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目前,水泥行業的競爭非常激烈,但關鍵還是製造成本的競爭,而電動機電耗占成本30%,因yin此ci做zuo好hao電dian動dong機ji的de降jiang耗hao增zeng效xiao工gong作zuo就jiu顯xian得de極ji為wei重zhong要yao。大da部bu分fen水shui泥ni廠chang的de一yi些xie設she備bei尤you其qi是shi一yi些xie大da功gong率lv風feng機ji設she備bei在zai生sheng產chan過guo程cheng中zhong絕jue大da部bu分fen時shi間jian都dou是shi不bu滿man負fu荷he,都dou是shi通tong過guo調tiao節jie擋dang風feng板ban的de開kai啟qi角jiao度du的de機ji械xie調tiao節jie方fang法fa來lai滿man足zu不bu同tong的de用yong風feng量liang,這zhe種zhong操cao作zuo方fang式shi的de缺que點dian是shi:(1)電機及風機或水泵的轉速高,負荷強度重,電能浪費嚴重;(2)設備運行的自動化程度相當低,幾乎完全靠人工調節,調節精度差,控製不精確;(3)電氣控製采用直接或者降壓起動,啟動時電流對電網衝擊大,需要的電源(電網)容量大,功率因素較低。(4)起動時機械衝擊大,設備使用壽命低;(5)噪聲大,粉塵汙染嚴重等。因此這些大功率、且(qie)連(lian)續(xu)運(yun)行(xing)的(de)電(dian)機(ji)耗(hao)電(dian)量(liang)高(gao)是(shi)水(shui)泥(ni)製(zhi)造(zao)成(cheng)本(ben)高(gao)居(ju)不(bu)下(xia)的(de)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)因(yin)素(su)。因(yin)此(ci)很(hen)有(you)必(bi)要(yao)對(dui)相(xiang)應(ying)耗(hao)電(dian)量(liang)大(da)的(de)電(dian)機(ji)做(zuo)一(yi)些(xie)工(gong)藝(yi)上(shang)的(de)節(jie)能(neng)改(gai)造(zao),利(li)用(yong)節(jie)電(dian)的(de)效(xiao)果(guo)來(lai)降(jiang)低(di)水(shui)泥(ni)的(de)製(zhi)造(zao)成(cheng)本(ben)、提高經營上的利潤空間和市場競爭力。 變頻調速技術的基本原理是根據電機轉速與工作電源輸入頻率成正比的關係: n =60 f(1-s)/p,(式中n、f、s、p分別表示轉速、輸入頻率、電機轉差率、電機磁極對數);通過改變電動機工作電源頻率達到改變電機轉速的目的。通過流體力學的基本定律可知:風機、泵類設備均屬平方轉矩負載,其轉速n與流量Q,壓力H以及軸功率P具有如下關係:Q∝n ,H∝n2,P∝n3;即,流量與轉速成正比,壓力與轉速的平方成正比,軸功率與轉速的立方成正比。如下圖示為壓力H-流量Q曲線特性圖:
 n1-代表電機在額定轉速運行時的特性; n2-代表電機降速運行在n2轉速時的特性; R1-代表風機、泵類管路阻力最小時的阻力特性; R2-代表風機、泵類管路阻力增大到某一數組時的阻力特性。 風機、泵類在管路特性曲線R1工作時,工況點為A,其流量壓力分別為Q1、H1,此時風機、泵類所需的功率正比於H1與Q1的乘積,即正比於AH1OQ1的麵積。由於工藝要求需減小流量到Q2,實際上通過增加管網管阻,使風機、泵類的工作點移到R2上的B點,壓力增大到H2,這時風機、泵類所需的功率正比於H2與Q2的乘積,即正比於BH2OQ2的麵積。顯然風機、泵類所需的功率增大了。這種調節方式控製雖然簡單、但功率消耗大,不利於節能,是以高運行成本換取簡單控製方式。若采用變頻調速,風機轉速由n1下降到n2,這時工作點由A點移到C點,流量仍是Q2,壓力由H1降到H3,這時變頻調速後風機所需的功率正比於H3與Q2的乘積,即正比於CH3OQ2的麵積,由圖可見功率的減少是明顯的。 通過對貴公司的電動機的運行情況的了解,建議對生料磨排風機(6KV,1000KW)、水泥磨排風機(6KV,400KW)、窯尾廢氣處理風機(6KV,355KW)、螺杆空壓機(380V,132KW)、循環水冷卻泵(380V,45KW)采用變頻器進行調速,然後把風(閥)門調到最大位置,具有很大的節能空間。下麵是對這幾台電動機的節能預算:
1、生料磨排風機(查表計算): 電機參數: 電壓:6kV 額定電流:115A 實際電流:98 A 功率:1000kW 轉速: 960R/MIN 功率因數:0.872 風門開度:90% 工頻運行時電機輸出功率:P=1.732×6KV×103A×0.872=933KW 實際功率百分比為933/1000×100%=93.3% 由上圖調節曲線可知,當檔板調節消耗功率93.3%時,變頻調速消耗功率約為78%,則變頻調速可以節約15.3%的額定功率。 2、水泥磨排風機(查表計算): 電機參數: 電壓:6kV 額定電流:45A 實際電流:36 A 功率:400kW 轉速: 960R/MIN 功率因數:0.918 風門開度:80% 工頻運行時電機輸出功率:P=1.732×6KV×36A×0.918=343KW 實際功率百分比為343/400×100%=85.8% 由上圖調節曲線可知,當檔板調節消耗功率85.8%時,變頻調速消耗功率約為55%,則變頻調速可以節約30.8%的額定功率。 3、窯尾廢氣處理風機(查表計算): 電機參數: 電壓:6kV 額定電流:46.2A 實際電流:30 A 功率:355kW 轉速: 580R/MIN 功率因數:0.797 風門開度:58% 工頻運行時電機輸出功率:P=1.732×6KV×30A×0.797=249KW 實際功率百分比為249/355×100%=70% 由上圖調節曲線可知,當檔板調節消耗功率70%時,變頻調速消耗功率約為20%,則變頻調速可以節約50%的額定功率。由於是離心風機,當轉速下降時壓力也會相應減小,所以還需要考慮到實際壓力情況,所以節電率大約在35%左右。 4、螺杆空壓機(380V,132KW) 螺luo杆gan空kong壓ya機ji一yi共gong四si台tai,往wang往wang會hui出chu現xian開kai三san台tai不bu夠gou用yong,開kai四si台tai有you多duo餘yu的de現xian象xiang,這zhe樣yang就jiu可ke以yi通tong過guo變bian頻pin器qi自zi動dong調tiao節jie其qi中zhong的de一yi台tai,達da到dao一yi個ge穩wen定ding的de壓ya力li,同tong時shi又you能neng節jie能neng。還hai有you空kong壓ya機ji在zai工gong頻pin起qi動dong設she備bei時shi的de衝chong擊ji大da,電dian機ji軸zhou承cheng的de磨mo損sun大da,所suo以yi設she備bei維wei護hu量liang大da,由you於yu一yi般ban空kong氣qi壓ya縮suo機ji的de拖tuo動dong電dian機ji本ben身shen不bu能neng調tiao速su,因yin此ci就jiu不bu能neng直zhi接jie使shi用yong壓ya力li或huo流liu量liang的de變bian動dong來lai實shi現xian降jiang速su調tiao節jie輸shu出chu功gong率lv的de匹pi配pei,電dian機ji不bu允yun許xu頻pin繁fan啟qi動dong,導dao致zhi在zai用yong氣qi量liang少shao的de時shi候hou電dian機ji仍reng然ran要yao空kong載zai運yun行xing,電dian能neng浪lang費fei巨ju大da。經jing常chang卸xie載zai和he加jia載zai導dao致zhi整zheng個ge氣qi網wang壓ya力li經jing常chang變bian化hua,不bu能neng保bao持chi恒heng定ding的de工gong作zuo壓ya力li延yan長chang壓ya縮suo機ji的de使shi用yong壽shou命ming。空kong壓ya機ji的de有you些xie調tiao節jie方fang式shi(如調節閥門或調節卸載等方式)jishizaixuyaoliuliangjiaoxiaodeqingkuangxia,youyudianjizhuansububian,dianjigonglvxiajiangfudubijiaoxiao。caiyongbianpinkeyishixianhengyagongqi。kongyajidejienengzhuyaokanxiezaideshijianhecishu,xiezaiyueduojienengxiaoguoyuehao。tongguoshiyongbianpinqihoudeshili,duoshuyasuojijiedianlvyuezai 20% 左右。 5、循環水泵(380V,45KW) 循環水泵出口閥門開度85%左右,實際運行電流為72A,額定電流為84A,負載率為72A,負載率為84.7%,當使用變頻器時,閥門全開,由於流量與轉速成正比,壓力與轉速的平方成正比,軸功率與轉速的立方成正比。則變頻調速的節電率84.7-(85%)3=23.3%。 總之:采用變頻器控製將有以下諸多優點: (1)、采用變頻器控製電機的轉速,取消擋板調節,降低了設備的故障 率,節電效果顯著; (2)、采用變頻器控製電機,實現了電機的軟啟動,延長了設備的使用壽 命,避免了對電網的衝擊; (3)、電機在低於額定轉速的狀態下運行,減少了噪聲對環境的影響; (4)、具有過載、過壓、過流、欠壓、電源缺相等自動保護功能; (5)、提高產品質量及產量。 實(shi)踐(jian)證(zheng)明(ming),變(bian)頻(pin)改(gai)造(zao)具(ju)有(you)顯(xian)著(zhu)的(de)節(jie)電(dian)效(xiao)果(guo),是(shi)一(yi)種(zhong)理(li)想(xiang)的(de)調(tiao)速(su)控(kong)製(zhi)方(fang)式(shi)。既(ji)提(ti)高(gao)了(le)設(she)備(bei)效(xiao)率(lv),又(you)滿(man)足(zu)了(le)生(sheng)產(chan)工(gong)藝(yi)要(yao)求(qiu),並(bing)且(qie)還(hai)大(da)大(da)減(jian)少(shao)了(le)設(she)備(bei)維(wei)護(hu)、維(wei)修(xiu)費(fei)用(yong),另(ling)外(wai)當(dang)采(cai)用(yong)變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)時(shi),由(you)於(yu)變(bian)頻(pin)裝(zhuang)置(zhi)內(nei)的(de)直(zhi)流(liu)電(dian)抗(kang)器(qi)能(neng)很(hen)好(hao)的(de)改(gai)善(shan)功(gong)率(lv)因(yin)數(shu),也(ye)可(ke)以(yi)為(wei)電(dian)網(wang)節(jie)約(yue)容(rong)量(liang)。直(zhi)接(jie)和(he)間(jian)接(jie)經(jing)濟(ji)效(xiao)益(yi)十(shi)分(fen)明(ming)顯(xian)。
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