1、引言

　　能源的供給和消費(fèi)是關(guān)系著國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展、國家安全和可持續(xù)發(fā)展的重大問題。我國經(jīng)濟(jì)正處于一個(gè)高速發(fā)展時(shí)期，能源消耗也出現(xiàn)大幅度上升，由于發(fā)展比例失調(diào)，煤、電、油、交通運(yùn)輸?shù)确矫娴闹萍s，缺電和電價(jià)居高不下的局面，在今后相當(dāng)長的一段時(shí)間還會(huì)繼續(xù)存在,能源特別是電力不足，已經(jīng)嚴(yán)重制約了我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。為保證國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、快速、健康發(fā)展，就必須合理、有效地利用能源，不斷地提高能源利用率。“十一五”規(guī)劃提出了我國要建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)的構(gòu)想，并明確了我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展今年的預(yù)期目標(biāo)，即要求單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗降低4%左右。

　　在全國總能耗中，建材工業(yè)能耗約占9%，占全國工業(yè)能耗的13%左右。而水泥行業(yè)是建材工業(yè)的資源、能源消耗大戶，其能源消耗占建材行業(yè)總能源消耗的50%以上，資源消耗占建材行業(yè)資源消耗的30%左右。已被列為國家節(jié)約資源的重點(diǎn)領(lǐng)域之一。在國務(wù)院提出加快建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的政策環(huán)境下，提高水泥行業(yè)的節(jié)約型制造和應(yīng)用水平，建立節(jié)約型水泥工業(yè)體系意義重大。在當(dāng)前國內(nèi)外能源供需矛盾突出的情況下，水泥行業(yè)必須通過各種途徑降低能耗，以獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益和最高的勞動(dòng)生產(chǎn)率。 目前新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)、余熱發(fā)電技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)等等已廣泛應(yīng)用于水泥行業(yè)中。

2、用戶及項(xiàng)目介紹

　　浙江三獅集團(tuán)，是由浙江省人民政府批準(zhǔn)成立并重點(diǎn)培育的15家大型企業(yè)集團(tuán)之一，集團(tuán)由30多家企事業(yè)單位組成，現(xiàn)有總資產(chǎn)近30億元，主導(dǎo)產(chǎn)品為水泥及其衍生產(chǎn)品。“三獅牌”水泥為國內(nèi)名牌產(chǎn)品，已通過ISO9002質(zhì)量管理體系認(rèn)證，為國家級首批水泥免檢產(chǎn)品。產(chǎn)品系列有普通水泥、純硅水泥、特種水泥等數(shù)十個(gè)品種，被廣泛用于國家重點(diǎn)工程，并批量出口東南亞國家和南太平洋地區(qū)。三獅還是國家建材局首批確定的12個(gè)水泥出口基地之一。現(xiàn)在，三獅集團(tuán)每年投產(chǎn)建設(shè)多條日產(chǎn)5000噸新型干法水泥生產(chǎn)線，成長為中國水泥行業(yè)最具競爭力的企業(yè)之一。三獅集團(tuán)還將通過各種戰(zhàn)略和方式，在“十五”末發(fā)展成為年產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水泥5000萬噸的國家級現(xiàn)代化水泥基地，使水泥主業(yè)做大做強(qiáng)做精，躋身世界水泥工業(yè)十強(qiáng)之例。

　　作為一家資源消耗型企業(yè)，“三獅”近年來以追求資源利用的最大化和污染排放的最小化為目標(biāo)，努力探索發(fā)展循環(huán)經(jīng)歷的路子。在先后引進(jìn)新型干法生產(chǎn)技術(shù)、低溫余熱發(fā)電等技術(shù)并取了較好的經(jīng)濟(jì)效益后。在引進(jìn)變頻調(diào)速技術(shù)對電機(jī)進(jìn)行變頻改造節(jié)能上，公司領(lǐng)導(dǎo)通過對各高壓變頻廠家技術(shù)等對比，最終選擇了由廣州智光電氣股份有限公司生產(chǎn)的ZINVERT系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)對其下屬的浙江三獅水泥股份有限公司的1條5000t/d、1條2500t/d和安徽三獅和德水泥有限公司1條5000t/d新型干法生產(chǎn)線的高溫風(fēng)機(jī)、窯尾風(fēng)機(jī)、生料循環(huán)風(fēng)機(jī)共8臺風(fēng)機(jī)進(jìn)行高壓變頻改造。下面以安徽三獅和德有限公司5000t/d線高溫風(fēng)機(jī)為高壓變頻改造為例進(jìn)行介紹。

3、改造方案介紹

　　3.1 2#高溫風(fēng)機(jī)配套電機(jī)參數(shù)

　　3.2 變頻改造方案

　　此次對2500kW高溫風(fēng)機(jī)改造采用的為ZINVERT-A9H3125/10Y一拖一手動(dòng)旁路高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，裝置一次接線如圖2所示。

　　10kV電源經(jīng)變頻裝置刀閘K1到高壓變頻裝置，變頻裝置輸出經(jīng)刀閘K2送至電動(dòng)機(jī);10kV電源還可經(jīng)刀閘K2切換至工頻側(cè)直接起動(dòng)電動(dòng)機(jī)。一旦變頻裝置出現(xiàn)故障，即可馬上斷開輸入側(cè)10kV開關(guān)及刀閘K1，將變頻裝置隔離，切換刀閘K2至工頻側(cè)，在工頻電源下起動(dòng)電機(jī)運(yùn)行。刀閘K1、K2之間具有閉鎖和防止誤操作功能。

　　ZINVERT型智能高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)主控制部分以新型電機(jī)控制專用雙DSP（數(shù)字信號處理器）為控制核心，輔以大規(guī)模可編程邏輯器件，實(shí)現(xiàn)SPWM波形控制及各種信號的檢測、分析判斷和處理。控制器和功率單元箱之間通過光纖進(jìn)行信號傳輸，可有效避免電磁干擾，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)控制系統(tǒng)具有豐富的模擬、數(shù)字接口，可用于與用戶中控DCS連接和擴(kuò)展，以滿足現(xiàn)場各種運(yùn)行與控制的需要。用戶在后臺可以監(jiān)控變頻各種狀態(tài)并對其進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和頻率設(shè)定調(diào)節(jié)。

4、項(xiàng)目改造收益

　　三獅和德在進(jìn)行變頻改造的同時(shí)，也在進(jìn)行低溫余熱發(fā)電的建設(shè)，在變頻投運(yùn)后，余熱鍋爐也開始投入。根據(jù)數(shù)據(jù)記錄，變頻改造前，高溫風(fēng)機(jī)電機(jī)運(yùn)行功率為2600kW，變頻裝置和余熱鍋爐投入后，高溫風(fēng)機(jī)電機(jī)運(yùn)行在43Hz，運(yùn)行功率約為2350kW。變頻投入運(yùn)行后，減小的輸入功率為：250kW。按平均每天運(yùn)行24小時(shí)，電價(jià)0.5元/度，一年運(yùn)行330天計(jì)算，每年可以節(jié)約電費(fèi)約為：V=250×24×0.5×330=99（萬元）。

　　由上述反饋的節(jié)能數(shù)據(jù)看出，ZINVERT系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用于高溫風(fēng)機(jī)的節(jié)能及經(jīng)濟(jì)效益是顯著的。另外，采用變頻調(diào)速控制后，其他方面的效益也是明顯的，如：

　　（1）改善了工藝，提高了產(chǎn)量。投入變頻器后可以平滑穩(wěn)定地調(diào)整風(fēng)量風(fēng)壓，提高了效率;改造前產(chǎn)量約為340t/h，改造后350—360t/h，甚至高達(dá)380t/h。

　　（2）設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)費(fèi)用下降：采用變頻調(diào)節(jié)后，由于通過調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)節(jié)能，在負(fù)荷率較低時(shí)，電機(jī)、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速也降低，主設(shè)備及相應(yīng)輔助設(shè)備如軸承等磨損較前減輕，維護(hù)周期可加長，設(shè)備運(yùn)行壽命延長。

　　（3）噪音大大減小，改善運(yùn)行人員的工作環(huán)境：采用變頻調(diào)節(jié)后，由于通過調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)，風(fēng)門全開，鼓風(fēng)機(jī)、風(fēng)管的噪音大大下降，改善工作環(huán)境條件，現(xiàn)場運(yùn)行人員反映良好。

　　（4） 延長電機(jī)和風(fēng)機(jī)的使用壽命。采用變頻調(diào)速后，可以實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)和軟制動(dòng)，幾乎不產(chǎn)生沖擊，可大大延長機(jī)械的使用壽命。

　　附表：三獅各線風(fēng)機(jī)變頻改造前后數(shù)據(jù)對比。

5、結(jié)語

　　目前ZINVERT系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)已在5000T、4000T、2500T、1500T、1000T新型干法水泥生產(chǎn)線的生料磨循環(huán)風(fēng)機(jī)、煤磨循環(huán)風(fēng)機(jī)、窯頭排風(fēng)機(jī)、窯尾高溫風(fēng)機(jī)、窯尾排風(fēng)機(jī)、水泥磨循環(huán)風(fēng)機(jī)成功而廣泛的應(yīng)用。其性能穩(wěn)定、節(jié)能顯著，值得在同行業(yè)中推廣。