一、概述

變頻調(diào)速器的出現(xiàn)為交流異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方式帶來(lái)了一場(chǎng)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(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)了工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化進(jìn)程。

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

我公司的工程技術(shù)人員針對(duì)中小型水泥廠(chǎng)機(jī)立窯供風(fēng)系統(tǒng)、機(jī)立窯卸料系統(tǒng)、水泥選粉系統(tǒng)進(jìn)行了長(zhǎng)期跟蹤專(zhuān)門(mén)研究，開(kāi)發(fā)出的變頻調(diào)速控制成套裝置通過(guò)幾十條水泥生產(chǎn)線(xiàn)實(shí)際應(yīng)用，以其設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝調(diào)試方便、保護(hù)功能完善、運(yùn)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(diǎn)贏得廣泛贊譽(yù)。

二、工藝要求

 1： 立窯螺茨風(fēng)機(jī)

      1.1：工況分析：

以恩平君堂水泥廠(chǎng)為例，該廠(chǎng)羅茨鼓風(fēng)機(jī)有兩臺(tái)，一臺(tái)電機(jī)的功率為215KW、額定電壓380V、額定電流415A；另一臺(tái)為185KW、額定電壓380V、額定電流367A。

立窯羅茨風(fēng)機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)一般考慮到最大生產(chǎn)量時(shí)需要的風(fēng)量，且留有一定的裕量，一般在20％左右，以延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)及電機(jī)的使用壽命。又在生產(chǎn)工藝過(guò)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(shí)就常會(huì)出現(xiàn)風(fēng)量過(guò)大，風(fēng)壓過(guò)高。

目前操作工人一般根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同階段來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)量，調(diào)節(jié)風(fēng)量的措施是在風(fēng)機(jī)出風(fēng)管上開(kāi)一放風(fēng)的風(fēng)門(mén)，調(diào)節(jié)放風(fēng)風(fēng)門(mén)的開(kāi)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(fèi)，且在放風(fēng)過(guò)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(guò)程“三平衡”（即加料、供風(fēng)、卸料三平衡），機(jī)立窯生產(chǎn)者普遍選用滑差電機(jī)作為盤(pán)塔式卸料裝置的動(dòng)力。該電機(jī)在同等條件下運(yùn)行較普通Y系統(tǒng)列電機(jī)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(lái)調(diào)整特性軟，是很不合適的。

目前該廠(chǎng)有卸料機(jī)2臺(tái)，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(jī)，實(shí)際運(yùn)行的轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/r，滑差調(diào)速電機(jī)屬典型的通過(guò)轉(zhuǎn)差率來(lái)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(jī)改造方案

針對(duì)以上的工況，我公司認(rèn)為可以采用以下的改造方案：

a 將原拖動(dòng)系改造為變頻調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)，兩套變頻調(diào)速拖動(dòng)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?jiǎn)?dòng)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(diǎn)是雙控制回路互為備用可靠性高，設(shè)備檢修時(shí)不用停機(jī)，保障了生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行。關(guān)閉放風(fēng)門(mén)，通過(guò)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)改變系統(tǒng)供風(fēng)量，從而達(dá)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(hào)引至窯面，在窯面裝一操作面板，通過(guò)操作面板便可控制風(fēng)機(jī)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(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速。

接線(xiàn)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(jī)的滑差頭鉆孔裝配螺絲，使電機(jī)軸與負(fù)載軸作硬性連接，如滑差電機(jī)快到使用壽命可更換成普通的籠形電機(jī)，改造后的電機(jī)通過(guò)變頻器來(lái)啟動(dòng)和調(diào)度。盤(pán)塔式卸料裝置屬典型的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，用變頻調(diào)速代替原來(lái)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(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載所需的功率隨轉(zhuǎn)速變化的曲線(xiàn)，圖中斜線(xiàn)部分為兩系統(tǒng)所需功率之差，由下圖可知負(fù)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(hù)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(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速，因此可按所需風(fēng)量準(zhǔn)確調(diào)節(jié)風(fēng)量，無(wú)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(hù)工作量。

由于變頻器具有軟起動(dòng)功能，電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，無(wú)大電流沖擊，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，維護(hù)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(dá)15%-40%，一般6～12個(gè)月可收回全部投資，投資回收周期短，綜合效益可觀。