高压变频器在水泥行业风机中的应用_高压变频器_

高压变频器在水泥行业风机中的应用

2010/10/21 10:39:00

1引言
        近年来随着煤炭和电力价格的不断上涨，水泥生产的低成本时代已经一去不复返了，而市场竞争却越来越激烈，水泥企业的利润空间也压缩的越来越小，在国家政策《中华人民共和国节约能源法》和强制性标准《GB50443-2007水泥厂节能设计规范》及时引导下，水泥行业企业节能降耗工作被放到了非常重要的位置。
        据有关报道，水泥厂电动机电耗占成本近30％，而拖动风机用的高压电动机在电机中占有很大的比重，在水泥的生产中，风机大马拉小车现象严重，同时由于工况、产量的变化，系统所需求的风量也随之变化，大部分风机采用传统做法，即调节进、出风口阀门的开度来实现，风机效率低，损耗严重。因此，在水泥厂风机采用调速技术，节约大量能源，提高生产效率，为水泥厂带来较大的效益。
        风机电动机特别利用调速技术改变设备的运行速度，以调节风量的大小，可以既满足生产要求，又达到节约电能，同时减少管道的磨损及经常停机检修所造成的经济损失。

2工矿简介
        安徽菲达水泥有限公司由浙江天基实业有限公司（浙江能源集团子公司）、菲达集团有限公司（国家环保骨干企业、上市公司）、浙江天洁水泥有限公司（浙江省诸暨市大型民营企业）和浙江华阳科技有限公司共同出资组建而成的规范化公司，2007年底被南方水泥有限公司资产重组。
        公司地处安徽省广德县新杭镇，是苏浙皖三省八县（市）交界处，东临杭嘉湖、北倚苏锡常，交通便捷，运输发达。公司拥有二条日产2500吨新型干法水泥熟料生产线，总投资超过4亿元，两条熟料生产线年产能力155万吨，产品主要销往浙江、江苏、上海等地。
        水泥厂1#、2#窑头排风机采用异步电动机拖动，原来的电机运行方式为全速运行，风量调节采用挡板控制开度，电能白白消耗在挡板上，风机效率低下，针对这种状况，水泥厂领导下决心对窑头排风机进行调速改造。

图1 用户厂区

3 窑头排风机调速方案选择
目前，大功率异步电动机调速方式，主要采用以下几种方式：
（1）液力耦合器方式。即在电机和负载之间串入一个液力耦合装置，通过液面的高低调节电机和负载之间耦合力的大小，实现负载的速度调节，调速范围有限，高速丢转约5%-10%，低速转差损耗大，精度低、线性度差、响应慢。这种调速方法实质上是转差功率消耗型的做法，其主要缺点是随着转速下降效率越来越低、维护工作量大，属低效调速方式。
（2）串级调速。串级调速必须采用绕线式异步电动机，将转子绕组的一部分能量通过整流、逆变再送回到电网，而现在工业现场几乎都采用鼠笼式异步电动机，更换电机非常麻烦。这种调速方式的调速范围一般在70%-95%左右，调速范围窄。容易造成对电网的谐波污染，功率因数低；串级调速电机受转子滑环的影响，维护工作量大，属于落后技术。
（3）变频调速技术是20世纪年代末兴起的一种新型电力传动调速技术，它以转矩大、精度高、功能强、可靠性高，操作方便，便于通讯等功能优于以往的传统调速方式（如变极调速、调压调速等）。变频调速运行，是根据负载转速的变化要求，改变供电电流的频率，并配合电压的调节，以获得合理的点击运行工况。在不同的转速情况下，均保持较高的运行效率。变频控制技术的应用，不仅降低了电能消耗，同时能改善启动性能，保护电动机及负载设备免受瞬时启动冲击，延长其工作寿命，还提高电动机及负载设备的工作精确度。
通过对以上高压电机调速方式比较，水泥厂领导决定采用高压变频器对1#、2#窑头排风机进行改造。
经过多方比较性价比，通过招标方式，选用了中国名牌产品-山东新风光电子科技发展有限公司生产的JD-BP37-280F型高压变频器，一拖一控制，共计2台高压变频器。改造取得了成功。现对改造作一介绍。

4现场窑头排风机及电机参数
4.1电机参数

负载名称	1#窑头排风机	所带负载类型	离心风机
电机	型号	YKK500-10	额定电压（V）	10000
	额定电流(A)	23.0	额定功率(KW)	280
	额定频率（Hz）	50	功率因数	0.74
	额定转速(rpm)	594	绝缘等级	F
	生产厂商	南阳防爆集团有限公司