前言：隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各行各業(yè)都有了快速的發(fā)展，水泥作為國民經(jīng)濟(jì)中的基礎(chǔ)行業(yè)占據(jù)著重要地位，但經(jīng)濟(jì)的發(fā)展快于中國電力的增長速度，直接導(dǎo)致中國能源電力供應(yīng)緊張，據(jù)報(bào)道全國2004年有26個(gè)省發(fā)生拉閘限電，由此可見目前節(jié)能降耗對國家對企業(yè)的重要性，在此向大家介紹變頻器在水泥行業(yè)的具體應(yīng)用情況。 1 、在立窯風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用 我國水泥廠大多數(shù)立窯配備135—215 KW的羅茨風(fēng)機(jī)，傳統(tǒng)的風(fēng)量控制方法是依靠風(fēng)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于羅茨風(fēng)機(jī)的供風(fēng)量是較為恒定的，而煅燒時(shí)根據(jù)窯內(nèi)的情況需要隨時(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)量。當(dāng)窯內(nèi)需要減少風(fēng)量時(shí)，是通過放風(fēng)閥放走多余的風(fēng)量，造成能源浪費(fèi)。 水泥廠立窯煅燒熟料所耗的電能中，羅茨風(fēng)機(jī)的電能占60% 左右，隨著電價(jià)的調(diào)整，電費(fèi)在水泥生產(chǎn)成本中所占的比例越來越高，因此降低鼓風(fēng)機(jī)的能源消耗成為提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要一環(huán)。 對羅茨風(fēng)機(jī)可由變頻器改變風(fēng)機(jī)的供電電源頻率進(jìn)行無級調(diào)速來調(diào)節(jié)風(fēng)量，煙臺三星水泥廠于2001年對該廠220 KW，180 KW立窯風(fēng)機(jī)進(jìn)行了改造，節(jié)電率高達(dá)61%。同類行業(yè)還有煙臺東亞水泥廠、 煙臺塔峰實(shí)業(yè)公司。 煙臺三星水泥廠在180KW，220KW風(fēng)機(jī)上采用惠豐變頻器前后對比表 2 、在離心風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用 有些水泥廠是采用高壓離心式風(fēng)機(jī)進(jìn)行供風(fēng)，該種水泥窯的風(fēng)量調(diào)節(jié)是通過風(fēng)門開啟度對風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。對離心風(fēng)機(jī)的變頻調(diào)速改造同樣有巨大的節(jié)能潛力。這是因?yàn)殡x心式風(fēng)機(jī)設(shè)備的流量與轉(zhuǎn)速的成正比，壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。因此在調(diào)節(jié)風(fēng)量或流量時(shí)，如降低20%的風(fēng)量或流量，功耗則會下降50%。但是必須注意，轉(zhuǎn)速與壓力是成平方關(guān)系，當(dāng)轉(zhuǎn)速下降20%時(shí)，壓力則會下降60%，因此在改造離心風(fēng)機(jī)時(shí)要特別注意工藝要求的壓力范圍，不能象羅茨風(fēng)機(jī)那樣，不用考慮轉(zhuǎn)速與風(fēng)壓的關(guān)系。 3 、在立窯卸料機(jī)上的應(yīng)用 立窯卸料機(jī)老式控制通常采用滑差調(diào)速電機(jī)，轉(zhuǎn)速通常在300～1000rpm（工藝上根據(jù)窯的情況，對卸料速度進(jìn)行控制的）。采用變頻調(diào)速的方法取代滑差電機(jī)，經(jīng)過以上廠家應(yīng)用結(jié)果表明，平均節(jié)能達(dá)35%左右，這是因?yàn)榛钫{(diào)速是一種耗能的低效調(diào)速方法。 由下列公式可知： 滑差電機(jī)主電機(jī)軸的輸出功率：P0=KM0N0 （P0表示輸出功率，M0表示負(fù)載轉(zhuǎn)速，N0表示電機(jī)轉(zhuǎn)速，K為常數(shù)） 滑差頭輸出功率P1=KM0N1 （P1表示輸出功率，N1表示滑差頭轉(zhuǎn)速） 滑差頭損耗功率：P=P0-P1=KM0（N0—N1） 4 、在空氣壓縮機(jī)上的節(jié)能應(yīng)用 空氣壓縮機(jī)恒壓供氣使用變頻器與壓力控制構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，使壓力波動減少1.5%，降低噪音、減少振動。保證設(shè)備長期穩(wěn)定運(yùn)行，從而減少了設(shè)備維護(hù)工作量，延長了設(shè)備使用壽命。用變頻器后，空壓機(jī)可在任何壓力下隨意起動，打破了以前不允許帶壓起動的規(guī)定，起動電流也較以前大大降低。通過煙臺三星水泥廠使用變頻器后的實(shí)測，壓縮機(jī)節(jié)電率約在20%左右，比節(jié)電率較大的風(fēng)機(jī)低，但壓縮機(jī)的電動機(jī)功率都較大，從幾十瓦直到幾百瓦甚至幾千瓦，其節(jié)電量值較大，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著，同時(shí)控制水平大為提高，可使壓縮空氣的壓力始終保持恒定，用戶感到十分滿意。總之壓縮機(jī)使用變頻實(shí)現(xiàn)節(jié)能計(jì)改項(xiàng)目使值得推廣的。（附改造前后空壓機(jī)能耗對比表） 5 、在預(yù)加水成球系統(tǒng)中的應(yīng)用 預(yù)加水成球技術(shù)在立窯水泥廠中應(yīng)用相當(dāng)普遍。它對提高成球質(zhì)量，改善煅燒操作條件，提高立窯熟料產(chǎn)量和質(zhì)量方面有十分明顯的效果。結(jié)合微機(jī)雙回路調(diào)節(jié)器，它能實(shí)現(xiàn)水料比例自動跟蹤，自動調(diào)節(jié)，做到恒壓供水。調(diào)節(jié)及時(shí)，極大地減輕了工人的勞動強(qiáng)度，同時(shí)也改善了成球質(zhì)量，使預(yù)加水系統(tǒng)真正起到預(yù)濕成球的作用，為立窯生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的熟料創(chuàng)造了條件 6 、在選粉機(jī)上的應(yīng)用 旋風(fēng)式選粉機(jī)是選粉機(jī)的一種常用機(jī)型，煙臺三星水泥原來就是采用此設(shè)備，原設(shè)計(jì)為75KW滑差電機(jī)拖動，優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速系統(tǒng)簡單。價(jià)格低廉，有一定的調(diào)速范圍。但缺點(diǎn)也較多：電機(jī)噪音高、振動大，能耗高、無功損耗大、軸承故障率特別高?；羁刂破靼惭b于粉塵較多電機(jī)旁邊，工作環(huán)境惡劣，工作時(shí)常需要帶負(fù)荷起動,經(jīng)常發(fā)生不能調(diào)速和突然失速等故障，現(xiàn)場維修量大，影響生產(chǎn)的安全運(yùn)行。 針對上述情況，該公司決定進(jìn)行變頻改造：實(shí)際測量，選粉機(jī)改造前，運(yùn)行速度在594r/min時(shí)，輸入電壓385V，輸入電流74A，功率因數(shù)0.82，故輸入功率為40KW左右；改造后，運(yùn)行速度在594r/min時(shí)，輸入電壓387V，輸入電流20A，（熱繼電器也做了相應(yīng)調(diào)整，將額定保護(hù)電流放大），功率因數(shù)0.92（變頻器加裝了直接電抗器）輸入功率為12KW左右。改造后三年沒發(fā)生過任何故障，保證了生產(chǎn)的安全運(yùn)行，大大減少了維護(hù)工作量和維修費(fèi)用，而且節(jié)能效果十分顯著達(dá)到60%左右。 變頻器在水泥廠的應(yīng)用還不止這些，比如說回轉(zhuǎn)窯球磨機(jī)、卸料圓、盤給料機(jī)、雙管絞刀裙、煤絞刀等一切需交流調(diào)速的設(shè)備都可以采用變頻調(diào)速器 從以上應(yīng)用情況可以看出，水泥廠使用變頻器有以下特點(diǎn)： 1 滿足調(diào)速的工藝要求：變頻調(diào)速器的調(diào)速范圍在10：1以上，而水泥生產(chǎn)工藝過程中調(diào)速范圍在10：1范圍內(nèi)即可滿足要求。 2． 實(shí)現(xiàn)自動化控制，由于變頻器本身是由一個(gè)16（或32）位微處理器所控制，設(shè)有RS485（或422），A/D輸入，D/A輸出接口，為自動控制（與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)）創(chuàng)造了充分的條件。 3．實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，降低生產(chǎn)成本。 4. 降低工人的勞動強(qiáng)度，由于調(diào)速系統(tǒng)整體可靠性提高，故障率低，免維護(hù)周期較長，可減輕有關(guān)維護(hù)人員的工作量。 5． 提高產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)量 全國大大小小水泥廠過萬家，電機(jī)容量具大，因此對于水泥廠這種高能耗的企業(yè)，我們可以廣泛的實(shí)行節(jié)能降耗改造，對企業(yè)大有裨益。