摘  要：本文主要介紹了英威騰CHH100高壓變頻器在水泥廠旋窯生產線生料磨排風機上應用的情況，對其實際節電情況及磨機變頻改造的可行性進行分析。

　　關鍵詞：高壓變頻  生料磨排風機  節能

一、引言

　　在水泥製造行業,某些功率大、連續運行的設備耗電量高，是水泥製造成本高居不下的一個重要因素。據統計在水泥製造成本中
，電費成本約占總成本的30%左右。對於一條水泥生產線，其中有25%～30%的電能是用於拖動各種類型風機上。因此，應用變頻技術，對耗電大的設備做一些工藝上的節能改造,以期來降低水泥的製造成本,可(ke)提(ti)高(gao)經(jing)營(ying)上(shang)的(de)利(li)潤(run)空(kong)間(jian)和(he)市(shi)場(chang)競(jing)爭(zheng)力(li)。隨(sui)著(zhe)水(shui)泥(ni)行(xing)業(ye)競(jing)爭(zheng)的(de)日(ri)益(yi)加(jia)劇(ju)，生(sheng)產(chan)成(cheng)本(ben)的(de)高(gao)低(di)決(jue)定(ding)了(le)水(shui)泥(ni)企(qi)業(ye)在(zai)市(shi)場(chang)競(jing)爭(zheng)的(de)地(di)位(wei)。因(yin)此(ci)降(jiang)低(di)水(shui)泥(ni)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)電(dian)能(neng)消(xiao)耗(hao)越(yue)來(lai)越(yue)引(yin)起(qi)了(le)業(ye)界(jie)的(de)重(zhong)視(shi)。

二、工況分析

　　水泥生產過程中，每生產1噸矽酸鹽水泥至少要粉磨3噸物料（包括各種原料、燃料、熟料、混合料、石膏），據統計
，幹法水泥生產線粉磨作業需要消耗的動力約占全廠動力的60%以上，其中生料粉磨占30%以上，煤磨占約3%，水泥粉磨約占40%。因此
，合理選擇粉磨設備和工藝流程，優化工藝參數
，正確操作
，控製作業製度，對保證產品質量、降低能耗具有重大意義。 生料磨製主要工藝流程如下圖1所示。

　　

　　圖1 生料磨製工藝流程

　　在(zai)水(shui)泥(ni)行(xing)業(ye)生(sheng)料(liao)磨(mo)風(feng)機(ji)承(cheng)擔(dan)了(le)將(jiang)生(sheng)料(liao)幹(gan)燥(zao)和(he)輸(shu)送(song)到(dao)生(sheng)料(liao)庫(ku)的(de)作(zuo)用(yong)，有(you)些(xie)現(xian)場(chang)根(gen)據(ju)生(sheng)產(chan)的(de)情(qing)況(kuang)和(he)生(sheng)料(liao)庫(ku)生(sheng)料(liao)的(de)情(qing)況(kuang)經(jing)常(chang)啟(qi)停(ting)生(sheng)料(liao)磨(mo)

，另(ling)生(sheng)料(liao)磨(mo)排(pai)風(feng)機(ji)運(yun)行(xing)主(zhu)要(yao)是(shi)通(tong)過(guo)控(kong)製(zhi)調(tiao)節(jie)入(ru)口(kou)閥(fa)門(men)來(lai)調(tiao)整(zheng)風(feng)機(ji)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)以(yi)滿(man)足(zu)工(gong)況(kuang)需(xu)要(yao)，在(zai)閥(fa)門(men)調(tiao)節(jie)過(guo)程(cheng)中(zhong)會(hui)帶(dai)來(lai)一(yi)係(xi)列(lie)問(wen)題(ti)：

　　1) 采用風機定速運行，閥門調整節流損失大

、管網損失嚴重、係統效率低，造成能源的浪費。

　　2) 長期的30～40%左右的低閥門開度
，加速閥門自身磨損，導致閥門控製特性變差。

　　3) 壓力過高威脅係統設備密封性能，嚴重時導致閥門泄漏，不能關嚴等情況發生。

　　4) 設備使用壽命短、日常維護量大、維修成本高、造成各種資源的極大浪費。

　　5) 頻(pin)繁(fan)啟(qi)停(ting)生(sheng)料(liao)磨(mo)風(feng)機(ji)，工(gong)頻(pin)啟(qi)動(dong)時(shi)啟(qi)動(dong)電(dian)流(liu)大(da)，對(dui)電(dian)網(wang)的(de)衝(chong)擊(ji)很(hen)大(da)
，導(dao)致(zhi)電(dian)機(ji)絕(jue)緣(yuan)受(shou)到(dao)影(ying)響(xiang)設(she)備(bei)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)縮(suo)短(duan)，日(ri)常(chang)維(wei)護(hu)量(liang)大(da)
，維(wei)修(xiu)成(cheng)本(ben)高(gao)。

　　解(jie)決(jue)上(shang)述(shu)問(wen)題(ti)的(de)重(zhong)要(yao)手(shou)段(duan)之(zhi)一(yi)是(shi)采(cai)用(yong)變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)。利(li)用(yong)高(gao)壓(ya)變(bian)頻(pin)器(qi)對(dui)風(feng)機(ji)電(dian)機(ji)進(jin)行(xing)變(bian)頻(pin)控(kong)製(zhi)
，實(shi)現(xian)風(feng)機(ji)流(liu)量(liang)的(de)變(bian)負(fu)荷(he)調(tiao)節(jie)。這(zhe)樣(yang)，不(bu)僅(jin)解(jie)決(jue)了(le)電(dian)機(ji)直(zhi)起(qi)、控製閥調節線性度差、純滯延大等難以控製的缺點，而且提高了係統運行的可靠性；更(geng)重(zhong)要(yao)的(de)是(shi)減(jian)輕(qing)了(le)擋(dang)板(ban)的(de)磨(mo)損(sun)，降(jiang)低(di)了(le)係(xi)統(tong)對(dui)風(feng)道(dao)管(guan)路(lu)密(mi)封(feng)性(xing)能(neng)的(de)破(po)壞(huai)，延(yan)長(chang)的(de)設(she)備(bei)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)
，維(wei)護(hu)量(liang)減(jian)小(xiao)
，改(gai)善(shan)了(le)係(xi)統(tong)的(de)經(jing)濟(ji)性(xing)，節(jie)約(yue)能(neng)源(yuan)
，為(wei)降(jiang)低(di)廠(chang)用(yong)電(dian)率(lv)提(ti)供(gong)了(le)良(liang)好(hao)的(de)途(tu)徑(jing)。

三、係統方案

　　3.1 一次主回路圖

　　變頻控製為一拖一方案，配備一台變頻器。變頻調速係統接於6kV電壓等級的主動力電源係統，用於電動機的變頻調速。為增加運行安全性，變頻係統增加旁路

，設計方案如圖2：

　　

　　圖 2 變頻一拖一示意圖

　　此方案是手動旁路的典型方案,原理是由3個高壓隔離開關QS1、QS2和QS3組成（見上圖）。要求QS2和QS3不能同時閉合，在機械上實現互鎖。變頻運行時，QS1和QS2閉合
，QS3斷開；工頻運行時，QS3閉合，QS1和QS2斷開。

　　為了實現變頻器故障保護
，變頻器對現場高壓斷路器QF進行連鎖，一旦變頻器故障
，變頻器跳開QF。電機工頻運行時
，變頻器允許QF合閘，撤消對QF的跳閘信號
，使電機能正常通過QF合閘工頻啟動。

四
、具體使用效果

　　4.1 設備主要參數

　　1) 生料磨排風機

　　　　2) 電動機

　4.2  變頻改造前後生料磨排風機運行參數統計

　　1) 改造前數據(全年數據)

　　　2) 改造後數據

　4.3  節電效果計算

　　根據排風機在不同控製方式下的流量－負載關係曲線和現場運行的負荷變化情況進行計算。

　　

　　1) 改造前單耗

　　DH0（全年產品單耗）=W0（全年用電量）÷C0（全年產量）

　　                          =2651280÷488588= 5.43 kwh/T

　　2) 改造後電耗

　　W（月電量）=（本月表底－上月表底）×倍率

　　1）3月份W3=（3月31日表底－2月28日表底）×倍率

　　=（9207.7－ 9116）×1200= 110040 kwh

　　2）4月份W4=（4月30日表底－3月31日表底）×倍率

　　               =（9392.534－9207.7）×1200=221800.8 kwh

　　3）5月份W5=（5月31日表底－4月30日表底）×倍率

　　               =（9581.475－9392.534）×1200=226729.2 kwh

　　4）6月份W6=（6月30日表底－5月31日表底）×倍率

　　               =（9769.659－9581.475）×1200=225820.8 kwh

　　3) 產量：C

　　1）3月份 C3 =27115 T

　　2）4月份 C4=57305 T

　　3）5月份 C5=59338 T

　　4）6月份 C6=52027 T

　　4) 單耗

　　DH（單耗）=W（用電量）÷C（產量）

　　（1）3月份  DH3=W3÷C3== 4.06 kwh/T

　　（2）4月份  DH4=W4÷C4== 3.87 kwh/T

　　（3）5月份  DH5=W5÷C5== 3.82 kwh/T

　　（4）6月份  DH6=W6÷C6== 4.34 kwh/T

　　5) 節電率

　　δ=（全年產品單耗－2007年月單耗）÷全年產品單耗×100%

　　=（DH0－DH）÷DH0×100%

　　(1) 3月份   δ3 =（DH0－DH3）÷DH0×100%=（5.43- 4.06）÷5.43×100%= 25.23%

　　(2) 4月份   δ4 =（DH0－DH4）÷DH0×100%=（5.43- 3.87）÷5.43×100%= 28.73%

　　(3) 5月份  δ5 =（DH0－DH5）÷DH0×100%=（5.43-3.82）÷5.43×100%=29.65%

　　(4) 6月份  δ6 =（DH0－DH6）÷DH0×100%=（5.43-4.34）÷5.43×100%=20.07%

五、結束語

　　tongguoshengliaomopaifengjigaoyabianpingaizao，keyikanchushengliaomopaifengjibianpingaizaojienengxiaoguoxianzhu，mingxianjiangdiledianhaotongshijiangdileshengchanchengben

，jieyueleweihufeiyong，zaishengchanbujinzhangshengliaokumanshibuyongpinfanqitingshengliaomofengjiyouhualeshengchangongyi，diandongjiweihuliangjianshao
，tigaoleshebeishiyongshouming
，shixianleruanqidong
，dianjiqidongdianliujiangdi，jianshaoleduidianwangdechongji，dadaolebianpingaizaodemude。

　參考文獻：

　　[1]《CHH100係列高壓變頻器產品說明書》深圳市英威騰電氣股份有限公司

　　[2] 仲明振,趙相賓 《高壓變頻器應用手冊》機械工業出版社 2009-05出版