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安邦信高壓變頻器在水泥旋窯風(fēng)機(jī)上的改造方案

時(shí)間:2007-12-05 11:50:00來(lái)源:mawei

導(dǎo)語(yǔ):?隨著經(jīng)濟(jì)改革的不斷深入,以及能源的危機(jī),節(jié)能降耗業(yè)已成為降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段之一。
1、引 言 在工業(yè)生產(chǎn)、發(fā)電、居民供暖、和水泥制造業(yè)中,風(fēng)機(jī)設(shè)備應(yīng)用范圍廣泛;其電能消耗和諸如閥門、擋板相關(guān)設(shè)備的節(jié)流損失以及維護(hù)、維修費(fèi)用約占到生產(chǎn)成本的7%~25%,是一筆不小的生產(chǎn)費(fèi)用開支。隨著經(jīng)濟(jì)改革的不斷深入,以及能源的危機(jī),節(jié)能降耗業(yè)已成為降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段之一。    一般情況下,采用風(fēng)門調(diào)節(jié)的風(fēng)機(jī),在兩者偏離10%時(shí),效率下降8%左右;偏離20%時(shí),效率下降20%左右;而偏離30%時(shí),效率則下降30%以上。對(duì)于采用調(diào)節(jié)風(fēng)門進(jìn)行調(diào)節(jié)風(fēng)量的風(fēng)機(jī),這是一個(gè)固有的不可避免的問(wèn)題??梢?jiàn),在水泥制造業(yè)中的高溫風(fēng)機(jī),窯尾風(fēng)機(jī)及循環(huán)風(fēng)機(jī)的用電量中,很大一部分是因風(fēng)機(jī)的型號(hào)與管網(wǎng)系統(tǒng)的參數(shù)不匹配及調(diào)節(jié)方式不當(dāng)而被調(diào)節(jié)風(fēng)門消耗掉的。因此,改進(jìn)離心風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)方式是提高風(fēng)機(jī)效率,降低風(fēng)機(jī)耗電量的最有效途徑。    我們以干法懸窯生產(chǎn)線的窯尾高溫風(fēng)機(jī)系統(tǒng)變頻改造為例,其窯燒成系統(tǒng)流程簡(jiǎn)圖如圖1所示。
旋窯是一個(gè)有一定斜度的圓筒狀物,預(yù)熱機(jī)來(lái)的料從窯尾進(jìn)入到窯中,借助窯的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)促進(jìn)料在旋窯內(nèi)攪拌,使料互相混合、接觸進(jìn)行反應(yīng),物料依靠窯筒體的斜度及窯的轉(zhuǎn)動(dòng)在窯內(nèi)向前運(yùn)動(dòng)。窯內(nèi)燃燒產(chǎn)生的余熱廢氣,在窯尾高溫風(fēng)機(jī)的作用下,通過(guò)預(yù)熱器對(duì)進(jìn)入窯尾前的生料進(jìn)行預(yù)熱均化,降溫后的余熱廢氣再通過(guò)高溫風(fēng)機(jī)抽出進(jìn)入廢氣處理(除塵及排出)。
2、使用過(guò)程存在的問(wèn)題 (1) 供風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)余量大:各風(fēng)機(jī)的擋板開度為55%以下,沒(méi)有滿負(fù)荷運(yùn)行。 (2) 現(xiàn)供風(fēng)系統(tǒng)供風(fēng)流量調(diào)節(jié)方式為通過(guò)擋板開度的大小來(lái)調(diào)節(jié),它是通過(guò)改變擋板的開度從而改變管網(wǎng)的風(fēng)阻來(lái)調(diào)節(jié)供風(fēng)流量的。還有的通過(guò)液力耦合器來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速改變供風(fēng)量,這種方式雖說(shuō)簡(jiǎn)單易行,但它存在很大的弊病。其中① 節(jié)能效果:液力耦合器節(jié)能效果低,在低速時(shí),有近3/4的能量被浪費(fèi)。大容量的設(shè)備還應(yīng)添加水冷系統(tǒng)。(液力耦合器是一種耗能型的機(jī)械調(diào)速裝置,調(diào)速越深(轉(zhuǎn)速越低)損耗越大,對(duì)于平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載,由于負(fù)載轉(zhuǎn)矩按轉(zhuǎn)速平方率變化,原傳動(dòng)輸入功率則按轉(zhuǎn)速的平方率降低,損耗功率相對(duì)小一些,但輸出功率是按轉(zhuǎn)速的立方率減小,調(diào)速效率仍然很低。)②安全性能:液力耦合器出現(xiàn)問(wèn)題后,必需停機(jī)維修,影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。③運(yùn)行精度: 力耦合器靠油量和負(fù)荷的拉動(dòng)調(diào)速,調(diào)速精度低,當(dāng)負(fù)荷變化時(shí),轉(zhuǎn)速隨之變化。④維護(hù)費(fèi)用: 液力耦合器在運(yùn)行一定時(shí)間后,需對(duì)液壓油進(jìn)行更換; (3) 現(xiàn)高壓電機(jī)多為水電阻啟動(dòng)起動(dòng),巨大的起動(dòng)電流(起動(dòng)電流一般為額定電流的3倍左右)會(huì)產(chǎn)生巨大轉(zhuǎn)矩沖擊,會(huì)使電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組及組尼繞組承受很高的熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力,致使電機(jī)籠條端環(huán)斷裂,鐵芯松弛,絕緣繞組擊穿等。這些情況會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)動(dòng)力設(shè)備的使用壽命減短,維護(hù)時(shí)間與維護(hù)費(fèi)用增加。 (4)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大,往往根據(jù)供風(fēng)的高低峰進(jìn)行人為調(diào)節(jié)。    3、高壓變頻器風(fēng)機(jī)改造方案      經(jīng)過(guò)對(duì)原系統(tǒng)進(jìn)行分析,對(duì)原系統(tǒng)的風(fēng)壓控制由原來(lái)的液力耦合器調(diào)節(jié)改為變頻器調(diào)節(jié),即取消原液力耦合器,將電機(jī)與液力耦合器之間用一連接軸取代液力耦合器連通,而由變頻器對(duì)電機(jī)本身進(jìn)行調(diào)速,最后達(dá)到調(diào)整窯尾預(yù)熱器(高溫風(fēng)機(jī)入口)的壓力為工況要求值。     變頻器設(shè)備接入用戶側(cè)高壓開關(guān)和擬改造電機(jī)之間,如圖2所示,變頻器控制接入原有的DCS系統(tǒng),由DCS系統(tǒng)來(lái)完成正常操作。
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圖2 變頻器連接圖
為了充分保證系統(tǒng)的可靠性,變頻器同時(shí)加裝工頻旁路裝置,可在故障時(shí)將電機(jī)切換至工頻狀態(tài)下運(yùn)行,且切換方式為自動(dòng)切換。變頻器故障時(shí),電機(jī)自動(dòng)切換到工頻運(yùn)行,這時(shí)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)升高,風(fēng)壓會(huì)發(fā)生很大變化,影響窯內(nèi)物料的煅燒質(zhì)量,故此時(shí)應(yīng)及時(shí)在DCS上對(duì)高溫風(fēng)機(jī)的風(fēng)門進(jìn)行及時(shí)調(diào)節(jié),降低風(fēng)機(jī)輸出風(fēng)量至工況要求值。      變頻器及其工頻旁路開關(guān)由變頻器整體配套提供。電機(jī)、高壓斷路保留了用戶原有設(shè)備。    4、改造注意事項(xiàng)     由于原電機(jī)控制為液力耦合器調(diào)速,為了安裝變頻器,必須重新設(shè)計(jì)變頻器專用房。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境,我們選擇在高壓配電室旁另建一變頻器專用房,此地方距高壓室較近,動(dòng)力電纜敷設(shè)方便。    由于現(xiàn)場(chǎng)灰塵較大,而變頻器為強(qiáng)迫風(fēng)冷,設(shè)備內(nèi)空氣流通量較大,為保障變頻器盡量少受外界灰塵的影響,在房間通風(fēng)設(shè)計(jì)上,設(shè)計(jì)了兩扇大面積專用進(jìn)風(fēng)窗,房間不另設(shè)其它窗口,基本上是密閉設(shè)計(jì)。通風(fēng)窗采用專用過(guò)濾棉濾網(wǎng),這樣使進(jìn)入變頻器室內(nèi)的空氣經(jīng)過(guò)通風(fēng)窗濾灰,進(jìn)入變頻器室內(nèi)的灰塵大大減小。    由于本變頻器功率較大,為保證足夠的通風(fēng)冷卻效果,在變壓器柜頂和功率柜頂分別獨(dú)立安裝了一整體風(fēng)罩,與各自的出風(fēng)口連成整體,保證變頻器整體冷卻通風(fēng)要求。    為減小安裝成本,動(dòng)力電纜保留了原高壓柜至電機(jī)的電纜,將電纜原接線由高壓柜牽至變頻器,再重新由高壓柜到變頻器敷設(shè)一根動(dòng)力電纜,由于變頻器房緊鄰高壓室,此電纜長(zhǎng)度較短。     變頻改造后,由于需要取消原液力耦合器,我們按照液力耦合器的聯(lián)接尺寸設(shè)計(jì)制作了一套直接連接軸來(lái)代替液耦。連接軸的基座安裝尺寸、軸連接中心尺寸、軸徑尺寸、軸與電機(jī)及風(fēng)機(jī)側(cè)的連接靠背輪均與原液耦一致,安裝時(shí),僅需將原液耦拆除,將連接軸代替液力耦合器,現(xiàn)場(chǎng)僅作少量調(diào)整即可達(dá)到安裝要求,而不用對(duì)風(fēng)機(jī)及電機(jī)作任何調(diào)整,安裝方便快捷。[/align]

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