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水泥厂风机水泵变频改革方案


摘 要:
  水泥厂风机水泵变频改革方案
  变频器用于水泥生产过程,具有明显的节能效果,是目前最先进的节能调剂设备?变频调速电气传动由于其在性能上的优良表现,性价比的不断进步,也正快速代替传统的调速方法,成为水泥行业调速把持的主?
一¶••⊿概述
  风机水泵类负载都是根据满负荷工作需用量来选型,实际利用中大部分时间并非工作于满负荷状态,由于交换电机调速很艰苦?常用挡风板?回流阀或开/停机时间,来调节风量或流量,同时大电机在工频状态下频繁开/停比较艰苦,电力冲击较大,势必造成电能损耗和开/停机时的电流冲击?采用变频器直接把持风机?泵类负载是一种最科学的把持方法,当电机在额定转速的80%运行时,理论上其耗费的功率为额定功率的(80%)2次方,即51.2%,去除机械损耗电机铜?铁损等影响?节能效率也接近40%,同时也可以实现闭环恒压把持,节能效率将进一步进步?由于变频器可实现电动机的软停?软起,避免了启动时的电压冲击,减少电动机故障率,延伸应用寿命,同时也降低了对电网的容量请求和无功损耗?
二¶••⊿交换变频调速系统的特点:
  1¶••⊿效率高.节俭能源?在雷同的情况下.交换变频驱动比一般直流传动方法能进步效率5%左右,比电动机一发电机组供电的直流传动方法进步效率15%左右,比其它交换调速方法进步效率20%以上,节能效果显?变频调速用于风机水泵的把持,甚至可节俭电能50%以上?
  2¶••⊿易驱ED3000系列变频器具有和直流调速系统雷同的调速平滑?方便?超载力矩和起动力矩大等优点?目前较先进的变频器的调速领域可达1:100,超载能力可达120%?60S?  
  3¶••⊿所把持的交换电机容量?速度和电压等级高?可以根据需要设计出高转速?大容量的交换变频供大型交换电动机,而直流电动机因受换向条件的制约其容量和速度受到很大限制?
  4¶••⊿系统的把持精度和响应速度均优于工频传动指标和程度?
  5¶••⊿工/变频转换电路,保障系统的安全可靠
  6¶••⊿进步了运行可靠性.减少了维修工作量?降低了运行成本?
三¶••⊿节能原理
罗茨风机节能
 罗茨风机的风压是不受风机转速限制的,不论转速变更如何其风压可以保持不变?而风量则与风机转速成正比的,  即Q=KN
   Q:表现风量 N:表现风机转速 K:为系数
 从公式可知,风量调节,完整由变频器转变电机频率达到无级变速,起到调节风量的效果?根据现场利用工艺 ,风机的最低频15HZ,通常在35HZ左右,有个别时刻50HZ满风量运行,由于立窑工艺基础是一致的,因此在不同的立窑风量调节量是基础雷同的,凡立窑利用变频技巧都可以获40%左右的节能效果?
 罗茨鼓风机个恒转矩负载,其节电率与转速降成正比即N%=△N%,虽然不同于一般风机?水泵节电率更高,但因它的功率较大,而且只要炉墙不坏,是持续24小时工作的,并开动时间亦很长?因此节电潜力大,节电效果好?
 罗茨鼓风机进行技巧改革后,转变了过去以调节出口(进口)阀门开度方法来调节风压或风量的生产方法,劳动强度减轻,调节的及时性好,进步了产品的合格率,能耗明显降落?离心式风机?泵类设备的流量与转速成正比Q∝N,压力与转速平方成正比H∝N2,功率与转速的立方成正比P∝N3(Q:表现流量 N:表现转速 H:表现压力 P:表现功率 )
由上图(左)可知,转变转速其流量线性变更的而功耗则是立方关系变更,因此在调节风量或流量时如降低20%的风量或流量,功耗则会降落50%?但是必须注意,转速与压力是平方关系,当转速降落20%压力则会降落64%,因此必需要注意工艺请求压力领域不能象罗茨风机那样,不用考虑转速与风压的关系?
 离心风机?泵类设备传统的风量?流量把持的,大批的能源耗在风门或截流阀的阻力上,风门或截流阀把持流量的功耗与流量关系:P=P0+K?Q Q:表现流量 K:为系数 P:表现功耗 P0:表现基础功率?
 由上图(右)比较风门或截流阀把持与变频调速调节,可以看到在流量变更领域,采用变频调速的方法具有很大的节能潜力,因此在水泥厂的供水泵或其它离心风机上进行变频改革同样会取得很大的节能效果?
变频系统特点 :
 变频节能技巧在水泥厂利用后不但节俭了电费支出(节电率可达20-50%),进步了产品德量,也增长了应用上的机动性,对不同工艺性请求适应性更强?
 避免电机启动时电流冲击大和 电网电压降低,可明显减少风机叶轮?机壳及轴承的磨损,延伸检修换件周期和设备应用寿命,节俭维修费?
四¶••⊿工况描写
  1¶••⊿贵公司水泥窑炉风机共11台,具体情况是:
  风机 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 9# 10# 11#
  功率 55KW 110KW 160KW 75KW 90KW 90KW 55KW 45KW 15KW 11KW 90KW
  开度 100% 100% 75% 100% 80% 100% 69% 60% 100% 100% 100%
  电压(引风机实际测量值) 390V 390V 390V 390V
  电流(实际测量值) 226.8A 99.3A 66A 44.2A
  2¶••⊿水泥磨循环风机1台:200KW,工作电压390V,工作电流为267A,风门开度正常只有11-12%,最大开度为30%••。
  3¶••⊿水泵房:水泵电机,4台,75KW,两用两备,
  冷却塔风机,2台,7.5KW••。
  实际测量:1#水泵,75KW电机,电压为390V,电流为100A;
  2#水泵,75KW电机,电压为390V,电流为105A;
  其中1台冷却塔风机,7.5KW,电压390V,电流10A.
五¶••⊿改革方案
 根据技巧请求,本方案采用变频调速技巧,把挡风门开的最大,根据生产需要人工可随时在现场?也可在电气把持室把持,只需调节电位器即可调节风机转速?系统可随时随便转变引风?鼓风量,以适应变更,保持风机的正常经济运行,并达到稳固把持?方便操作?节俭能源的目标,根据现场采集数据,具体技改措施如下:
  1¶••⊿水泥窑炉风机改革:为3#¶••⊿5#¶••⊿7#¶••⊿8#风机进行相应匹配的变频节电设备改革;为水泥磨循环风机也进行相应匹配的变频节电设备改革••。
  风机 3# 5# 7# 8# 水泥磨循环风机
  功率 160KW 90KW 55KW 45KW 200KW
  电压 390V 390V 390V 390V 390V
  电流 226.8A 99.3A 66A 44.2A 267A
  风门开度 75% 80% 69% 60% 11~30%
  匹配变频器 ED3000-4T1600FP ED3000-4T0900FP ED3000-4T0550FP ED3000-4T04500FPED3000-4T2000FP
  预计节电率 30%以上 25%以上 35%以上 40%以上 50%以上
注:利用原把持温度系统采样,通过变频节电设备把持风机转速,达到节能目标••。
  2¶••⊿水泵房水泵改革:
  2台,75KW水泵,安装2台ED3000-4T0750FP变频节电设备,通过压力和流量系统采样,变频PID把持,实现恒压供水;
  2台,7.5KW冷却塔风机,安装2台ED3000-4T0075FP变频节电设备••。
六¶••⊿报价和投资回报预算:
  1¶••⊿我司变频节电设备初步报价:
  按1KW报价800元盘算,合计所需改革的电机功率总和为715KW,故报价为715×800=572000元••。
投资回报预算:
  2¶••⊿按每天开机24小时,每月28天,电费0.6元/KWh,平均节电率为30%来盘算每月能节俭的电费为:715×24×28×0.6×0.3=86486.4元/月;
  3¶••⊿从而算出投资变频节电改革回报期约为:572000/86486.4=6.6(个月),即6~7个月左右就能收回投资成本••。
七¶••⊿结束语
 利用变频器调速是目前最佳的调速方法.传统的调速?流量把持方法存在效率低?质量差?耗费大?故障率高级弱点?利用变频器调速来改革落后的传统调速方法,能明显进步用电效率,同时有利于进步水泥生产过程的主动化程度,进步设备运转率,降低工人劳动,从而有利于进步水泥企业竞争力?随着变频技巧的不断进步和水泥从业人员对其认识的不断加深,变频技巧必将在水泥生产过程中有关更广阔的利用远景?

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