在的檔板截流，介質(zhì)擾動，和風壓損耗上。利用調(diào)速運行的方式降低各類損耗，提高電能的利用率真，已經(jīng)是大型風機節(jié)能高效運行的首要選擇方式。隨著現(xiàn)代變流技術的發(fā)展，硅元件制造工藝的提高，大功率、高電壓的電力電子器件制造愈加成熟，性能不斷提高，價格不斷下降。應用大功率IGBT、CPLD、DSP制作的大功率高壓變頻器技術相應成熟，價格逐步下降，已能將高壓變頻器高昂的價格降為企業(yè)能夠接受的價格門檻，在大型風機進行節(jié)能調(diào)速的范圍高壓變頻器出現(xiàn)了大規(guī)模的實際應用，本文專門介紹在鋼廠中的石灰回轉(zhuǎn)窯引風機的高壓變頻技術改造的應用。2、華菱漣源鋼鐵集團石灰車間石灰回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)簡介：（1）、華菱漣源鋼鐵

3、集團田湖公司活性石灰車間，活化石灰生產(chǎn)線上的核心設備是石灰燒制回轉(zhuǎn)窯系率，其結(jié)構(gòu)示意圖如下：                   圖1   回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)示意圖    （2）、工作流程：    回轉(zhuǎn)窯處于備用  窯中加預熱木料  用煤油點火  窯中溫度升到額定  引風機運行 噴煤粉  連續(xù)投料 

4、; 連續(xù)出料  根據(jù)窯溫對風量進行調(diào)節(jié)  定時沖窯皮  根據(jù)生產(chǎn)計劃停料  停止噴煤  強風冷卻窯體  停止引風機    修窯  備用    （3）、引風機設備型號：    風機型號為GW-GR168D,額定壓力8000Pa。    電動機型號YKK450-2-4，功率500KW。    引風機電機啟動采用水阻啟動器，啟動器內(nèi)水溶液為兩噸，啟動一次的溫升為30攝氏度。 

5、0;  （4）引風機運行流程：     在木料烘窯后期，啟動引風機，點燃煤粉，使木料充份燃燒，并將灰分吸出。當窯內(nèi)溫度均衡后，降低出風量，連續(xù)投料開始。風量采用檔板調(diào)節(jié)，正常時回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的負壓為100-250Pa，運行擋板開度為25%左右。冷卻窯體時，運行檔板開度為90%。在冷卻完畢后，修窯初期，擋板開度為10%，用于窯內(nèi)清灰。    3、引風機電機定速拖動的運行簡介：    （1）引風機的啟動：    引風機的慣量力矩輸大，在廠內(nèi)的電網(wǎng)容量條件下，直接啟動

6、時電機的啟動電流很高，將引起高壓電源進線保護動作，必須采用軟啟動器進行啟動。每一次啟起引起水阻啟動器溫升30至40攝氏度，當連續(xù)三次啟動時，將會使啟動器內(nèi)水溶液沸騰，電動機啟動失敗。水阻器在沸騰后，需二天的時間方能冷卻至正常溫度。在操作在決定了電機每天的啟動次數(shù)必須的二次之內(nèi)。    （2）引風機運行：    運行中，由于電機的余量較大，常常將檔板調(diào)到25%左右運行，在高轉(zhuǎn)速，低負荷的運行工況下，風機振動較大，現(xiàn)場噪音極強，工作環(huán)境非常惡劣。當擋板調(diào)到10%以下時，由于負壓過大，會引管道和前側(cè)高壓除塵器的喘振，危及設備運行安全。

7、60;   （3）石灰燒制期間的運行：    回轉(zhuǎn)窯采用煤粉加熱，由于煤粉的灰度較大，在燃燒中灰分在窯壁上積累，俗稱窯皮。當窯皮積累到一定程度時，將會影響出料。這時將停下煤槍，用水將窯皮炸開，稱為沖窯皮。在沖窯皮時，引風機擋板關至最低。    在上午出料，下午入料時，引風機運行擋板開度調(diào)至15%左右，晚間大火燒制時，引風機擋板調(diào)至25%左右。    （4）引風機運行風量由擋板進行調(diào)節(jié)，檔板執(zhí)行機構(gòu)為大力矩電動執(zhí)行機構(gòu)，在控制室內(nèi)進行操作。4、引風機定速拖動時的缺陷： 

8、0; （1）引風機電能損耗嚴重：電機啟動時，每次啟動水阻啟動器的電能消耗約為正常運行時一天耗電量。正常運行時，擋板開度在25%左右，在擋板兩側(cè)風壓較大，出現(xiàn)極大的節(jié)流損耗和風壓損耗。由于電機工作時負荷遠遠小于電機額定，且風機流量遠遠小于設定流量，在高速運行時產(chǎn)生大量的擾動，使電機運行振動較大，風機的轉(zhuǎn)換效率低。由于啟動次數(shù)的限制與啟動時電能的消耗，在其它附屬設備出現(xiàn)問題進行短時維修時，引風機繼續(xù)保持運行，由于風量較大，散熱較快，不但是耗費電能，同時為保持窯溫，還需經(jīng)常噴粉加溫，增大的煤粉的消耗量。    （2）工作環(huán)境惡劣：在進行木料烘窯時，由于引風機啟動后風量太

9、大，引起木料燃燒過快，使窯內(nèi)加溫時間不夠。烘窯時，不運行引風機，不但點火費油費時，而且現(xiàn)場煙霧很大，環(huán)境變差，每次烘窯后車間都是遍地黑灰。沖窯皮時，引風機不停，使沖窯皮時危險性加大，易出現(xiàn)灼傷事故。在進行修窯時，為防止系統(tǒng)喘振，引風風量較大，增加了工作的危險程度。引風機運行時，振動，噪音極大，使旁邊的電工室內(nèi)振動和噪音都超標，危害操作者的人身健康。    （3）對設備的危害：啟動時電流較大，不但使廠內(nèi)電源產(chǎn)生波動，耗電較大。同時對電機壽命降低。運行中振動大，使電機軸承，風機軸承磨損較大，且造成風道，高壓除塵裝置的使用年限降低。擋板內(nèi)外風壓相差較大，使擋風板調(diào)節(jié)機構(gòu)

10、與調(diào)節(jié)電機磨損程度加快。    5、風機調(diào)速運行時的節(jié)能原理：    （1）風機運行特性：    離心式風機，其屬于平方轉(zhuǎn)矩類型的負載，在額定轉(zhuǎn)速運行的特性曲線如圖：。 圖2  離心式風機特性曲線（=90º）Q曲線：當轉(zhuǎn)速為恒定時，表示風壓與風量間的關系特性。Q曲線：當轉(zhuǎn)速為恒定時，表示功率與風量間的關系特性。Q曲線：當轉(zhuǎn)速為恒定時，表示風機的效率特性。（2）風機流量的確定：    風機在運行時，一定轉(zhuǎn)速的風機產(chǎn)生的離心壓力作用在一個截面上時，介

11、質(zhì)在單位時間內(nèi)的通過量，就是我們所說的流量，風機在運行時，通過風機壓力與管網(wǎng)阻力的共同作用，出現(xiàn)一個穩(wěn)定的流量輸出，我們稱之為工況點，其特性曲線如圖： 圖3  風機運行工況點M     工況點R     管網(wǎng)的阻力曲線H     風機壓力曲線（3）風機流量的調(diào)節(jié)方法：通過改變管網(wǎng)阻力實現(xiàn)對風機輸出的調(diào)節(jié)當管網(wǎng)阻力發(fā)生變化時，風機轉(zhuǎn)速保持不變，風壓隨之上升，風機運行的工況點將改變，風機的輸出流量將隨之發(fā)生變化，其特性曲線如圖： 圖4  管網(wǎng)阻力變化時的風機流量特性曲線    在實際運行中，是通過調(diào)節(jié)擋風板的開關程度來實現(xiàn)的，