北京利德華福電氣技術有限公司　供稿

 

摘要：高濃度磷複肥生產的主要產品是磷酸二銨，在大中型企業中都選用大功率高壓電機作為造粒風機和幹燥風機的電機。由於2風機出口並用，從1個煙囪排出
，靠2台風機進口閥控製風流動的方向和風量，這帶來風機和風道振動所產生的嘯叫聲

、電能浪費、設備損壞等實際問題。雲南祥豐金麥化工有限公司選用北京利德華福HARSVERT-A10/070（1000kW）2台變頻器
，較好地解決了上述問題
，噪音降低非常理想，節能效果顯著。

關鍵詞：高壓變頻器   電氣後台  工藝DCS後台  南瑞綜保RCS-9626CN

中國是世界磷複肥生產大國，磷複肥生產其主要是高濃度磷複肥產品――磷酸二銨，由於生產磷酸二銨的主要原料為磷礦石
、硫酸、液(ye)氨(an)等(deng)，市(shi)場(chang)價(jia)格(ge)不(bu)斷(duan)上(shang)升(sheng)。由(you)於(yu)國(guo)際(ji)金(jin)融(rong)危(wei)機(ji)，國(guo)際(ji)市(shi)場(chang)近(jin)幾(ji)年(nian)磷(lin)複(fu)肥(fei)價(jia)格(ge)下(xia)降(jiang)，出(chu)口(kou)量(liang)也(ye)不(bu)斷(duan)下(xia)降(jiang)，導(dao)致(zhi)國(guo)內(nei)磷(lin)複(fu)肥(fei)生(sheng)產(chan)企(qi)業(ye)想(xiang)盡(jin)辦(ban)法(fa)降(jiang)低(di)生(sheng)產(chan)成(cheng)本(ben)，其(qi)中(zhong)節(jie)能(neng)降(jiang)耗(hao)作(zuo)為(wei)企(qi)業(ye)挖(wa)潛(qian)重(zhong)點(dian)
，被(bei)提(ti)到(dao)企(qi)業(ye)發(fa)展(zhan)生(sheng)存(cun)的(de)重(zhong)要(yao)日(ri)程(cheng)上(shang)來(lai)。

我公司在2011年11月新建60萬t/年磷酸二銨裝置，其裝置配套2台ykk560-6/10kV,900kW電動機作為幹燥尾氣風機和造粒尾氣風機。                                                          

 

    在造粒機入口處十字管反應器經高壓泵將磷酸噴灑為霧狀，再把液氨經高壓泵噴灑為霧狀，在一定的溫度下（液氨）NH₃+(磷酸)H₃PO₄     (磷酸二銨)（NH₄）₂HPO_4，液ye氨an為wei汽qi態tai，碰peng上shang霧wu狀zhuang磷lin酸suan液ye態tai生sheng成cheng半ban透tou明ming狀zhuang的de磷lin酸suan二er銨an晶jing體ti

，在zai造zao粒li機ji前qian部bu反fan應ying後hou結jie晶jing在zai造zao粒li機ji中zhong。經jing造zao粒li機ji轉zhuan動dong晶jing體ti粘zhan結jie，形xing成cheng顆ke粒li狀zhuang較jiao大da的de晶jing體ti
，從cong造zao粒li機ji出chu口kou落luo出chu，在zai造zao粒li機ji風feng道dao控kong製zhi點dian1就要把未反應完的氨氣，抽到洗滌塔中進行回收利用，防止氨氣從控製點1出溢出，隻要在造粒機出口下料處形成負壓，靠造粒風機進口電動閥來控製，控製點1的負壓隻需-0.5~-1KPa，既能滿足生產工藝要求，又可以減少氨氣大量抽到洗滌塔中，所以並不是造粒風機功率越大越好。

     同樣幹燥機在控製點2的負壓也隻需-0.5~-1KPa
，幹(gan)燥(zao)機(ji)內(nei)的(de)磷(lin)酸(suan)二(er)銨(an)靠(kao)焚(fen)硫(liu)爐(lu)產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)量(liang)，經(jing)幹(gan)燥(zao)風(feng)機(ji)將(jiang)熱(re)量(liang)吸(xi)至(zhi)幹(gan)燥(zao)機(ji)內(nei)，隻(zhi)要(yao)磷(lin)酸(suan)二(er)銨(an)在(zai)幹(gan)燥(zao)機(ji)出(chu)口(kou)處(chu)水(shui)含(han)量(liang)達(da)到(dao)要(yao)求(qiu)即(ji)可(ke)
，風(feng)量(liang)控(kong)製(zhi)也(ye)是(shi)通(tong)過(guo)幹(gan)燥(zao)風(feng)機(ji)進(jin)口(kou)電(dian)動(dong)風(feng)閥(fa)進(jin)行(xing)調(tiao)控(kong)。本(ben)裝(zhuang)置(zhi)設(she)計(ji)安(an)裝(zhuang)風(feng)機(ji)流(liu)量(liang)21500Am³/h，吸入壓力-5.85/-6.12KPa固體含量150-400/1000mg/ Am³.含肥粉塵F^-、Cl^- 

、SO₄^-酸性腐蝕。2台風機電機為50H_Z（994r/min）,在造粒風機啟動和幹燥風機啟動時，必須將2台風機進氣風閥全部關死，才能啟動電動機
，在實際使用中出現過下列幾個問題：

（1）2台風機電機在50H_Z運行時，風機係統由於風機嘯叫和風道振動噪音在2km以外都能聽見

，全廠處於風機噪音汙染之中。

   （2）實際使用中，造粒風機電動風閥的開度約在35%――40%，大量酸汽物質衝擊風閥和風管。電動閥調節依靠操作工經驗常常過量調大
，洗滌塔物質較多，洗滌塔內酸性水、粉塵不斷被吸到風機內，從風機下部排汙管中流出。電機長期在50H_Z下運行，造成電能大量浪費。風機和電機高速下磨損，風機和風管、風閥、洗滌塔設備等風流量大而酸汽物質磨損和腐蝕也較為嚴重。

（3） 2台風機啟動時，對電網要求較高。我廠主變為SZ10-31500/110/10KV1台，另有2台QF-J7.5-2/7500kW/10kV發電機組，發電機在主變10kV側並網運行。盡管2台900kW/10kV的風機進口風閥全部關閉,啟動電動機
，也在實際風機電機在啟動時
，主變10kV側電壓瞬間下降。而發電機由於采樣控製也受到主變10kV側瞬間電壓下降的影響
，發生發電機瞬間發電輸出功率無法控製，瞬時衝高1000多kVA
，產生多次故障報警等。

 （4） 2台風機在啟動時，要求電動風閥全部關閉，但由於操作工經常沒有關死風閥或者由於電動風閥被酸性汽物質腐蝕卡死等，啟動第1台風機後
，控製點3為2台風機並風口，如果2台風機電動風閥都關不嚴，第,1台風機會將風吹到第2台風機中，使第2台風機倒轉
，這時如啟動第2台風機，第2taifengjihuiyoufanzhuandaozhengzhuan，fengjijizhouyaochengshouyigejudadejianqieli，diandongjiyaochengshouyigejudadefanxiangzhuanju，dianqichongjishangshengshubei，jiyisunhuaifengjihedianqishebei。

針對上述4個方麵的情況
，決定進行風機變頻改造。

3.1 變頻器係統方案

   經多方對比，決定選用北京利德華福電氣技術有限公司生產的HARSVERT-A10/070型高壓變頻器2台。係統方案如圖2所示，由3隻高壓隔離開關QS1、QS2和QS3和原有的高壓開關QF組成控製電機電源回路。QS2和QS3之間有機械互鎖，不能同時閉合，正常情況為變頻器運行時QS1、QS2閉合，QS3斷開。10kV電源經QF閉合（充電12~15s）
，啟動VFD變頻器。變頻器

 

 

圖2  係統方案

 

3.2變頻控製方案

變頻器控製方案如圖3所示。

                                                                                       

                            圖3  生產工藝變頻器控製方案

 

  10kV配電室原有電櫃配QF真空斷路器和南瑞RCS-9626CN綜合繼保，綜合控製操作板等。通過綜合控製操作板上選擇開關可選擇“遠方”和“就地”控製
；“遠方”是指在電氣後台完成“分
、合”斷路器QF操作
，“就地”是指工藝操作工在現場操作箱上完成“分、合”斷路器。10kV電源經QF斷路器到變頻器VFD後，充電12s後，變頻器充電和檢測完成，允許投變頻器，工藝操作在現場操作箱上啟動變頻器，變頻低速運行，控製風機電機低速轉動。在啟動另1台風機低速轉動
，由工藝DCS交替調整變頻給定值，即可有效防止風機反向轉動問題。

 

    使用RCS-9626CN綜合繼電保護儀，有效的將電動機運行信號、測ce量liang信xin號hao和he電dian機ji各ge種zhong保bao護hu，傳chuan遞di到dao電dian氣qi後hou台tai上shang進jin行xing監jian控kong和he保bao護hu。加jia上shang變bian頻pin器qi所suo配pei置zhi的de變bian頻pin器qi本ben體ti保bao護hu和he電dian機ji保bao護hu及ji控kong製zhi作zuo用yong
，給gei風feng機ji電dian機ji進jin行xing了le雙shuang重zhong保bao護hu和he監jian控kong。

 

 

 （1）幹燥尾氣風機運行參數如表1所示。

(2）燥粒尾氣風機運行參數如表2所示。

 

（1）按實際情況，修建變頻器所需要的控製室，確定2台1室1排布置的方案。

（2）據現有電氣後台、10kV開關櫃及繼保配置

、工藝DCS控製係統情況，與新安裝10kV變頻器所提供功能進行搭配，優化出最合理的控製方案。

（3）按確定方案進行安裝
、接線、請廠家技術人員指導調試工作。

（1）優化工藝控製參數
，關鍵是明確造粒風機控製點1在-0.5KP左右可以滿足工藝要求
，幹燥風機控製點2在-0.5KP左右可以滿足工藝要求。

（2）細化到用變頻器轉數進行控製


，也可以是變頻給定4―20MA（0%―100%）對應電機0―960r/min.用頻率上限進行限製等。提高工藝控製精度和方便工藝操作。

六、改造後的效果

（1）正常生產中造粒風機變頻器實際運行在27―30Hz之間
，幹燥風機變頻器實際運行在29―35Hz之間，風機係統中風機嘯叫聲基本消失，並有效讓開了風道共振點

，噪音隻在20m以內能聽見
，全廠安靜了，最重要的是沒有了投訴。

（2）變頻節能效果顯著，我廠將2台風機改造前1個月和改造後1個月的風機用電量的平均值進行比較如下：

每天以24h生產，每月以30個工作時日計算，按0.4元/kWh來計算,圖表3和表4所示。。

表3  使用變頻器以前 

表4  采用變頻器以後 

 

（3）每月可

 

以節約電能793400KWh,電費317360元。隻需4個月就可以改回投資變頻器的成本。

（4）變頻器分3段起動，每段設置60s。對電網沒有任何衝擊
，發電機也沒有發生發電功率突然增加失控的情況。

(5)實際運行中風機轉速降低，風機係統各部件磨損也降低了

，反酸塵量
、氨水量大量減少，設備腐蝕減小。

 

七、結束語

 

經過我廠2台10kV風機電機變頻器的技改，在各方麵達到了理想的效果，特別在節能方麵取得了比原預計方案更好的結果。打破原有10kV變頻器投資大，效益慢的誤區，選用北京利德華福電氣技術有限公司生產的HARSVERT-A10/070型高壓變頻器，

使用3個(ge)月(yue)未(wei)出(chu)現(xian)任(ren)何(he)質(zhi)量(liang)問(wen)題(ti)
，每(mei)套(tao)價(jia)格(ge)僅(jin)為(wei)進(jin)口(kou)變(bian)頻(pin)器(qi)一(yi)半(ban)的(de)價(jia)格(ge)。經(jing)檢(jian)測(ce)電(dian)網(wang)諧(xie)波(bo)基(ji)本(ben)沒(mei)有(you)汙(wu)染(ran)
，是(shi)一(yi)款(kuan)性(xing)價(jia)比(bi)較(jiao)高(gao)的(de)高(gao)壓(ya)變(bian)頻(pin)器(qi)。我(wo)廠(chang)現(xian)準(zhun)備(bei)全(quan)麵(mian)展(zhan)開(kai)企(qi)業(ye)節(jie)能(neng)降(jiang)耗(hao)挖(wa)潛(qian)行(xing)動(dong)，對(dui)現(xian)投(tou)運(yun)電(dian)動(dong)機(ji)，特(te)別(bie)是(shi)高(gao)壓(ya)電(dian)動(dong)機(ji)進(jin)行(xing)節(jie)能(neng)評(ping)估(gu)，找(zhao)出(chu)有(you)節(jie)能(neng)空(kong)間(jian)的(de)電(dian)動(dong)機(ji)進(jin)行(xing)變(bian)頻(pin)改(gai)造(zao)。

 

參考文獻：

 

1

、 北京利德華福HARSVERT-A係列技術手冊。

2、南京南瑞RCS-9600係列技術手冊。