在水泥生產過程中，電能消耗非常大，電費在水泥生產成本中占了很大的比例。在水泥廠的工藝設備配置中，生料和熟料段風機功率約占設備功率的30%～40%左右，所以風機的電耗直接影響到水泥企業(yè)的生產成本。能控制好風機的電耗,特別是大型風機的電耗，對降低水泥生產成本,提高企業(yè)的經濟效益是十分可觀的。由于工況、產量的變化,系統(tǒng)所需的風量也隨之變化,選擇風量的調節(jié)方式對節(jié)能效果影響非常大，所以本文對大型風機調速方式的選擇進行探討。 一、風量調節(jié)方式比較 1.1　調節(jié)進口閥門 在通風系統(tǒng)中，通過調節(jié)風機進口管路上閥門的開度大小，可以調節(jié)風量的大小風量大小采用風閥或風門檔板調節(jié)，造成節(jié)流損失，風能利用率較低。風機滿負荷運轉，部分能耗就是白白地消耗在擋板上。 1.2　調節(jié)液力偶合器 液力偶合器是一種以液體（多數是油）為工作介質,利用液體傳遞能量的傳動裝置。通過改變液力偶合器工作腔內液體的充滿度，就可以改變液力偶合器所傳遞的轉矩和輸出軸的轉速，使液力偶合器電機端和風機端的轉速不一致，從而在電動機速度不改變的條件下對風機調速，實現(xiàn)調節(jié)風量的目的。電機輸出功率可用下式表示： 　　P=Pj/η+Ps（1） 　　Pj2=Pj1（n2/n1）3（2） 　　PS=Pe×（3%～5%）（3） 　　η=Nf/Nd（4） 　　P：電機輸出功率 　　Pe: 電機額定功率 　　Pj：風機軸功率 　　Pj1：轉速n1時風機軸功率 　　Pj2：轉速n2時風機軸功率 　　Ps：液力偶合器的各種損耗 　　η：液力偶合器傳動效率 　　Nf：液力偶合器風機端轉速 　　Nd：液力偶合器電機端轉速 采用液力偶合器具有初期投資小、沒有電磁干擾、占地面積小等優(yōu)點。由于液力偶合器在調節(jié)過程中要產生轉差功率損耗、容積損耗、機械損耗，這些損耗所產生的熱量需要大量冷卻介質來冷卻。而液力偶合器傳動效率等于轉速比，速度越低，液力偶合器效率越低。從式（1）～（4）可以看出,液力偶合器節(jié)能效果不太理想。它主要有以下一些不足: 1）效率低，損耗大。 　　2）調速精度低，速度響應慢，轉速不穩(wěn)定，滑差大，有時丟轉。 　　3）可靠性低，偶合器損壞后造成系統(tǒng)停車，無法啟動設備，必須停車檢修。 1.3、變頻調速： 隨著大功率整流器件制造工藝的進一步發(fā)展。商家生產的變頻器普遍采用全新的IGBT（絕緣柵型雙極型）管，它的一個突出優(yōu)點就是具有較高的切換頻率，即通斷時間短。高的切換頻率使電機帶大負載容量的能力得到提高，使電機制損減小。變頻器一般可分為交-直-交及交-交兩處。變頻器的可控功率范圍從0.2～1500kW，甚至到1700kW。從這一范圍來看，水泥生產線上要求調速的各工藝環(huán)節(jié)都能得到滿足。 從應用情況來看，變頻調速器用于水泥生產企業(yè)有四個突出優(yōu)點： （1）可滿足調速的工藝要求，變頻調速器調速范圍均在10：1以上，而水泥生產工藝過程中調速范圍在10：1范圍內即可完全滿足要求。 （2）全球實現(xiàn)自動化控制，由于變頻器本身是由一個16（或32）位微處理器所控制，設有RS485（或422）、A/D輸入。D/A輸出接口，為自動控制（與上位機聯(lián)網）創(chuàng)造了充分的條件。 （3）獲得可觀的節(jié)能效果。如在較大功率（15kW以上）風機、泵類的應用中尤為明顯，可節(jié)電1/4以上。 （4）降低工人的勞動強度，由于調整系統(tǒng)整體可靠性提高，故障率低，免維護周期較長，可減輕有關維護人員的工作量。 二、如何選用變頻調速器 　 變頻器與其它產品一樣，也具有較多的品牌及種類。在如何選用這個問題上當然需要了解價格、產品質量，便更應了解變頻器的技術特性。按其控制方式的不同可分為通用型和工程型兩大類，除價格差異外，通用型變頻器在技術特性上與工程型變頻器存在較大差異。通用型變頻器一般采用V/f曲線控制方案，在電機高速運轉時，氣隙磁通φ基本恒定。則可滿足設備恒功率（或恒轉矩）的運行特性。但在低速時，由于氣隙磁通下降，故最大轉矩也下降，難以滿足恒功率要求，通用型變頻器一般采用給定閉環(huán)控制方式，動態(tài)響應速度相對較慢。而工程型變頻器則在其內部通過檢測設有自動補償、自動限制的環(huán)節(jié)，在設備低速運轉時也可保持好的轉矩特性，可實現(xiàn)真正意義上的閉環(huán)控制。工程型變頻器通常有三種控制設定方式可選： （1）開環(huán)控制方式，同通用型； （2）帶轉差補償，即當負載突降時，則給定可自動補償； （3）裝機/裝柜型，功率45～200kW，需要附加電路及整體固定殼體，體積較為寵大，占用空間相相對較大； （4）柜型，控制功率45～1500kW，除具備裝機/裝柜型特點外，與之比較占用空間更大，選擇時可根據受控電機功率及現(xiàn)場安裝條件選用適合類型。從變頻器的電壓等級來看，有1AC 230V；也有3AC 208～230V、380～460V、500～575V、660～690V等級，應根據要求來做出正確的選擇。從變頻范圍及精度要求而言，變頻器有FC（頻率控制），調速范圍1：25；VC（矢量控制），調速范圍1：100～1：1000；SC（伺服控制），調速范圍1：4000～1：10000；在水泥生產線上一般選用FC方式即可滿足生產要求。兼顧上述四點要求的前提下，可根據生產的現(xiàn)場情況做出完全符合要求的正確選擇。 三、變頻器在水泥廠生產線現(xiàn)場安調運行中的幾個問題 1 變頻器現(xiàn)場安裝的技術措施 　 在安裝過程中，技術保障是首要的，特別需要注意的是要根據某個調速環(huán)節(jié)中變頻器的數量，集中（或分散）做好技術準備工作。在石灰石破碎喂料、各風機、水泵、回轉窯、窯尾生料喂料、窯頭喂煤、生料磨、水泥磨選粉機等調速環(huán)節(jié)，由于變頻器單臺裝置相對分散，相互之間的干擾小，不影響正常使用。但在某些生產環(huán)節(jié)，如生、熟料配料系統(tǒng)等，要求多臺變頻器安裝在同一電控室的某一個控制屏內。由于變頻器本身是一個強干擾源，正常工作時產生高次諧波，相互之間以及對主控設備（上位機系統(tǒng)）的干擾在所難免，而控制系統(tǒng)信號傳輸多為低太直流（0～5V）方式，必須采用有關抗干擾措施以保證系統(tǒng)正常工作。在生產現(xiàn)場條件好的，除嚴格按照要求對于擾源做好屏蔽外，控制信號傳輸采用電流（4～20mA）方式，可有效降低干擾對系統(tǒng)的影響，滿足生產需求。生產現(xiàn)場條件差的，除必須用屏蔽作為與變頻器采樣及控制信號的連接線并對信號線屏蔽網做好單獨的專門接地，可有效抑制干擾，在實施上述措施后仍不可避免強干擾而影響系統(tǒng)正常使用的，應考慮更換變頻器。 2 變頻器的參數設置及調試 做好變頻器參數的設置及調試，是設備正常運轉的一個根本保障措施?，F(xiàn)場中出現(xiàn)的許多問題，往往是參數的設置問題，而與設備本身無關，由此可風合理正確設置參數很重要。 （1）基本參數的設置。基本參數包括電機銘牌上的額定功率、電壓、電流、轉速、頻率等。 （2）要根據生產工藝的要求做好其它參數的設置。變頻器一般都有幾十上百個可設置的參數，實際運用中可采用大多數出廠設置，僅對少數作特殊設定即可滿足生產要求。如在要求重載啟動的環(huán)節(jié)，則必須設定起動提升參數，可以通過設置一個額外的電壓提升在電機額定電流0～250%的范圍內提升起動電流，以達到設備順利起動。