摘  要：本文主要闡述了英威騰CHH100高壓變頻器在水泥高溫風機上的應用，分析了改造後的優點
，並對改造後的效果做了評估分析。

　關鍵詞：英威騰  高壓變頻器  高溫風機

一、引言

　　節能減排已成為我國的基本國策
，水泥行業企業也是用電大戶，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，因此對於節能改造對於水泥企業降低生產成本
、提高生產效率有著尤為重要的意義。

　　安徽巢湖某水泥廠經過最終論證及多家對比，選定英威騰攜手合作
，對其2500T/D水泥幹法旋窯生產線窯尾高溫風機進行變頻改造，從2011年3月運行至今運行良好，無任何因變頻故障導致停產事故。

二、現場工藝及工況介紹

　　2.1 水泥廠工藝流程簡介

　　生sheng產chan矽gui酸suan鹽yan水shui泥ni的de主zhu要yao原yuan料liao為wei石shi灰hui原yuan料liao和he粘zhan土tu質zhi原yuan料liao，有you時shi還hai要yao根gen據ju燃ran料liao品pin質zhi和he水shui泥ni品pin種zhong
，摻chan加jia校xiao正zheng原yuan料liao以yi補bu充chong某mou些xie成cheng分fen的de不bu足zu，還hai可ke以yi利li用yong工gong業ye廢fei渣zha作zuo為wei水shui泥ni的de原yuan料liao或huo混hun合he材cai料liao進jin行xing生sheng產chan。水shui泥ni生sheng產chan過guo程cheng主zhu要yao分fen為wei三san個ge階jie段duan，即ji生sheng料liao製zhi備bei、熟料燒成和水泥粉磨。其生產工藝總流程如下圖1.

　　

　　圖1 水泥生產工藝流程圖

　　2.2  高溫風機工藝簡介

　　高溫風機又叫ID風機

，即ID FAN（引風機），指的就是預熱器後麵的排風機。根據布置方式有兩種：一種是在增濕塔之前
，另一種是在增濕塔之後。

　　新(xin)型(xing)幹(gan)法(fa)窯(yao)生(sheng)產(chan)中(zhong)餘(yu)熱(re)利(li)用(yong)係(xi)統(tong)高(gao)溫(wen)風(feng)機(ji)
，一(yi)方(fang)麵(mian)用(yong)來(lai)調(tiao)整(zheng)窯(yao)內(nei)氣(qi)壓(ya)，另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)回(hui)轉(zhuan)窯(yao)內(nei)鍛(duan)燒(shao)後(hou)的(de)高(gao)溫(wen)熟(shu)料(liao)出(chu)來(lai)有(you)廢(fei)氣(qi)帶(dai)灰(hui)，通(tong)過(guo)預(yu)熱(re)器(qi)對(dui)進(jin)入(ru)窯(yao)尾(wei)前(qian)的(de)生(sheng)料(liao)進(jin)行(xing)預(yu)熱(re)均(jun)化(hua)
，降(jiang)溫(wen)後(hou)的(de)餘(yu)熱(re)廢(fei)氣(qi)，再(zai)通(tong)過(guo)窯(yao)尾(wei)高(gao)溫(wen)風(feng)機(ji)引(yin)出(chu)由(you)電(dian)收(shou)塵(chen)器(qi)將(jiang)灰(hui)塵(chen)進(jin)行(xing)處(chu)理(li)，再(zai)將(jiang)廢(fei)氣(qi)排(pai)掉(diao)，有(you)一(yi)部(bu)氣(qi)體(ti)被(bei)引(yin)至(zhi)生(sheng)料(liao)磨(mo)對(dui)生(sheng)料(liao)進(jin)行(xing)預(yu)熱(re)，在(zai)一(yi)些(xie)現(xian)場(chang)因(yin)高(gao)溫(wen)風(feng)機(ji)入(ru)口(kou)風(feng)溫(wen)度(du)較(jiao)高(gao)，如(ru)果(guo)直(zhi)接(jie)排(pai)放(fang)造(zao)成(cheng)能(neng)源(yuan)浪(lang)費(fei)，所(suo)以(yi)很(hen)多(duo)現(xian)場(chang)也(ye)在(zai)高(gao)溫(wen)風(feng)機(ji)入(ru)風(feng)口(kou)加(jia)了(le)餘(yu)熱(re)利(li)用(yong)鍋(guo)爐(lu)，尾(wei)氣(qi)通(tong)過(guo)預(yu)熱(re)利(li)用(yong)後(hou)再(zai)排(pai)放(fang)，達(da)到(dao)節(jie)能(neng)的(de)目(mu)的(de)。高(gao)溫(wen)風(feng)機(ji)係(xi)統(tong)工(gong)藝(yi)圖(tu)如(ru)下(xia)圖(tu)1：

　　

　　圖 2 高壓風機係統工藝圖

　　2.3  工況介紹

　　英威騰公司對安徽巢湖某水泥廠的1條日產2500噸新型幹法生產線的高溫風機進行了變頻改造，具體電機參數如下表1所示：

　　表1 電機參數

　　該高溫風機目前通過液力耦合器來對風機進行調速，整個工藝過程主要是通過DCS的de控kong製zhi來lai調tiao節jie液ye力li耦ou合he器qi的de速su度du從cong而er調tiao整zheng風feng機ji的de風feng量liang
，達da到dao控kong製zhi窯yao內nei負fu壓ya。當dang窯yao係xi統tong工gong況kuang變bian化hua較jiao大da時shi，現xian場chang值zhi班ban人ren員yuan根gen據ju中zhong控kong製zhi室shi的de指zhi令ling對dui液ye力li耦ou合he器qi的de勺shao杆gan進jin行xing手shou動dong調tiao節jie，運yun行xing操cao作zuo非fei常chang不bu便bian。

　　2.4  改造前存在問題

　　1) 設計存在餘量

　　這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)在(zai)設(she)計(ji)過(guo)程(cheng)中(zhong)，很(hen)難(nan)準(zhun)確(que)地(di)計(ji)算(suan)出(chu)管(guan)網(wang)的(de)阻(zu)力(li)
，並(bing)考(kao)慮(lv)到(dao)長(chang)期(qi)運(yun)行(xing)過(guo)程(cheng)中(zhong)可(ke)能(neng)發(fa)生(sheng)的(de)各(ge)種(zhong)問(wen)題(ti)
，通(tong)常(chang)總(zong)是(shi)把(ba)係(xi)統(tong)的(de)最(zui)大(da)流(liu)量(liang)和(he)壓(ya)力(li)作(zuo)為(wei)選(xuan)擇(ze)型(xing)號(hao)的(de)設(she)計(ji)值(zhi)。而(er)設(she)備(bei)的(de)型(xing)號(hao)和(he)係(xi)列(lie)是(shi)有(you)限(xian)的(de)，往(wang)往(wang)在(zai)選(xuan)用(yong)不(bu)到(dao)合(he)適(shi)的(de)型(xing)號(hao)時(shi)，隻(zhi)好(hao)往(wang)大(da)型(xing)號(hao)上(shang)靠(kao)。所(suo)以(yi)電(dian)機(ji)及(ji)風(feng)機(ji)的(de)裕(yu)量(liang)選(xuan)用(yong)較(jiao)大(da)，存(cun)在(zai)嚴(yan)重(zhong)的(de)大(da)馬(ma)拉(la)小(xiao)車(che)的(de)現(xian)象(xiang)。

　　2) 生產采用傳統調液力耦合器調節方法

　　(1) 液力耦合器屬於一種機械調速設備。液力耦合器的原理決定了液力耦合器有5-8%的速度損失。同時功率損失變為熱量，使液壓油溫過高。需要大量冷卻水冷卻液壓油。

　　(2) 在實際運行中油溫高於95℃以上，使冷卻器的水易結垢堵塞
，造成故障。

　　(3) 由於液力耦合器是用液壓油傳遞功率，因此速度控製不穩定
、功率因數低、調速精度差。

　　(4) 液力耦合器整機效率低，功率因數低，調速精度差，維護量大、成本過高。

　　3) 工藝存在的問題

　　高溫風機由於“塌料”導(dao)致(zhi)的(de)過(guo)負(fu)荷(he)是(shi)由(you)於(yu)在(zai)旋(xuan)窯(yao)水(shui)泥(ni)生(sheng)產(chan)線(xian)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)預(yu)熱(re)器(qi)管(guan)壁(bi)上(shang)的(de)粉(fen)塵(chen)粘(zhan)附(fu)到(dao)一(yi)定(ding)厚(hou)度(du)時(shi)就(jiu)會(hui)坍(tan)塌(ta)脫(tuo)落(luo)

，造(zao)成(cheng)管(guan)道(dao)內(nei)粉(fen)塵(chen)濃(nong)度(du)突(tu)然(ran)增(zeng)大(da)，阻(zu)力(li)增(zeng)加(jia)，負(fu)壓(ya)升(sheng)高(gao)，使(shi)排(pai)風(feng)機(ji)負(fu)荷(he)增(zeng)加(jia)。此(ci)外(wai)，如(ru)果(guo)垂(chui)直(zhi)煙(yan)道(dao)或(huo)預(yu)熱(re)器(qi)內(nei)在(zai)清(qing)潔(jie)皮(pi)或(huo)有(you)物(wu)料(liao)塌(ta)料(liao)時(shi)，同(tong)樣(yang)也(ye)會(hui)造(zao)成(cheng)氣(qi)流(liu)波(bo)動(dong)，使(shi)排(pai)風(feng)管(guan)內(nei)氣(qi)流(liu)紊(wen)亂(luan)，造(zao)成(cheng)高(gao)溫(wen)風(feng)機(ji)過(guo)負(fu)荷(he)停(ting)機(ji)，該(gai)現(xian)象(xiang)的(de)頻(pin)繁(fan)出(chu)現(xian)對(dui)高(gao)溫(wen)風(feng)機(ji)電(dian)動(dong)機(ji)造(zao)成(cheng)損(sun)壞(huai)。在(zai)實(shi)際(ji)使(shi)用(yong)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)“塌料”現象
，會不定期的導致電機運行電流在極短的時間內超出正常電流的數倍。

三、係統方案

　　3.1 變頻器配置

　　　3.2 變頻一次控製原理圖

　　

　　圖2 CHH100係列高壓變頻調速係統圖

　　變頻器設備接入用戶高壓開關與改造電機之間，變頻調速係統由用戶開關、自動旁路櫃、CHH100係列高壓變頻器、高壓電機組成。自動旁路櫃是由三個真空接觸器KM1、KM2
、KM3和兩個高壓隔離開關QS1、QS2組成。電機以變頻方式運行時，QS1
、QS2和KM1、KM2閉合，KM3斷開；電機以工頻方式運行時
，KM3閉合
，QS1、QS2和KM1
、KM2斷開
，QS1、QS2用於變頻器維護過程中高壓隔離。自動旁路櫃嚴格按照“五防”聯鎖要求設計，變頻輸出開關KM2和工頻開關KM3互鎖
，完全能夠保證變頻調速係統安全運行。

　　自動旁路方案優點：

　　1) 根據係統工藝地要求，能夠快速地進行變頻與工頻的切換

，確保係統的安全運行。

　　2) 變頻器輸入、輸出設計有隔離刀閘，便於變頻器的維護與檢修。

　　3) 操作方便，可以就地操作，也可遠程操作

，易於實現自動控製。

四、改造效果 

　　變頻改造後，兩月產量相當的月份進行節電率計算：

　　1) 變頻改造前耗電量統計如表2：安徽某水泥有限公司用電報表（未上變頻）

　　　　（計量時段：9月1日8：00~10月1日8：00）

　　2) 變頻改造後耗電量統計如表3：

　　　　         （計量時段：2011年4月）

　　3) 改造前後對比結果：

　　通過比較2011年4月份（上變頻）與2010年10月份（未上變頻）用電量比較，計算節電量如下表4：

　　結論：從以上調查數據分析，安徽某水泥某水泥有限公司2500T/天水泥生產線
，改造前與改造後產量相當
，每月節約電費接近10萬元
，在很短時間內將會收回投資。

五、結束語

　　shuinigaowenfengjicaiyongbianpintiaosuhou，jienengxiaoguomingxian，bingdailaileyixiliedeqianzaixiaoyi。yingweitenggaoyabianpinqijiejuelegaowenfengjiyouyutaliaodaozhidetiaozha，bianpinqiyunxingkekaoxinggao，yunxinglianghao，dedaoleyonghuhecaozuoyuandehaopingherenke。

　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]  徐甫榮  《高壓變頻調速技術工程實踐》中國電力出版社  2012-01出版