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關鍵詞：回轉窯、變頻調速、節能
摘要：shuinihuizhuanyaoyaozhongzhuchuandongcaiyongbianpintiaosu，bianpinqirongliangdexuanzejiyaokaolvqidongguochengzhongdetedian，youyaojianguzhengchangyunxing，shitouzibukeguoda，erqiejienengxianzhu。
一、回轉窯變頻控製
在我國水泥行業中，回轉窯是主要的大型設備，其調速係統的好壞，將直接影響回轉窯的使用壽命、產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)。回(hui)轉(zhuan)窯(yao)內(nei)的(de)物(wu)料(liao)流(liu)是(shi)通(tong)過(guo)改(gai)變(bian)回(hui)轉(zhuan)窯(yao)轉(zhuan)速(su)來(lai)控(kong)製(zhi)的(de)，物(wu)料(liao)流(liu)的(de)燒(shao)成(cheng)帶(dai)溫(wen)度(du)又(you)與(yu)回(hui)轉(zhuan)窯(yao)轉(zhuan)速(su)有(you)一(yi)相(xiang)應(ying)的(de)關(guan)係(xi)。當(dang)喂(wei)料(liao)量(liang)增(zeng)加(jia)時(shi)，回(hui)轉(zhuan)窯(yao)轉(zhuan)速(su)也(ye)增(zeng)加(jia)；當(dang)回(hui)轉(zhuan)窯(yao)燒(shao)成(cheng)帶(dai)溫(wen)度(du)有(you)顯(xian)著(zhu)上(shang)升(sheng)時(shi)，回(hui)轉(zhuan)窯(yao)轉(zhuan)速(su)加(jia)快(kuai)。實(shi)際(ji)上(shang)，盡(jin)量(liang)穩(wen)定(ding)生(sheng)料(liao)量(liang)，燃(ran)料(liao)量(liang)，適(shi)當(dang)調(tiao)整(zheng)轉(zhuan)速(su)，使(shi)係(xi)統(tong)穩(wen)定(ding)。該(gai)設(she)備(bei)多(duo)年(nian)來(lai)一(yi)直(zhi)沿(yan)用(yong)直(zhi)流(liu)電(dian)機(ji)及(ji)其(qi)直(zhi)流(liu)調(tiao)速(su)係(xi)統(tong)。水(shui)泥(ni)廠(chang)環(huan)境(jing)惡(e)劣(lie)，粉(fen)塵(chen)大(da)，直(zhi)流(liu)電(dian)機(ji)長(chang)期(qi)工(gong)作(zuo)在(zai)高(gao)熱(re)輻(fu)射(she)的(de)環(huan)境(jing)中(zhong)，其(qi)碳(tan)刷(shua)、整流子損壞嚴重，這不僅需要大量的維修費用，而且對生產造成了極為嚴重的影響；回(hui)轉(zhuan)窯(yao)屬(shu)特(te)殊(shu)負(fu)載(zai)，低(di)速(su)啟(qi)動(dong)力(li)矩(ju)大(da)，在(zai)窯(yao)體(ti)大(da)修(xiu)烘(hong)爐(lu)期(qi)間(jian)，直(zhi)流(liu)電(dian)機(ji)長(chang)時(shi)間(jian)低(di)速(su)運(yun)行(xing)，需(xu)要(yao)較(jiao)大(da)的(de)勵(li)磁(ci)電(dian)流(liu)，致(zhi)使(shi)低(di)速(su)運(yun)行(xing)係(xi)統(tong)不(bu)穩(wen)。
duihuizhuanyaozhezhongdaguanxingfuzaishengchanshebei，caiyongjiaoliubianpinqikongzhi，yidanbianpinqiqudongdianjikefulezhezhongdaguanxingfuzaiqidongqilaiyihou，qiweichizhengchangyunzhuansuoxuyaodequdongnengliangjiuhuibiandehenxiao。jiejueqidonghezhengchangyunxingdehelifenpeijiangshihuizhuanyaobianpinkongzhideguanjian。
youyuhuizhuanyaodezhezhongfuzaitedian，zaibianpinqihedianjidexuanzeshangjiujiaoqitafuzaiyaofuzadeduo。gonglvxuanzeguoda，qidongheyunxingsuirandoumeiyouwenti，danyicixingtouzijiada，nenghaozengjia，chuxianlechangqiyunxingdamalaxiaomadexianxiang；功(gong)率(lv)按(an)實(shi)際(ji)運(yun)行(xing)情(qing)況(kuang)選(xuan)擇(ze)，雖(sui)然(ran)效(xiao)率(lv)高(gao)，投(tou)資(zi)小(xiao)，但(dan)在(zai)起(qi)動(dong)時(shi)會(hui)時(shi)常(chang)出(chu)現(xian)過(guo)載(zai)現(xian)象(xiang)而(er)無(wu)法(fa)正(zheng)常(chang)起(qi)動(dong)。因(yin)此(ci)，變(bian)頻(pin)器(qi)功(gong)率(lv)的(de)選(xuan)擇(ze)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)。
回轉窯采用直流控製時不能在很低的速度下運行，直流電機轉速為80r/min，起動過程中設備振動很大；采(cai)用(yong)交(jiao)流(liu)電(dian)機(ji)及(ji)變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)，電(dian)機(ji)是(shi)從(cong)零(ling)速(su)開(kai)始(shi)起(qi)動(dong)，初(chu)始(shi)起(qi)動(dong)力(li)矩(ju)小(xiao)，漸(jian)漸(jian)平(ping)滑(hua)升(sheng)速(su)，減(jian)小(xiao)了(le)對(dui)設(she)備(bei)的(de)衝(chong)擊(ji)，從(cong)而(er)降(jiang)低(di)了(le)設(she)備(bei)的(de)故(gu)障(zhang)率(lv)，為(wei)穩(wen)定(ding)回(hui)轉(zhuan)窯(yao)的(de)熱(re)工(gong)參(can)數(shu)創(chuang)造(zao)了(le)必(bi)要(yao)的(de)條(tiao)件(jian)。
二. 森蘭變頻器在水泥回轉窯窯中主傳動上的應用
雲(yun)南(nan)省(sheng)華(hua)坪(ping)水(shui)泥(ni)廠(chang)有(you)兩(liang)條(tiao)回(hui)轉(zhuan)窯(yao)水(shui)泥(ni)生(sheng)產(chan)線(xian)，回(hui)轉(zhuan)窯(yao)窯(yao)中(zhong)主(zhu)傳(chuan)動(dong)采(cai)用(yong)電(dian)磁(ci)調(tiao)速(su)。電(dian)磁(ci)調(tiao)速(su)的(de)特(te)性(xing)較(jiao)軟(ruan)，為(wei)保(bao)證(zheng)正(zheng)常(chang)起(qi)動(dong)，電(dian)動(dong)機(ji)的(de)功(gong)率(lv)已(yi)經(jing)加(jia)大(da)，另(ling)外(wai)，回(hui)轉(zhuan)窯(yao)窯(yao)中(zhong)主(zhu)傳(chuan)動(dong)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)工(gong)作(zuo)環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)較(jiao)高(gao)，其(qi)允(yun)許(xu)溫(wen)升(sheng)下(xia)降(jiang)，為(wei)保(bao)證(zheng)電(dian)動(dong)機(ji)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)，在(zai)設(she)計(ji)時(shi)也(ye)要(yao)適(shi)當(dang)加(jia)大(da)容(rong)量(liang)。在(zai)上(shang)述(shu)兩(liang)種(zhong)因(yin)素(su)下(xia)，兩(liang)條(tiao)回(hui)轉(zhuan)窯(yao)水(shui)泥(ni)生(sheng)產(chan)線(xian)的(de)回(hui)轉(zhuan)窯(yao)窯(yao)中(zhong)主(zhu)傳(chuan)動(dong)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)功(gong)率(lv)均(jun)為(wei)55kW。回轉窯長度50米，直徑2.42mideyuantong，zhongliangyoushubaidunzhong，shuhengzhuanjudaguanxingfuzai，qidonglijuyaoqiuhenda。youyudiancitiaosuzhuanjutexingbushihenhao，tebieshidisuzhuanjujiaocha，suiranshejishidiandongjiyijiadalerongliang，danshihuizhuanyaobunengtiaodaodisu80r/min時運行，而且在滿載時起動仍然困難。
1、係統拖動方案：
考(kao)慮(lv)到(dao)回(hui)轉(zhuan)窯(yao)的(de)慣(guan)性(xing)很(hen)大(da)，起(qi)動(dong)電(dian)流(liu)較(jiao)大(da)。變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)起(qi)動(dong)時(shi)，回(hui)轉(zhuan)窯(yao)開(kai)始(shi)緩(huan)緩(huan)旋(xuan)轉(zhuan)，窯(yao)內(nei)的(de)物(wu)料(liao)隨(sui)著(zhe)回(hui)轉(zhuan)窯(yao)的(de)轉(zhuan)動(dong)帶(dai)到(dao)一(yi)側(ce)，由(you)於(yu)重(zhong)力(li)的(de)作(zuo)用(yong)，窯(yao)內(nei)的(de)物(wu)料(liao)與(yu)窯(yao)壁(bi)之(zhi)間(jian)作(zuo)相(xiang)對(dui)運(yun)動(dong)，產(chan)生(sheng)磨(mo)檫(cha)力(li)。隨(sui)著(zhe)回(hui)轉(zhuan)窯(yao)轉(zhuan)速(su)的(de)增(zeng)高(gao)，但(dan)還(hai)未(wei)達(da)到(dao)工(gong)作(zuo)轉(zhuan)速(su)，窯(yao)內(nei)的(de)物(wu)料(liao)與(yu)窯(yao)壁(bi)之(zhi)間(jian)的(de)相(xiang)對(dui)運(yun)動(dong)幅(fu)度(du)更(geng)大(da)，產(chan)生(sheng)磨(mo)檫(cha)力(li)也(ye)更(geng)大(da)，這(zhe)時(shi)電(dian)機(ji)電(dian)流(liu)顯(xian)著(zhu)增(zeng)加(jia)，到(dao)相(xiang)當(dang)於(yu)變(bian)頻(pin)器(qi)調(tiao)到(dao)10~13Hz時，電流達到電機額定電流的2倍。回轉窯轉速再增高，離心力增大，物料被帶到窯內的最高點，因為重力的作用，物料從最高點往下“瀉落“，電機電流下降到額定電流以下。考慮到變頻器有150%的過載率，不必選用2倍電機電流的變頻器，而選用森蘭SB61G90kWbianpinqijike，zhejikebaozhengzhengchangqidong，youbuzhishitouzizengda。gaizaoshijikeyongyuanlaidediancitiaosudiandongji，xujiangdiancitiaosudezhuanchaliheqihuanweijixiedanxinglianzhouqi；也可換一台功率容量與原來電動機相同且極數也相同異步鼠籠電動機，機械減速器等無需改變。
2、.配置方案：
（1.）回轉窯技術數據
回轉窯：
窯中主傳動電機：YTSP 315S-8 55kW
轉速： （50Hz）750r/min
最大轉矩： 2.5TN
過載能力： 160% TN 60s
（2.）配置方案
回(hui)轉(zhuan)窯(yao)低(di)速(su)啟(qi)動(dong)力(li)矩(ju)大(da)，屬(shu)大(da)慣(guan)性(xing)負(fu)載(zai)生(sheng)產(chan)設(she)備(bei)，采(cai)用(yong)交(jiao)流(liu)變(bian)頻(pin)器(qi)控(kong)製(zhi)，一(yi)旦(dan)變(bian)頻(pin)器(qi)驅(qu)動(dong)電(dian)機(ji)克(ke)服(fu)了(le)這(zhe)種(zhong)大(da)慣(guan)性(xing)負(fu)載(zai)起(qi)動(dong)起(qi)來(lai)以(yi)後(hou)，其(qi)維(wei)持(chi)正(zheng)常(chang)運(yun)轉(zhuan)所(suo)需(xu)要(yao)的(de)驅(qu)動(dong)能(neng)量(liang)就(jiu)會(hui)變(bian)得(de)較(jiao)小(xiao)，一(yi)般(ban)在(zai)額(e)定(ding)功(gong)率(lv)以(yi)下(xia)，解(jie)決(jue)起(qi)動(dong)和(he)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)的(de)合(he)理(li)分(fen)配(pei)將(jiang)是(shi)回(hui)轉(zhuan)窯(yao)變(bian)頻(pin)控(kong)製(zhi)的(de)關(guan)鍵(jian)。
根據回轉窯的這種特性，選擇變頻器時，適當增大變頻器的容量是必要的，僅從過載能力考慮，用75kW變頻器就可以了，但是回轉窯起動時要求的轉矩較大，還應將變頻器的容量再增大一些，因此選用具有恒轉矩特性的 SB61G90KW變頻器。如需對變頻器進行聯網控製，可利用SB61G90KW變頻器的RS-485端口，用Modbus協議予以實現。
3、運行狀況：
回轉窯使用變頻調速後，運轉穩定平穩，兩年來未發生過任何問題。電機運行在615r/min，變頻器的輸出頻率為32.5Hz，節能顯著。
三、節能計算
回轉窯窯中主傳動改為變頻器驅動後，啟動非常容易且平穩。在回轉窯調到低速80r/min時也能安全的運行。電機主電機電磁軸輸出功率和損耗功率，可用下列公式計算，
即電動機軸輸出功率：
P1=T1n1 （1）
式中：T1—電動機的輸出轉矩
n1 –-電動機的輸出軸轉速
轉差離合器軸輸出功率
P2=T2n2 （2）
式中：T2—轉差離合器的輸出轉矩
n2 –-轉差離合器的輸出軸轉速
電動機的輸出功率，即為轉差離合器的輸入功率。對於恒轉矩負載，T= T1 = T2=常數，所以，轉差離合器的效率：
kejianzaihengzhuanfuzaixia，zhuanchaliheqidexiaolvzhengbiyushuchuzhuansu。dangzhuansuxiajiangshi，shuchugonglvchengbilixiajiang，ershurugonglvjibenbaochibubian，cishisunhaogonglvPh與轉差損耗成正比增加，即：
原來的電磁調速電機額定轉速1440r/min，工作在1000r/min左右，低速運行在200r/min以上，轉速太低電磁調速力矩不夠。由（5）式可算出電磁調速電機轉速在1000r/min時損耗的功率，由此算出節電率為44%，實際上回轉窯有時運轉在1000r/min以下，這時節能率要高於44%，再考慮到變頻器本身要消耗能量，經水泥廠實際測算，節能在50%，於是不到半年可收回全部投資。
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