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变频器在水泥厂立窑罗次风机上的节能利用


摘 要:
  论述了水泥厂立窑罗次风机采用变频调速系统获得的节能¶••⊿方便技巧优势及经济效益,采用易驱变频器不仅解决了节能¶••⊿安全的问题,而且不存在变频器造成的谐波问题••。水泥厂立窑煅烧熟料所耗用的电能中,罗次鼓风机的电耗 一般占60%左右,随着电价的调剂,电费在水泥生产成本中所占的比例越来越高••。因此降低鼓风机的能耗成为进步企业经济效益的重要一环••。
一¶••⊿立窑罗次风机工作原理
  在水泥立窑煅烧生产过程中所需要的风量是经常随工艺及操作的需要不同程度调节的,而传统的调节方案是通过放风阀来调节的,用来带动风机的电动机本身转速是不可调节的,因此大批的风量通过放风法放掉,也就是说,造成电能的大批的糟蹋,根据鼓风机风量和转速成正比关系••。
  Q1/Q2=N1/N2
  式中:Q1¶••⊿Q2为转速快和慢的风量 米/分
  鼓风机的风压和转速的平方成正比••。
  H1/H2=(N1/N2)
  式中:H1¶••⊿H2为转速快和慢的风压
  鼓风机所需的功率与转速的立方成正比••。
  N1/N2=(N1/N2)
  式中:N1¶••⊿N2为转速快和慢所需功率KW••。
  从上述关系可知,如果我们应用转变转速来实现转变风量的方法,就不至于把大批的风量白白放掉,从而节俭了大批的电能,为此联合我国的实际情况,经多方论证,于2001年4月份起,着重致力于变频器调速在水泥行业的推广利用工作••。在短短的两年中,推广利用达1500KW之多••。从成果上看,均取得了明显的节电效果,不仅节电25~58%左右,同时还增长设备的应用寿命,进步电动机功率因数,改良了工人的操作条件,降低了环境噪音等,深得各方面的好评••。
二¶••⊿调速方案的选择
  转变鼓风机转速的方法目前应用调速型液力偶合器和电动机变频调速器等,现阶段在罗次鼓风机中利用较多的是应用调速型液力偶合器,而过去变频调速技巧的利用,由于受技巧条件的限制而极少有在这方面的报道,近年来随着改革开放深入发展,随着世界科学技巧的进步,大功率的晶体管¶••⊿电子技巧的迅速的发展,大规模集成电路和微机技巧的突飞猛进,变频调速已成为现实••。变频调速在变频领域¶••⊿动态响应¶••⊿工作效率¶••⊿调剂精度¶••⊿功率因数¶••⊿输出特征掩护功效及可靠性方面,都达到了较为完善的程度••。因此得到了广泛的利用••。
  变频调速的原理是根据异步电动机的转速:
  N=60F(1-S)/P
  式中F为电源频率,P为极对数,S为电机的转差率••。
  从上式可知转变供电频率,即可转变电机的转速••。
  无论是在电机与罗次鼓风机之间装设调速型液力偶合器或直接对电动机进行变频调速把持,都满足把持进窑风量的请求••。根据每个厂的具体情况,应选用何设备,对此,我们根据大批的实际调查••。
作出如下分析:
  1¶••⊿一般立窑鼓风机选型余量比较大,电机约有10~30KW左右的余量••。这就是说,一般用风量只有铭牌风量的70~90%,放风率高达10~30%,若对风机进行调速把持,则风机转速需调至额定转速的70~90%,即可满足立窑最大用风量的请求••。如果选用与风机额定转速相一致的调速型液力偶合器,因其传动效率与转速成正比,将使偶合器在额定转速的70~90%以下运行,系统的传动效率较低,意味着电能的糟蹋;若转变电机的极对数,其系统的效率虽然进步,但调换电机的设备投资则需增长更多,虽然这两个方案都与目标存在必定的差距,但若应用变频调速器,因其直接转变电机的转速不存在滑差丧失,效率高,在高¶••⊿低转速时系统的效率不变,这就较为合适工厂的具体情况••。
  2¶••⊿一般工厂电机的输出功率占电机额定功率的50%左右,故如果应用调速型液力偶合器,若不便换电机,则存在电机功率因数过低的缺点,增长功率因数补偿设施也需另外投资,若选用变频调速器,因其能进步电机的功率因数接近于1,这就能较好地解决这个问题••。
  3¶••⊿调速型液力偶合器是安装在风机与电机之间的,选用调速型液力偶合器必须重新出力本来的基础,其说需的施工工期较长,一般都要一个月左右,这对于不具有备用机组的立窑来说是较难安排这么长的停机时间的,而安装变频调速,则重要是线路的转换,可以不停机先做好筹备工作,转接时只需一个班次即可,这样可基础不影响生产,较为有利••。
  4¶••⊿在设备投资方面,液力偶合器虽然比变频器价格低,但若调换电机,则不相高低,如果变频器不用供水供油,系统简略,运行费用低,则其投资费用较高的部分也可以得到补偿••。
  从上述的比较可知,联合工厂的实际情况,最理想的还是选用的变频调速器••。
三¶••⊿利用情况
  变频器自2001年4月份起我公司在国内一些地区推广利用,并在立窑罗茨风机的电机上正式投入运行后,已有近两年时间,设备应用正常,取得了令人满意的效果••。我公司在其中两个厂安装的3台变频器与变频器安装前的同期的运行数据作一比较••。
  注:电度数据为该风机单独安装电度表计量所得••。
  从以上两表实测数据可知,节电效果时十分明显,每吨熟料平均节电25~60%,如果以综合电价0.5元盘算,每台变频器价格平均以10万计,大概6~12个月即可收回投资••。
用变频调速器调节鼓风机风量,在应用上也达到了十分理想的效果••。
  1¶••⊿ 由于省去了放风阀,进窑风量的变更由变频调速来实现,使进窑空气进压及气流速度稳固••。操作更加简略,只要转动旋钮就可调节频率变速,频率用数字显示,因为频率与转速成正比关系,所以能准确地定量用风,避免了应用放风阀时引起风压及风量巨变的弊病,从而稳固了立窑煅烧的热工制度,为进步熟料产量质量打下基础,也减轻了工人的劳动强度••。
  2¶••⊿ 有的工厂本来放风是应用循环放风的情势,这样虽能降低风机的噪声,但同时由于大批的过剩风量在风机的管道内循环,因而在放风量达时经常引起风机发热,这就极大地影响了风机的安全运转,用变频调速器把持风量,没有过剩风量循环,为风机的安全运转供给了有利的条件,由于风机经常处于减速运行,因而风机运行噪声也得到了大幅度的降低,并进步了风机的应用寿命,得到了工人的欢迎和赞美••。
  3¶••⊿ 风机采用变频调速可方便地从低速启动,启动安稳,启动电流小,对进步质量起到良好的作用••。
  可见变频调速在水泥厂的立窑风机上的运用是成功的,达到了预期的效果,其经济效益是明显的,再加上良好的把持性能和改良工况后的效益,确实是企业技巧改革的理想设备,得到领导及工人师傅的充分确定,具有很高的推广利用价值••。
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