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摘要：本文介紹了森蘭SB70G係列變頻器在有色金屬氧化鋁生產線的成功應用案例，分析氧化鋁的生產流程並提出了氧化鋁生產對變頻器的要求，詳盡地給出了SB70係列變頻器在氧化鋁生產線上應用的接線方式以及相關功能的設置。
關鍵詞：森蘭SB70變頻器 氧化鋁生產
有色金屬行業對變頻器的要求較高，森蘭SB70變頻器在該行業的大麵積的成功使用，在國產變頻器中尚屬首次，這標誌國產變頻器的技術水平有了極大的提高。在實際應用中，森蘭SB70變頻器與國外變頻器相比毫不遜色，在氧化鋁行業成功地替代了國外品牌變頻器，而且價格要便宜。
一、氧化鋁生產流程
從鋁礬土礦石生產出合格的氧化鋁需要經過原料、溶出、沉降、分解、焙燒等幾大個生產流程，按工藝流程的次序組織為原料、溶出、沉降、分解、焙燒等幾大車間，為充分利用母液，再設置一個蒸發工序車間。原料車間用以製備粒度、成份比例等指標都符合要求的原礦漿；溶出車間通過多級預熱套管及壓煮器為原礦漿提供高溫、gaoyahuanjing，bingbaozhengzugouderongchushijian，yishiyuankuangjiangzhongdeyanghualvchengfenrongchuzhilvsuannarongyezhong。chenjiangchejiantongguochenjiangheduocifanxiangxidi，jiangliaojiangzhongdecuyejifuzhejianyugezhongzazhigouchengdechinijinxingfenli，fenlichudecuyejingyelvjiguolvhouzhidejingye，zaisongzhifenjiechejianyujingzhonghunhe，zhujijinrugefenjiecaojinxingjiangwen、攪(jiao)拌(ban)，以(yi)充(chong)分(fen)析(xi)出(chu)氫(qing)氧(yang)化(hua)鋁(lv)，析(xi)出(chu)的(de)氫(qing)氧(yang)化(hua)鋁(lv)漿(jiang)液(ye)經(jing)分(fen)級(ji)後(hou)細(xi)料(liao)進(jin)種(zhong)子(zi)過(guo)濾(lv)製(zhi)備(bei)晶(jing)種(zhong)，粗(cu)料(liao)送(song)焙(bei)燒(shao)車(che)間(jian)經(jing)過(guo)濾(lv)後(hou)進(jin)行(xing)高(gao)溫(wen)焙(bei)燒(shao)，最(zui)終(zhong)製(zhi)得(de)成(cheng)品(pin)氧(yang)化(hua)鋁(lv)。蒸(zheng)發(fa)車(che)間(jian)用(yong)於(yu)對(dui)循(xun)環(huan)母(mu)液(ye)進(jin)行(xing)濃(nong)縮(suo)處(chu)理(li)，以(yi)除(chu)去(qu)在(zai)流(liu)程(cheng)中(zhong)進(jin)入(ru)母(mu)液(ye)中(zhong)的(de)多(duo)餘(yu)水(shui)分(fen)，達(da)到(dao)工(gong)藝(yi)要(yao)求(qiu)的(de)母(mu)液(ye)濃(nong)度(du)。
二、氧化鋁生產對變頻器的要求
整個氧化鋁生產過程對物料的運送由漿泵、進料泵、出料泵、母液泵、堿液泵、循環泵等各種各樣的泵承擔。生產過程中，物料及反應容器的溫度、壓力、配料流量等指標的控製非常嚴格；同時為保證分解槽攪拌等要求不間斷運轉設備的連續運行，以及隔膜泵、壓煮器等高溫、高壓、高堿設備和焙燒係統易燃易爆設備的安全運行，要求對運送物料的各種泵能夠在DCS的控製下變速運行。氧化鋁生產工序比較複雜，生產環境差，溫度高，粉塵多，對變頻器的主要要求有：
1、漿泵、進料泵、出chu料liao泵beng等deng的de工gong作zuo介jie質zhi是shi非fei常chang粘zhan稠chou的de礦kuang漿jiang，其qi負fu載zai特te性xing接jie近jin恒heng轉zhuan矩ju負fu載zai特te性xing。由you於yu某mou種zhong原yuan因yin使shi生sheng產chan短duan時shi停ting頓dun，粘zhan稠chou的de礦kuang漿jiang會hui產chan生sheng沉chen降jiang，恢hui複fu生sheng產chan再zai次ci起qi動dong時shi，這zhe些xie泵beng的de起qi動dong力li矩ju非fei常chang大da，因yin此ci要yao求qiu變bian頻pin器qi有you足zu夠gou大da的de起qi動dong力li矩ju和he較jiao高gao的de過guo載zai能neng力li。
2、氧化鋁生產線占地的麵積很大，其電氣控製設備和變頻器均安裝在配電房內，大部分的電機與變頻器的距離在100-300米，要求變頻器的輸出接上100-300米電纜能夠正常工作。
3、變頻器的輸出含有高次諧波，現場使用的變頻器的數量多，必須考慮諧波對DCS控製係統和現場控製儀表幹擾，要求變頻的輸出諧波含量較低，低於國家標準GB12668-2.2002、GB12668-3.2003所要求的諧波含量。
4、氧化鋁生產具有連續性，生產過程中因某台設備故障引起全線停產，將帶來極大的損失，因此，對變頻器的可靠性要求極高。
三、SB70係列變頻器在氧化鋁生產線上的應用
由上可見，氧化鋁生產對變頻器提出了很高的要求，鋁鎂設計院在做設計時，都毫無例外地選用ABB、施耐得、西門子、AB等(deng)國(guo)外(wai)變(bian)頻(pin)器(qi)。近(jin)幾(ji)年(nian)來(lai)，國(guo)產(chan)變(bian)頻(pin)器(qi)技(ji)術(shu)有(you)了(le)長(chang)足(zu)的(de)進(jin)步(bu)，轉(zhuan)子(zi)磁(ci)鏈(lian)定(ding)向(xiang)無(wu)速(su)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)矢(shi)量(liang)控(kong)製(zhi)已(yi)研(yan)發(fa)成(cheng)功(gong)，其(qi)技(ji)術(shu)性(xing)能(neng)接(jie)近(jin)國(guo)外(wai)變(bian)頻(pin)器(qi)先(xian)進(jin)水(shui)平(ping)，再(zai)加(jia)上(shang)工(gong)藝(yi)技(ji)術(shu)和(he)管(guan)理(li)水(shui)平(ping)的(de)提(ti)高(gao)，生(sheng)產(chan)出(chu)滿(man)足(zu)氧(yang)化(hua)鋁(lv)生(sheng)產(chan)線(xian)要(yao)求(qiu)的(de)高(gao)性(xing)能(neng)、高可靠的矢量控製變頻器也不是難事，且與國外變頻器比較價格較低，在與國外變頻器競爭中有一定優勢。
河南某中外合資氧化鋁生產企業，其年生產氧化鋁120萬噸，根據生產工藝的要求，選用希望森蘭變頻器製造有限公司自主開發的新一代低噪音、高性能、采用轉子磁場定向的SB70無速度傳感器矢量控製變頻器，對其生產過程的每一道工序提供變頻調速（功率從22kW到450kW），共安裝使用78台，具體使用工位如下表：
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變頻器功率（kW） |
設備名稱 |
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450 |
晶種泵 |
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250 |
稀釋泵、出料泵、過料泵、蒸發器進料泵、蒸發器出料泵、外排泵、單極雙吸離心泵、精液泵 |
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220 |
泥漿泵、過料泵 |
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200 |
礦漿泵、過料泵、蒸發原液泵、粗液泵 |
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160 |
液體堿儲槽/合格堿液泵、合格堿液泵/母液泵、臥式循環水泵 |
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132 |
熱水站洗水泵、料漿調速泵 |
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110 |
溢流泵、過料泵、沉沒式變速泵、中間降溫泵 |
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90 |
常壓脫矽配電室循環泵、沉降送水泵、種分母液泵 |
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55 |
強濾液泵、弱濾液泵、母液泵 |
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45 |
熱水泵 |
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37 |
鹽底流泵 |
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22 |
鹽底流泵 |
SB70G係列變頻器為希望森蘭變頻器製造公司自主開發的新一代低噪音、高性能、可靠性高、功能強大的工程型變頻器，采用轉子磁場定向的矢量控製方式，實現了對電機大轉矩高精度的控製。其操作麵板具有編程、操作、參數複製、熱撥插功能，大大方便了操作人員對參數的修改（僅對一台變頻器設置參數，其它均可進行參數複製，減少調試過程中的工作量），速定給定可通過端子切換，減少了外部繁鎖的連接線。瞬時掉電時，通過母線電壓控製，實現不間斷運行；還可根據負載特性和環境溫度，自動調整載波頻率。
針對氧化鋁生產對變頻器的主要要求，高性能的SB70無速度傳感器矢量控製變頻器1Hz時的轉矩可達200%，無需閉環運行；考慮到過載因素，在實際應用時電動機的容量會加大一檔，變頻器的容量也適當增大；SB70變bian頻pin器qi采cai用yong了le多duo種zhong諧xie波bo抑yi製zhi技ji術shu，總zong諧xie波bo含han量liang已yi低di於yu國guo家jia標biao準zhun。考kao慮lv到dao整zheng個ge生sheng產chan線xian使shi用yong變bian頻pin器qi較jiao多duo，還hai需xu要yao在zai變bian頻pin器qi的de輸shu入ru側ce加jia裝zhuang輸shu入ru電dian抗kang器qi和he輸shu入ru濾lv波bo器qi，保bao證zheng在zai任ren何he情qing況kuang下xia都dou不bu會hui對dui計ji算suan控kong製zhi係xi統tong和he數shu字zi儀yi表biao造zao成cheng幹gan擾rao；變頻器輸出電纜的限製距離一般在50minei，shuchudianlandechangduzengjia，fenbudianronghefenbudianganyexiangyingzengjia，duimoucixiebokenenghuiyinqizhendanghuoxingchengzhubo，zhejiangyanzhongyingxiangdiandongjideyunxing。shejibianpinkongzhixitongshizaibianpinqideshuchucejiazhuangshuchudiankangqihuozaijiashuchulvboqi，pingyibianpinqishuchudedU/dt尖脈衝。
四、變頻器接線圖及功能設置
1、接線圖：
變頻器段子功能如下表
|
序號 |
端子號 |
功能 |
注釋 |
|
1 |
P10 |
近地速度調節電源； |
|
|
2 |
AI1 |
近地速度給定； |
|
|
3 |
AI2 |
集中控製（DCS係統）速度給定； |
|
|
4 |
GND |
模擬信號共公地端； |
|
|
5 |
FWD |
變頻器啟動/停止； |
|
|
6 |
X1 |
模擬電流/電壓切換； |
|
|
7 |
COM |
數字信號地端； |
|
|
8 |
TA1 |
繼電器輸出（變頻運行） |
至DCS係統 |
|
9 |
TB1 |
|
10 |
TA2 |
繼電器輸出（變頻故障） |
至DCS係統 |
|
11 |
TB2 |
2、變頻器功能設置表：
|
功能碼 |
功能說明 |
備注 |
|
F0-01=3 |
運行主通道速度給定方式 |
由DCS係統控製 |
|
F0-02=1 |
運行命令通道選擇 |
外部端子控製 |
|
F1-00=30 |
加速時間 |
|
|
F1-01=30 |
減速時間 |
|
|
F4-00=42 |
多功能數字輸入選擇 |
給定頻率通道切換 |
|
F5-02=1 |
T1繼電器輸出功能 |
變頻器運行中 |
|
F5-02=1 |
T2繼電器輸出功能 |
變頻器故障輸出 |
|
F6-00=2 |
模擬電流輸入 |
由DCS給定速度 |
|
F6-14=0 |
模擬電流輸入 |
由DCS給定速度 |
|
F6-15=1 |
模擬電流輸出 |
提供給DCS顯示轉速 |
每個工序的變頻器控製原理基本相同，因此隻畫一張圖作為代表。另外，工段和工序不同，功能設置也有一些差別，表中僅列出泥漿泵SB70G220變頻器功能設置參數，僅供參考。
五、結束語
SB70變頻器在氧化鋁生產線安裝投入運行到現在已近一年，未出現過任何故障，可靠率達到100%，具有非常高的可靠性，與國外變頻器相比毫不遜色。森蘭SB70在氧化鋁行業成功地替代了國外品牌變頻器，而且價格要便宜的多，深得用戶的滿意。
變頻器段子功能如下表
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序號 |
端子號 |
功能 |
注釋 |
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1 |
P10 |
近地速度調節電源； |
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2 |
AI1 |
近地速度給定； |
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3 |
AI2 |
集中控製（DCS係統）速度給定； |
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4 |
GND |
模擬信號共公地端； |
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5 |
FWD |
變頻器啟動/停止； |
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6 |
X1 |
模擬電流/電壓切換； |
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7 |
COM |
數字信號地端； |
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8 |
TA1 |
繼電器輸出（變頻運行） |
至DCS係統 |
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9 |
TB1 |
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10 |
TA2 |
繼電器輸出（變頻故障） |
至DCS係統 |
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11 |
TB2 |
2、變頻器功能設置表：
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功能碼 |
功能說明 |
備注 |
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F0-01=3 |
運行主通道速度給定方式 |
由DCS係統控製 |
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F0-02=1 |
運行命令通道選擇 |
外部端子控製 |
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F1-00=30 |
加速時間 |
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F1-01=30 |
減速時間 |
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F4-00=42 |
多功能數字輸入選擇 |
給定頻率通道切換 |
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F5-02=1 |
T1繼電器輸出功能 |
變頻器運行中 |
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F5-02=1 |
T2繼電器輸出功能 |
變頻器故障輸出 |
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F6-00=2 |
模擬電流輸入 |
由DCS給定速度 |
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F6-14=0 |
模擬電流輸入 |
由DCS給定速度 |
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F6-15=1 |
模擬電流輸出 |
提供給DCS顯示轉速 |
每個工序的變頻器控製原理基本相同，因此隻畫一張圖作為代表。另外，工段和工序不同，功能設置也有一些差別，表中僅列出泥漿泵SB70G220變頻器功能設置參數，僅供參考。
五、結束語
SB70變頻器在氧化鋁生產線安裝投入運行到現在已近一年，未出現過任何故障，可靠率達到100%，具有非常高的可靠性，與國外變頻器相比毫不遜色。森蘭SB70在氧化鋁行業成功地替代了國外品牌變頻器，而且價格要便宜的多，深得用戶的滿意。
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