引言

湖南韶峰水泥集團從實際出發，在分析、綜合、比較的基礎上，經充分論證，選用希望森蘭高壓變頻器，與湘潭亞太高科技節電有限公司聯手，對干法生產線窯頭排風機進行了高壓變頻改造，于2004年4月5日投入運行以來，改造效果非常顯著。

1、高壓變頻器特點及性能

1.1設計特點　SLANVERT高壓變頻調速裝置采用先進的無跳閘高功能型VVVF控制或矢量控制技術，據有以下的特點和性能：

（1）設計在充分考慮到我國電網供電的實際狀況，將輸入電壓的波動范圍增加到了±15%左右，有效化解了由于電壓波動和電網輸入諧波造成的可靠性問題。

（2）單元模塊單個旁路的設計和實現可以有效地保證在單個模塊出現故障之后，將該單元旁路退出整個系統。在降低額定轉速使用的情況下，可以有效保證風機、泵類負載的不間斷運行。

（3）整機旁路設計。一旦出現整機故障之后，可在毫秒級時間內變頻器由變頻狀態自動切換至工頻狀態（50Hz），也可根據要求手動切換至工頻狀態。

（4）具有各種電力電子級的完善保護，如過載過流、短路、三相不均衡、過熱等保護。特別是具有“3秒鐘高壓失電保護重啟運”功能，滿足電廠等用戶對高壓變頻器的特殊要求。

（5）標準化的單元模塊設計，使維護和更換十分方便，幾分鐘便可更換受損的功率模塊，大大提高了設備的工作效率。

1.2產品性能　采用低壓IGBT作為主要的功率器件，以多電平串聯技術為基礎的高壓變頻裝置，技術方案中主要采用作為成熟產品的低、中壓IGBT功率元器件（1200-3300V），從該類器件的各項技術性能、參數指標以及通過考察了解實際的應用情況來看，能夠滿足產品的使用功能及環境等各項要求，保證產品本身和使用者對可靠性的要求。

高壓變頻調速系統的功率單元結構上完全一致，可以互換，為基本的交－直－交單相逆變電路。整流側為二極管三相全橋，通過對IGBT逆變橋進行正弦PWM控制。

輸入側由移相變壓器向每個單元供電，移相變壓器的副邊繞組分為5組，構成30脈沖整流方式。這種多級移相疊加的整流方式可以大大改善電網側的電流波形，使其負載下的電網側功率因數接近1。

另外，由于變壓器副邊繞組的獨立性，使每個功率單元的主回路相對獨立，類似常規低壓變頻器，便于采用現有的成熟技術。

2、水泥廠窯頭排風機變頻調速運行特性分析

（1）水泥生產工藝中，需要經常通過調節窯頭排風機、預熱器高溫風機和窯尾排風機的風量大小來滿足工藝生產需要。由于窯況在變化，工藝在變化，風量就需要調整，窯頭排風機的風量調節是通過調節風門的大小來調節風量的，大量的能量無端地損失在擋風板上。

（2）窯頭排風機風門調節方式控制引風量變化，控制窯頭微負壓，調節精度差。因為開合度大小不與流量成比例，所以不能充分滿足工藝要求。同時啟動電流大，噪音大，因此工作效率低。

3、改造效果

韶峰水泥集團干法部生產線窯頭排風機、電機額定參數為：額定功率280kW，額定電壓6000V，額定電流36A，額定轉速583rpm，功率因數0.814。

由此可見，采用變頻變速方式取代風門調節后，每月可節約電費開支31752元。

設：280kW變頻調速的技術技術改造費用為80萬元，則投資回收期為：

T=80萬元÷31752元/月＝25月

即25個月左右可以收回設備投資，節電55%。