紙機設備變頻調(diào)速節(jié)能改造
時間:2009-03-27 15:42:57來源:ronggang
導語:?采用變頻器進行調(diào)節(jié),可以大量減少損耗,節(jié)約電能經(jīng)濟利益十分明顯,值得企業(yè)大力推廣。
造紙企業(yè)是高能耗企業(yè)每噸紙所耗電能在500度以上,電能消耗十分嚴重,從設備和類型看50%以上為風機,泵類負載,而這些設備目前基本上是采用閥門或擋板來調(diào)節(jié)風量或液體流量的,大量的能量消耗在閥門或檔板上,采用變頻器進行調(diào)節(jié),可以大量減少損耗,節(jié)約電能經(jīng)濟利益十分明顯,值得企業(yè)大力推廣。
目前大多數(shù)制漿、造紙工業(yè)的裝機容量大,但設備陳舊,尤其是調(diào)速方式較為落后,低轉(zhuǎn)速設備較多,需要調(diào)速的設備有碎漿機,推進器、纖維分離機、篩漿機、鍋爐風機/泵、涂布循環(huán)風機和造紙總軸傳動等。造紙是一個連續(xù)生產(chǎn)的過程,因此生產(chǎn)線的連續(xù)和造紙成本高,成為了制約成品紙質(zhì)量和產(chǎn)量的瓶頸。直流調(diào)速系統(tǒng)在紙機的發(fā)展史上占有重要的地位,但由于直流電機存在維護難、抗環(huán)境能力差等缺點,逐步將會大量減少。
◆ 整流子磨損嚴重, 燒毀整流子的故障, 導致停機時間長;
◆ 直流電機維修困難多, 要求高, 修理費用也高;
◆ 測速發(fā)電機易磨損,造成傳動系統(tǒng)精度低;
◆直流調(diào)速控制系統(tǒng)復雜, 調(diào)試困難, 一般技工很難調(diào)出好的機器。
交流變頻調(diào)速技術以其卓越的調(diào)速性能、顯著的節(jié)電以及在國民經(jīng)濟領域的廣泛適用性,而被公認為是一種最有前途的交流調(diào)速方式。它不但具有直流電機優(yōu)良的調(diào)速性能,同時具有交流電機簡單、可靠,因而逐漸被廣泛應用。它具有自診斷、自保護能力,使用維護簡單,運行可靠,擴展性能強,若應用微機程序控制不但可以獲得良好的調(diào)速性能,而且還可采用計算機現(xiàn)場總線結構,可以實現(xiàn)自動化過程控制,計算機群控等。
為了提高產(chǎn)量和質(zhì)量,降低物耗和能耗,確保安全可靠生產(chǎn),提高設備的自動化水平,根據(jù)工藝要求,對設備應進行技術性的改造,選萬盛達型先進的交流變頻調(diào)速裝置,其主要的優(yōu)點有如下幾點:
◆ 變頻器體積小重量輕,不必加設控制盤,安裝容易,調(diào)試簡單,操作方便, 噪音小無振動。
◆ 調(diào)速精度高,當負荷和網(wǎng)絡電壓變化時(340~420V)其電機轉(zhuǎn)速無變化,適應性很強
◆ 具有齊全的保護機能,而且集成度高,所以可靠性高,變頻器具有自診斷功能,檢修方便,大大減少停機的時間,自然而然地提高了生產(chǎn)的產(chǎn)量。
◆ 具有良好的節(jié)電效果,風機,泵類負載可節(jié)電30%左右,聯(lián)動可節(jié)電8~25%左右,投資回收周期短。
◆ 實現(xiàn)無級調(diào)速,起動電流小,對機械和電網(wǎng)無沖擊,非常適用于軟啟動的設備,如復卷機,壓光機等。
紙業(yè)變頻調(diào)速技術控制方案選擇
就地控制:一對一分散控制、現(xiàn)場操作盤、技術簡單、調(diào)速性能好、故障率低、工程可逐步實施投資少,不能達到現(xiàn)代化工廠監(jiān)控水平要求,對操作人員水平要求不高。很適用于國內(nèi)中小企業(yè)技術改造項目。
中央監(jiān)控:一對一總線集中監(jiān)控站、現(xiàn)場操作盤、流程監(jiān)控、操作員站OS、工程師站ES,具有現(xiàn)代化工廠監(jiān)控先進水平配置。技術復雜、調(diào)速性能好、故障率高、工程實施須一步到位、投資大、對操作人員水平要求高。適用于國內(nèi)大中型企業(yè)新建或技術改造項目。
就地控制系統(tǒng)組成
造紙行業(yè)分為上游產(chǎn)業(yè):紙漿廠,中游產(chǎn)業(yè):文化用紙,工業(yè)用紙,下游產(chǎn)業(yè):印刷與包裝紙箱等工廠.上游產(chǎn)業(yè)使用風機水泵較多,另有紙漿泵與離心脫水機等數(shù)量較多,節(jié)電潛力較高,平均節(jié)電率可達20%左右;中游產(chǎn)業(yè)主要為造紙機,如為工業(yè)用紙則須采用高精度閉 環(huán)控制系統(tǒng)比例聯(lián)動,工業(yè)用包裝用紙則采用一般開環(huán)無速度傳感器矢量控制技術交流連動驅(qū)動系統(tǒng);下游產(chǎn)業(yè)如為文化用紙印刷則采用高精度閉 環(huán)控制系統(tǒng)比例連動,工業(yè)包裝紙箱則采用一般開環(huán)無速度傳感器矢量控制技術交流連動驅(qū)動系統(tǒng).。
◆ 三相異步交流電機
聯(lián)動三相異步交流電機加裝編碼器可對其進行速度檢測,閉環(huán)控制,可滿足轉(zhuǎn)速高精度要求,運行可靠,維修方便,故障率低,效率高。
◆ 選用萬盛達型交流變頻調(diào)速裝置
變頻調(diào)速裝置不僅具有矢量控制高功能變頻器的優(yōu)點,而且自帶PID調(diào)節(jié)裝置和可編程接口控制器,使構成控制系統(tǒng)簡捷方便,可靠性高,適用范圍大,用戶界面好,使得組成系統(tǒng)成本低。內(nèi)含矢量控制高功能變頻器,具有傳動精度高,動態(tài)性能好,響應速度快的,閉環(huán)控制系統(tǒng)精度可達3‰,能滿足抄造薄頁紙的要求。
為了防止變頻器輸出的電磁輻射,避免諧波干擾影響控制精度。裝置內(nèi)設有輸入、輸出AC電抗器和功率因數(shù)校正DC電抗器。
速度給定采用數(shù)字脈沖給定。在變頻調(diào)速系統(tǒng)中一般均采用模擬電壓給定,由于模擬信號較容易受到外界的電氣干擾,直接影響紙機的傳動精度和穩(wěn)定性,為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,增強抗干擾能力,為此,采用PLC進行編程,將變頻系統(tǒng)中的給定裝置選定為脈沖計數(shù)給定,即數(shù)字給定。采用脈沖計數(shù)給定后,紙機的傳動控制幾乎不受外界干擾,從而使紙機傳動的穩(wěn)定性和抗干擾能力得以提高。
◆ 在變頻調(diào)速控制系統(tǒng)中設置了速度鎖定指令開關
在紙機的抄造過程中,不可避免地會出現(xiàn)一些操作,這給直接影響到抄造紙頁的質(zhì)量,按工藝調(diào)整好的車速,如果誤操作,使車速改變,使得紙張的定量也隨之改變。因此,為了避免誤操作,在系統(tǒng)中設置了速度鎖定指令開關,保證給定信號的可靠性,提高了紙機的傳動精度和穩(wěn)定性。
◆ 速度級聯(lián)控制
多傳動控制通常采用分步傳動。即選取一個主速度控制點,其余傳動點采用相對速度增量控制。根據(jù)工藝要求,我們選取干部烘缸為主速度控制點,濕部(網(wǎng)部)伏輥為從動點,通過現(xiàn)場操作臺增量按鈕的操作,可以隨意設定各傳動點的相對增量值,保證所有傳動的同步性,并實時顯示該傳動的實際車速。
◆ 安全設計
為了使本系統(tǒng)具有快速響應,又具有快速制動功能(以防萬一,如設備、人身發(fā)生異外須緊急停車等),為此在變頻器中加裝制動單元組件,避免再生電流損壞變頻器。
◆ 現(xiàn)場操作盤
為了便于操作人員控制工藝參數(shù),將所有紙機傳動的控制按鈕和顯示儀表都安置在操作臺上,有利于工人觀察紙機的運行情況, 有利于控制生產(chǎn)工藝。其上安裝有現(xiàn)場操作盤、安全開關和急停等,OP可分別對多個傳動點進行操作和控制,數(shù)字式操作,操作顯示和故障診斷,操作功能有運行、停止、速度設定、張力設定、負荷分配設定、并有故障顯示。
◆ 系統(tǒng)精度控制方式
速度控制:靜態(tài),額定轉(zhuǎn)速情況下24h偏差自校正控制
24h張力偏差自校正控制
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