高压变频器在水泥厂风机节能改造的应用.doc

高压变频器在水泥厂风机节能改造的应用1、引言水泥生产企业是国民经济生产中的能源消耗大户，水泥行业已被列为国家节约资源的重点领域之一。在国务院提出加快建设节约型社会的政策环境下，提高水泥行业的节约型制造和应用水平，建立节约型水泥工业体系意义重大。在当前国内外能源供需矛盾突出的情况下，水泥生产企业必须通过各种途径降低能耗，以获得最佳的经济效益和最高的劳动生产率。在水泥的生产中，电动机负载电耗就占成本近30％，而拖动风机用的高压电动机在电机中占有很大的比重，对于一条水泥生产线其中有25%～30%的电能是用于拖动各种类型风机上，因此做好风机电动机的降耗增效工作就显得极为重要。目前很多水泥厂的风机大马拉小车现象严重，同时由于工况、产量的变化，系统所需求的风量也随之变化，大部分风机采用传统做法，即调节进、出风口阀门的开度来实现，而该方法是以增加风阻、牺牲风机的效率来达到要求的，损耗严重。如果利用变频调速技术改变设备的运行速度，以调节风量的大小，可以既满足生产要求，又达到节约电能，同时减少因调节挡板而造成挡板和管道的磨损及经常停机检修所造成的经济损失。随着电力电子技术及电子技术的发展，变频技术日趋成熟，国际上对于风机的风量、风压调节已普遍摒弃靠调整配套的风门开度的手段，改而采用变速的电气传动调节，变频调速已成为风机、泵类节能降耗的最佳、首选的电气传动方案。在水泥厂风机采用变频调速技术，能提高节约大量能源，提高生产效率，为水泥厂带来较大的经济效益和社会效益。根据大量水泥生产线风机高压变频调速节能改造的具体经验，采用变频调速后，风机的电耗降低8%～45%，电费以0.50元/kWh计算，通常在1.5～3.5年可收回变频器的设备和其它安装等附加费用等总投资。2、高压变频器在水泥生产线风机节能改造的应用及效益变频调速技术现已被应用于各行各业，广州某电气股份有限公司的ZINVERT系列智能高压变频调速系统从2005年起开始应用于水泥行业的电机节能改造，至今已成功应用于新型干法水泥生产线的6个工艺位置的高压风机，即：生料磨循环风机、煤磨循环风机、窑头排风机、窑尾高温风机、窑尾排风机、水泥磨循环风机，并取得了许多成功的改造经验，获得了显著的经济效益。下表是选择不同类型风机应用高压变频改造后在系统满载、相同环境、工艺条件要求下进行节能测试效果的实例数据：风机类型电机功率电压等级挡扳开度调节开度运行功率（kW）运行电流（A）运行频率变频前变频后节电率工频变频生料磨循环630KW6KV风门80%50037225％6436.543煤磨循环560KW10KV风门80%50038224％372437窑头排风710KW6KV风门70%58236936％7034.839.9窑尾排风1000KW10KV水阻80%84071015％6142.939.7高温循环2500KW10KV液耦90%260023509.6％15514345水泥磨循环355KW10KV风门45%19010545％176.236特别需要指出的是，在新型干法水泥生产工艺中要求控制窑尾预热器压力的窑尾高温循环风机，需要通过DCS的控制来对高温循环风机的风量进行调节，原先设计一般采用液力耦合器、绕线电机转子串阻调速等调速控制，而目前基本发展趋势是在90年代迅速发展起来并在近几年成熟的高压交流变频调速技术的技术和性能远远胜过以前采用的调速方式，在经过大量成功的现场应用并显示其巨大的节能效益后，高压变频器器成为国家水泥节能设计规范标准要求的设备。我国在2007年10月25日颁布、2008年5月1日起执行的强制性标准《GB50443-2007水泥厂节能设计规范》中的第4.3.5条规定：“窑尾高温风机应采用变频调速装置”。水泥生产线的大容量风机采用变频调速控制后，除实现节能降耗经济效益外，其他方面的效益也是明显的：(1)改善了工艺，调速精度得到保证，提高了产品质量的稳定并可提高产量。投入变频器后可以平滑稳定地调整风量风压，提高了效率，特别是使生产线设备利用率得到保证，保证了顺产，进一步提高了产量。(2)设备运行与维护费用下降：采用变频调节后，避免原来转子滑环烧损维护、更换的工作，以及液力耦合器油路、漏油的维护以及由于若打坏齿轮的维修工作，以及由此导致的停产损失；高压变频器的运行实践证明其可靠性得到保证。(3)延长电机等设备的使用寿命。采用变频调速后，可以实现软起动和软制动，几乎不产生冲击，避免水阻软启动3～4倍的冲击电流、液力耦合器启动时的4～7倍的冲击电流，可大大延长电机定子、转子轴及轴承等电气与机械寿命。（4）目前单元级联式的高压变频器，其输入电流谐波含量小于国家标准要求的限制要求，功率因数可保证在0.95以上，与采用液力耦合器、转子串阻等调速方式相比，输入功率因数大大提高，再无需投资功率补偿设备，并可降低有关的设备