山宇SY6000變頻調(diào)速器在回轉(zhuǎn)窯的應(yīng)用

目前，國(guó)內(nèi)干法回轉(zhuǎn)窯窯尾大多采用離心式通風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)窯內(nèi)風(fēng)量。由于生產(chǎn)過程中工況的不斷變化及其他多種因素的影響，在設(shè)計(jì)選型時(shí)，離心通風(fēng)機(jī)的排風(fēng)量、電動(dòng)機(jī)的功率通常預(yù)留有一定的余量，所以，在實(shí)際使用過程中，為滿足大窯的工況要求，常在進(jìn)風(fēng)管道中設(shè)置電動(dòng)閥門來調(diào)整風(fēng)量。這種通過增加系統(tǒng)阻力來改變風(fēng)量的方法，造成了電能消耗大，工作效率也很低。因此，很多水泥廠都進(jìn)行技術(shù)改造。在改造過程中，選擇一套理想的調(diào)速設(shè)備來滿足生產(chǎn)要求。

二、變頻調(diào)速方案的選定

各種調(diào)速技術(shù)的比較，見表1。通過比較，我們認(rèn)為，變頻調(diào)速最為先進(jìn)合理。它只要通過調(diào)節(jié)供電電源頻率大小，改變電機(jī)出軸轉(zhuǎn)速，就可控制風(fēng)量大小，滿足了生產(chǎn)工藝要求，雖然一次性投資較大，需23萬元，但節(jié)電效果顯著，值得采用。

廣東本溪水泥廠轉(zhuǎn)窯窯尾引風(fēng)機(jī)參數(shù)見表2。

根據(jù)電機(jī)的容量，我們選用SY6000-200P型變頻調(diào)速，考慮其允載功率200kW。

一、變頻調(diào)速器的安裝與調(diào)試

1.安裝

（1） 變頻調(diào)速器對(duì)環(huán)境粉塵、溫度有一定要求，故控制室要求封閉防塵，保持正常的室內(nèi)溫度。

（2） 電動(dòng)機(jī)原啟動(dòng)控制系統(tǒng)保留，與新的變頻調(diào)速系統(tǒng)互為備用。

（3） 為方便窯頭人員控制風(fēng)量，將頻調(diào)旋鈕引致窯頭控制室，安裝頻率表。

（4）在變頻設(shè)備面板上有液晶顯示，可通過觸摸鍵觀察到二次電壓，二次電流，頻率出軸轉(zhuǎn)速的變化。

2.調(diào)試

（1）V—f特性的設(shè)定

V—f特性曲線如圖2所示。

電壓曲線中的Ve為額定輸出電壓；Fbase為基本頻率；Fmax為最大頻率。在設(shè)定中Ve、Fbase、Fmax均設(shè)定為電動(dòng)機(jī)的額定值，即Ve=380V，F(xiàn)base=50Hz，F(xiàn)max=50Hz。Fmax的設(shè)定是根據(jù)排風(fēng)機(jī)的流量Q、風(fēng)壓H、功率P與轉(zhuǎn)速的關(guān)系做出的。

n1/n2=Q1/Q2=（P1/P2）1/3 =（H1/H2）1/3，（n1n2）3=P1/P2

由上式中轉(zhuǎn)速n2與功率P2的關(guān)系可知，交流電機(jī)的容量P不改變時(shí)，轉(zhuǎn)速不宜提高，否則電動(dòng)機(jī)會(huì)過負(fù)荷，因此將fmax設(shè)定為電機(jī)額定值。

（2）上/下限定器調(diào)整，上/下限定器的作用是限定輸出頻率以防止電動(dòng)機(jī)超速而長(zhǎng)期過載運(yùn)行和電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間低速運(yùn)行而散熱效果不好引起電機(jī)過熱。故將上限頻率調(diào)整為45Hz，下限頻率調(diào)整為25Hz，使風(fēng)機(jī)有較寬的調(diào)速范圍，以滿足生產(chǎn)要求。

（3）加/減速時(shí)間設(shè)定，加速時(shí)間是輸出頻率由零增加到Fbase所用的時(shí)間，減速時(shí)間是輸出頻率從Fbase減少到零所用時(shí)間，加速時(shí)間需考慮下述幾個(gè)因素:

1． 全壓?jiǎn)?dòng)時(shí)間為30s左右。

2． 變頻調(diào)速器過載電流Im為額定電流的1.2倍，且為1min反時(shí)限特點(diǎn)，即Im=1.2Ir=1.2×336=403A，而電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)正常，需將加速時(shí)間加長(zhǎng)。

綜上所述，將排風(fēng)機(jī)的加速時(shí)間整定為100s，變頻器停車采用自然停車，減速時(shí)間定為60s。

四、變頻調(diào)速器的節(jié)能分析

取投運(yùn)前、投運(yùn)后相等的一段時(shí)間來加以考慮。變頻器投運(yùn)前，風(fēng)量平均值140.17m3/min，投運(yùn)后的平均值為141.78m3/min，近似相等，可以認(rèn)為變頻器投入前后，回轉(zhuǎn)窯的工況是相同的，在同一工況條件下，變頻器投入后，供電電源頻率降到34.9Hz，電機(jī)出軸轉(zhuǎn)速降至516.44rpm。一次平均電流下降率為:

δ=（I前－I后）/I前×100%=（198.75-123.29）/198.75×100%=37.8%

這個(gè)結(jié)果，證明了變頻調(diào)速器投運(yùn)后，節(jié)電效果十分明顯。下面詳細(xì)計(jì)算節(jié)電量。根據(jù)公式

P=31/2VIcosφη

式中 P有功功率； V線電壓； I 線電流；

η電機(jī)效率； cosφ功率因數(shù)

P前=31/2×400×198.75×0.87×0.93=111.3kW

P后=31/2×401×123.29×0.97×0.93=77.3kW

ΔP=P前－P后=111.3－77.3=34kW按

風(fēng)機(jī)每年運(yùn)行7000h計(jì)，則每年節(jié)電W=ΔP·t=34×7000=238,000（kW·h）

按入網(wǎng)電價(jià)0.30元/kW·h計(jì)算，每年節(jié)電量費(fèi)用:238,000×0.3=7.14萬元綜上所述，引進(jìn)變頻調(diào)速系統(tǒng)后，不僅操作方便，而且運(yùn)行安全可靠，它不僅滿足了生產(chǎn)需要，還具有顯著節(jié)能降耗的經(jīng)濟(jì)效益；同時(shí)，還延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，降低故障率，減少了維修量，是一種比較理想的調(diào)速系統(tǒng)。