易驅水泥廠風機水泵變頻改造方案
變頻器用于水泥生產過程,具有明顯的節(jié)能效果,是目前最先進的節(jié)能調整設備｡變頻調速電氣傳動由于其在性能上的優(yōu)異表現(xiàn),性價比的不斷提高,也正快速取代傳統(tǒng)的調速方式,成為水泥行業(yè)調速控制的主｡
一､概述
風機水泵類負載都是根據滿負荷工作需用量來選型,實際應用中大部分時間并非工作于滿負荷狀態(tài),由于交流電機調速很困難｡常用擋風板､回流閥或開/停機時間,來調節(jié)風量或流量,同時大電機在工頻狀態(tài)下頻繁開/停比較困難,電力沖擊較大,勢必造成電能損耗和開/停機時的電流沖擊｡采用變頻器直接控制風機､泵類負載是一種最科學的控制方法,當電機在額定轉速的80%運行時,理論上其消耗的功率為額定功率的(80%)2次方,即51.2%,去除機械損耗電機銅､鐵損等影響｡節(jié)能效率也接近40%,同時也可以實現(xiàn)閉環(huán)恒壓控制,節(jié)能效率將進一步提高｡由于變頻器可實現(xiàn)電動機的軟停､軟起,避免了啟動時的電壓沖擊,減少電動機故障率,延長使用壽命,同時也降低了對電網的容量要求和無功損耗｡
二､交流變頻調速系統(tǒng)（變頻器）的特點:
1､效率高，提高功率因素，節(jié)約能源：在相同的情況下.變頻器驅動比一般直流傳動方式能提高效率5%左右,比電動機一發(fā)電機組供電的直流傳動方式提高效率15%左右,比其它交流調速方式提高效率20%以上,節(jié)能效果顯，變頻器用于風機水泵上調速控制,甚至可節(jié)約電能50%以上｡
2､ED2003系列風機水泵型變頻器具有和直流調速系統(tǒng)相同的調速平滑､方便､超載力矩和起動力矩大等優(yōu)點｡目前較先進的變頻器的調速范圍可達1:100,超載能力可達120%､60秒｡
3､系統(tǒng)的控制精度和響應速度均優(yōu)于工頻傳動指標和水平｡
4､工/變頻轉換電路,保障系統(tǒng)的安全可靠
5､提高了運行可靠性.減少了維修工作量，降低了運行成本，降低了水泥產品成本及提高了產品品質｡
三､節(jié)能原理
羅茨風機節(jié)能：羅茨風機的風壓是不受風機轉速限制的,不論轉速變化如何其風壓可以保持不變｡而風量則與風機轉速成正比的,即：Q=KN
Q:表示風量N:表示風機轉速K:為系數(shù)
從公式可知,風量調節(jié),完全由變頻器改變電機頻率達到無級變速,起到調節(jié)風量的效果｡根據現(xiàn)場應用工藝，風機的最低頻15HZ,通常在35HZ左右,有個別時刻50HZ滿風量運行,由于立窯工藝基本是一致的,因此在不同的立窯風量調節(jié)量是基本相同的,凡立窯應用變頻技術都可以獲40%左右的節(jié)能效果｡
羅茨鼓風機個恒轉矩負載,其節(jié)電率與轉速降成正比即N%=△N%,雖然不同于一般風機､水泵節(jié)電率更高,但因它的功率較大,而且只要爐墻不壞,是連續(xù)24小時工作的,并開動時間亦很長｡因此節(jié)電潛力大,節(jié)電效果好｡
羅茨鼓風機進行技術改造后,改變了過去以調節(jié)出口(進口)閥門開度方式來調節(jié)風壓或風量的生產方式,勞動強度減輕,調節(jié)的及時性好,提高了產品的合格率,能耗明顯下降｡
離心式風機､泵類設備的流量與轉速成正比：Q∝N
壓力與轉速平方成正比：H∝N²
功率與轉速的立方成正比：P∝N³
(Q:表示流量風量/N:表示轉速H:表示壓力P:表示功率)
改變轉速其流量線性變化而功耗則是立方關系變化,因此在調節(jié)風量或流量時如降低20%的風量或流量,功耗則會下降50%｡但是必須注意,轉速與壓力是平方關系,當轉速下降20%壓力則會下降64%,因此必須要注意工藝要求壓力范圍不能象羅茨風機那樣,不用考慮轉速與風壓的關系｡
離心風機､泵類設備傳統(tǒng)的風量､流量控制的,大量的能源耗在風門或截流閥的阻力上,風門或截流閥控制流量的功耗與流量關系:P=P0+K•QQ:表示流量K:為系數(shù)P:表示功耗P0:表示基本功率｡
由上圖(右)比較風門或截流閥控制與變頻調速調節(jié),可以看到在流量變化范圍,采用變頻調速的方法具有很大的節(jié)能潛力,因此在水泥廠的供水泵或其它離心風機上進行變頻改造同樣會取得很大的節(jié)能效果｡
變頻系統(tǒng)特點：變頻節(jié)能技術在水泥廠應用后不但節(jié)省了電費支出(節(jié)電率可達20-50%),提高了產品質量,也增加了使用上的靈活性,對不同工藝性要求適應性更強｡
避免電機啟動時電流沖擊大和電網電壓降低,可明顯減少風機葉輪､機殼及軸承的磨損,延長檢修換件周期和設備使用壽命,節(jié)約維修費｡
四、工況描述
1、貴廠水泥窯爐羅茨風機1臺，具體情況是：
風機型號功率額定電壓額定電流功率因素運行電壓
羅茨風機JS127-6185KW380V340A0.85380V
極對數(shù)啟動方式運行電流流/風量調節(jié)方式閥門/擋板開度調節(jié)要求
6極自耦降壓啟動90～200A10萬m³/分鐘風門調節(jié)全開時最大滿足生產
五､ 改造方案
根據技術要求,本方案采用變頻調速技術,把擋風門開的最大,根據生產需要人工可隨時在現(xiàn)場､也可在電氣控制室控制,只需調節(jié)電位器即可調節(jié)風機轉速｡系統(tǒng)可隨時隨意改變引風､鼓風量以適應變化,保持風機的正常經濟運行,并達到穩(wěn)定控制､方便操作､節(jié)約能源的目的，根據現(xiàn)場采集數(shù)據，具體技改措施如下：
1、水泥窯爐羅茨風機改造：為185KW羅茨風機進行相應匹配的變頻節(jié)電設備改造
風機羅茨風機
額定功率185KW
額定電壓380V
額定電流340A
匹配變頻器ED2003-4T1850FP
風門開度100%80%75%60%10~30%
預計節(jié)電率025％以上35％以上40％以上50％以上
六 投資回報預算：00
按每天開機24小時，每月28天，電費0.6元/KWh，平均節(jié)電率為30%來計算，每月能節(jié)省的電費為：185×24×28×0.6×0.3＝22377.5元/月； 從而算出投資變頻節(jié)電改造回報期約為：111000/22377.5≈5（個月），即5個月左右就能收回投資成本。
七､結束語
利用變頻器調速是目前最佳的調速方式.傳統(tǒng)的調速､流量控制方式存在效率低､質量差､消耗大､故障率高等弱點｡利用變頻器調速來改造落后的傳統(tǒng)調速方式,能明顯提高用電效率,同時有利于提高水泥生產過程的自動化水平,提高設備運轉率,降低工人勞動,從而有利于提高水泥企業(yè)競爭力｡隨著變頻技術的不斷提高和水泥從業(yè)人員對其認識的不斷加深,變頻技術必將在水泥生產過程中有關更廣闊的應用前景｡
本文標簽：易驅水泥廠風機水泵變頻改造方案
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