一、概述

變頻調(diào)速器的出現(xiàn)為交流異步電動機的調(diào)速方式帶來了一場革命。隨著近十幾年變頻技術(shù)的不斷完善、發(fā)展，變頻調(diào)速性能日趨完美，已被不同學(xué)科、不同行業(yè)的工程技術(shù)人員廣泛應(yīng)用于不同領(lǐng)域的調(diào)速。為企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟效益，推動了工業(yè)生產(chǎn)的自動化進程。

水泥制造業(yè)是建材業(yè)中的能耗大戶，降低能源消耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量是提高企業(yè)競爭能力和經(jīng)濟效益的重要措施。節(jié)能降耗已成為每個企業(yè)管理者所關(guān)心的重點。

我公司的工程技術(shù)人員針對中小型水泥廠機立窯供風(fēng)系統(tǒng)、機立窯卸料系統(tǒng)、水泥選粉系統(tǒng)進行了長期跟蹤專門研究，開發(fā)出的變頻調(diào)速控制成套裝置通過幾十條水泥生產(chǎn)線實際應(yīng)用，以其設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝調(diào)試方便、保護功能完善、運行穩(wěn)定可靠、節(jié)電效果明顯、生產(chǎn)工藝可得到明顯改善等優(yōu)點贏得廣泛贊譽。

二、工藝要求

 1： 立窯螺茨風(fēng)機

      1.1：工況分析：

以恩平君堂水泥廠為例，該廠羅茨鼓風(fēng)機有兩臺，一臺電機的功率為215KW、額定電壓380V、額定電流415A；另一臺為185KW、額定電壓380V、額定電流367A。

立窯羅茨風(fēng)機在設(shè)計時一般考慮到最大生產(chǎn)量時需要的風(fēng)量，且留有一定的裕量，一般在20％左右，以延長風(fēng)機及電機的使用壽命。又在生產(chǎn)工藝過程中的不同階段立窯所需供風(fēng)量也不同，因此在生產(chǎn)時就常會出現(xiàn)風(fēng)量過大，風(fēng)壓過高。

目前操作工人一般根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同階段來調(diào)節(jié)進風(fēng)量，調(diào)節(jié)風(fēng)量的措施是在風(fēng)機出風(fēng)管上開一放風(fēng)的風(fēng)門，調(diào)節(jié)放風(fēng)風(fēng)門的開度即可調(diào)節(jié)供風(fēng)量的大小，這樣大量的多余風(fēng)量被排入大氣中，造成能源的浪費，且在放風(fēng)過程中，噪聲很大

      2：立窯卸料系統(tǒng)

2.1：工況分析：為使水泥燒結(jié)過程“三平衡”（即加料、供風(fēng)、卸料三平衡），機立窯生產(chǎn)者普遍選用滑差電機作為盤塔式卸料裝置的動力。該電機在同等條件下運行較普通Y系統(tǒng)列電機多耗電20%而且調(diào)整特性軟，帶載能力差，在粉塵嚴(yán)重的水泥行業(yè)滑差頭故障頻頻，維修困難，以多耗20%的電能，換來調(diào)整特性軟，是很不合適的。

目前該廠有卸料機2臺，功率為22KW,轉(zhuǎn)速1460轉(zhuǎn)/r，額定電流為45A的滑差調(diào)速電機，實際運行的轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/r，滑差調(diào)速電機屬典型的通過轉(zhuǎn)差率來調(diào)速的，隨著轉(zhuǎn)速的降低，轉(zhuǎn)差率增大，由此引起的內(nèi)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差功率增加部分，全部轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮軗p耗，系統(tǒng)效率顯著下降。

三、系統(tǒng)配置

1）立窯螺茨風(fēng)機改造方案

針對以上的工況，我公司認為可以采用以下的改造方案：

a 將原拖動系改造為變頻調(diào)速拖動系統(tǒng)，兩套變頻調(diào)速拖動系統(tǒng)選       用的變頻器分別為ALPHA6000  3220G、ALPHA6000  3200G型，兩套系統(tǒng)原理一樣。變頻改造后的供風(fēng)系統(tǒng)是在保留原降壓啟動控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加一套變頻調(diào)速系統(tǒng)與原控制系統(tǒng)并聯(lián)，形成的雙回路控制系統(tǒng)。其特點是雙控制回路互為備用可靠性高，設(shè)備檢修時不用停機，保障了生產(chǎn)的連續(xù)進行。關(guān)閉放風(fēng)門，通過改變電機的轉(zhuǎn)速來改變系統(tǒng)供風(fēng)量，從而達到節(jié)能降耗的目的。系統(tǒng)圖如下：

b 為方便窯面操作人員控制風(fēng)量，將變頻器設(shè)置為端子控制，控制信號引至窯面，在窯面裝一操作面板，通過操作面板便可控制風(fēng)機的啟停、調(diào)節(jié)供風(fēng)量，操作人員根據(jù)煅燒工況，可隨意調(diào)節(jié)風(fēng)量大小。操作面板上安裝有一轉(zhuǎn)速表，可指示風(fēng)機電機轉(zhuǎn)速。

接線圖如下：

2）：立窯卸料系統(tǒng)改造方案

將22KW的滑差調(diào)速電機的滑差頭鉆孔裝配螺絲，使電機軸與負載軸作硬性連接，如滑差電機快到使用壽命可更換成普通的籠形電機，改造后的電機通過變頻器來啟動和調(diào)度。盤塔式卸料裝置屬典型的恒轉(zhuǎn)矩負載，用變頻調(diào)速代替原來的滑差調(diào)速系統(tǒng)效率大大提高，下圖為兩種交流調(diào)速系統(tǒng)拖動恒轉(zhuǎn)矩負載所需的功率隨轉(zhuǎn)速變化的曲線，圖中斜線部分為兩系統(tǒng)所需功率之差，由下圖可知負載轉(zhuǎn)速越低，變頻系統(tǒng)節(jié)能效果越顯著。

四、改造收益

改造后用戶受益

a 改善生產(chǎn)工藝。

改造后可根據(jù)生產(chǎn)的不同階段平滑地調(diào)節(jié)供風(fēng)量，使保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。

b 改善生產(chǎn)環(huán)境。

由于變頻器可任意調(diào)節(jié)風(fēng)機電機轉(zhuǎn)速，因此可按所需風(fēng)量準(zhǔn)確調(diào)節(jié)風(fēng)量，無須旁路放風(fēng)，大大降低因排風(fēng)引起的噪音，減少水泥粉塵污染。

c 減少設(shè)備維護工作量。

由于變頻器具有軟起動功能，電機啟動時，無大電流沖擊，延長設(shè)備使用壽命，維護工作量大為減少。

d 節(jié)能降耗。

改造后節(jié)電效顯著，根據(jù)原設(shè)備及生產(chǎn)工藝狀況，節(jié)電率可達15%-40%，一般6～12個月可收回全部投資，投資回收周期短，綜合效益可觀。