HARSVERT-A高壓變頻器在水泥回轉(zhuǎn)窯中的應(yīng)用

1、HARSVERT-A高壓變頻器在水泥回轉(zhuǎn)窯中的應(yīng)用    一、前言變頻調(diào)速技術(shù)現(xiàn)已被應(yīng)用于各行各業(yè)，我公司于2004年起開始將高壓變頻器應(yīng)用于水泥行業(yè)的電機節(jié)能改造，至今已成功用于水泥廠窯尾排風(fēng)機、高溫風(fēng)機、窯頭煤磨風(fēng)機、窯頭過剩風(fēng)機，生料磨循環(huán)風(fēng)機的節(jié)能改造，取得了許多成功的改造經(jīng)驗，并取得了顯著的經(jīng)濟效益。典型應(yīng)用案例：2007年6-7月，利德華福在山水集團中標(biāo)18臺設(shè)備，其中應(yīng)用較多的是淄博山水水泥公司和平陰山水水泥公司的各兩條日產(chǎn)量5000T生產(chǎn)線的高溫風(fēng)機、窯頭煤磨風(fēng)機、窯頭過剩風(fēng)機，生料磨循環(huán)風(fēng)機等風(fēng)機，進行變頻節(jié)能改造，都取得良好的節(jié)能效果

2、，下面對改造情況作一簡單介紹。二、原來用液力耦合器缺陷1液力耦合器屬于一種機械調(diào)速設(shè)備。液力耦合器的原理決定了液力耦合器有5-8%的速度損失。同時功率損失變?yōu)闊崃?，使液壓油溫過高。需要大量冷卻水冷卻液壓油。2. 在實際運行中油溫高于95以上，使冷卻器的水易結(jié)垢堵塞，造成故障。3. 由于液力耦合器是用液壓油傳遞功率，因此速度控制不穩(wěn)定、功率因數(shù)低、調(diào)速精度差。4. 液力耦合器整機效率低，功率因數(shù)低，調(diào)速精度差，調(diào)速本身的損耗大、維護量大、二次成本過高，所以節(jié)能效果不明顯。三、高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)簡介高壓變頻器本身損耗極小，整機效率在97以上。對離心式風(fēng)機而言，流體力學(xué)有以下原理：輸出風(fēng)量Q與轉(zhuǎn)速n成

3、正比；輸出壓力H與轉(zhuǎn)速n的平方成正比；輸出軸功率P與轉(zhuǎn)速n的立方成正比；即：Q1/Q2n1/n2，H1/H2(n1/n2)2，P1/P2(n1/n2)3當(dāng)風(fēng)機風(fēng)量需要改變時，如調(diào)節(jié)風(fēng)門的開度，則會使大量電能白白消耗在閥門及管路系統(tǒng)阻力上。如采用變頻調(diào)速調(diào)節(jié)風(fēng)量，可使軸功率隨流量的減小大幅度下降。變頻調(diào)速時，當(dāng)風(fēng)機低于額定轉(zhuǎn)速時，理論節(jié)電為：E=1-( n/n)3×P×T (kW?h)式中： n是額定轉(zhuǎn)速，n是實際轉(zhuǎn)速，P是額定轉(zhuǎn)速時電機功率，T是工作時間?？梢?，通過變頻對風(fēng)機進行改造，不但節(jié)能，而且大大提高了設(shè)備運行性能。以上公式為變頻節(jié)能提供了充分的理論依據(jù)。四、變頻器和

4、液力偶合器的比較1.HARSVERT-A高壓變頻器調(diào)速范圍為0100%；液力偶合器的調(diào)速范圍一般為4095%，即高速段造成約5%的速度損失，影響機組的出力。液力偶合器最低一般只能到額定速度的40%。2.HARSVERT-A高壓變頻器在整個調(diào)速范圍內(nèi)都具有較高的效率（大于96%），而液力偶合器在調(diào)速越低時效率越低，本身帶來不小的損耗，調(diào)速的節(jié)能效果大打折扣。3.HARSVERT-A高壓變頻器對電機及負載機械實現(xiàn)真正的軟啟動，徹底解決了啟動沖擊問題，如果工藝需要，電機可以在短時間內(nèi)多次重復(fù)啟動。液力偶合器不能解決電機啟動問題，電機仍然為直接啟動，需要啟動裝置，啟動沖擊也大，并且不能頻繁啟動。4.用

5、HARSVERT-A高壓變頻器對電機進行調(diào)速改造時，只需脫開原來的開關(guān)和電機的連接電纜，加入高壓變頻器即可，不動電機和機械的連接關(guān)系，不用改動任何基礎(chǔ)，也不存在場地限制問題。用液力偶合器做調(diào)速改造，必須將液力偶合器串入電機和機械的連接軸中，需要移動和重新澆注設(shè)備基礎(chǔ)，有些地方空間也未必允許。5.HARSVERT-A高壓變頻器是高科技設(shè)備，可靠性高，基本免維護。液力偶合器是機械設(shè)備，本身包含油路、水路等多套系統(tǒng)，故障率高，維修工作量大，造成有效生產(chǎn)時間的縮短。五、高溫風(fēng)機變頻改造方案 以水泥廠耗電量較高的高溫風(fēng)機為例，日產(chǎn)5000t的生產(chǎn)線，高溫風(fēng)機電機配置為6kV/2500kW，原來用液力耦合

6、器調(diào)速，改造后在高溫風(fēng)機的電機與風(fēng)機之間由高壓變頻器對電機本身進行調(diào)速，最后達到調(diào)整窯尾預(yù)熱器（高溫風(fēng)機入口）的壓力為工況要求值。根據(jù)水泥廠提供的負載參數(shù)及運行工況，利德華福為窯尾高溫風(fēng)機配置高壓變頻器型號是：HARSVERT-A06/300（額定電壓6kV，額定電流300A）。六、窯尾高溫風(fēng)機系統(tǒng)簡介淄博山水水泥廠和平陰山水水泥生產(chǎn)線為干法懸窯，其窯燒成系統(tǒng)流程簡圖如圖1所示：                  &

7、#160;     圖1：窯燒成系統(tǒng)流程簡圖         日產(chǎn)5000t旋窯是一個有4度斜角、直徑4.8m、長74m的耐熱鋼筒，內(nèi)鑲各種耐火磚。從預(yù)熱器來的生料從窯尾進入到窯中，借助窯的轉(zhuǎn)動來促進生料在旋窯內(nèi)高溫下混合、煅燒，物料依靠窯筒體的斜度及窯的轉(zhuǎn)動在窯內(nèi)向前運動。窯內(nèi)燃燒產(chǎn)生的余熱廢氣，在窯尾高溫風(fēng)機的作用下，通過預(yù)熱器對進入窯尾前的生料進行預(yù)熱均化，降溫后的余熱廢氣再通過高溫風(fēng)機抽出進入廢氣處理（除塵及排出）。七、改造過程簡述為減小安裝成本，動力電纜保

8、留了原高壓柜至電機的電纜，將電纜原接線由高壓柜牽至高壓變頻器，再重新由高壓柜到高壓變頻器敷設(shè)一根動力電纜，由于高壓變頻器房緊鄰高壓室，此電纜長度較短。由于此高壓變頻器功率較大，發(fā)熱量較大，為保證足夠的通風(fēng)冷卻效果，在變壓器柜頂和功率柜頂分別獨立安裝了一整體風(fēng)罩，與各自的出風(fēng)口連成整體，把高壓變頻器散出的熱風(fēng)排出室外，保證高壓變頻器整體冷卻通風(fēng)要求。八、變頻改造節(jié)能情況統(tǒng)計變頻改造前后，我們對相應(yīng)的運行數(shù)據(jù)進行了統(tǒng)計，現(xiàn)將部分?jǐn)?shù)據(jù)分析整理如下。1.淄博山水水泥1、2#窯風(fēng)機改造前后對比表淄博山水水泥有限公司改造設(shè)備，應(yīng)用了利德華福共計8臺高壓大功率變頻器，分別應(yīng)用以下場合：  

9、;          所用場合    電機功率     （kW）    改造前電機功率     （kW）    改造后電機功率     （kW）         

10、0;  一線1#循環(huán)風(fēng)機    1000    790    661            一線2#循環(huán)風(fēng)機    1000    774    681     

11、0;      一線高溫風(fēng)機    2500    2221    1777            一線煤磨風(fēng)機    630    348    247  &

12、#160;         二線3#循環(huán)風(fēng)機    1000    830    681            二線4#循環(huán)風(fēng)機    1000    780  

13、0; 632            二線高溫風(fēng)機    2500    2420    1866            二線煤磨風(fēng)機    630   

14、0;388    257         從上述數(shù)據(jù)可以明確看出改造后窯系統(tǒng)各風(fēng)機相應(yīng)的節(jié)電功率。根據(jù)我們在設(shè)備調(diào)試和開窯過程中記錄的數(shù)據(jù)，按每天24小時，月運行28天，年運行11個月，即7392小時計算，可推算出風(fēng)機的節(jié)電量及節(jié)電效益。以1#窯所有風(fēng)機為例計算節(jié)能效果：節(jié)電功率：（790661）+（774681）+（22211777）+（348247）767（kW），年節(jié)電量： 767kW×7392小時566.96萬kW?h，年節(jié)電效益：566.96萬kW?h&#

15、215;0.5元/kW?h283.48萬元。2.平陰山水水泥1、2#窯風(fēng)機改造前后對比表平陰山水水泥有限公司改造設(shè)備，應(yīng)用了利德華福共計5臺高壓大功率變頻器，分別應(yīng)用以下場合：                所用場合            電機功率      

16、      改造前電機功率            改造后電機功率                    一線高溫風(fēng)機        

17、0;   2500KW            1920            1430                    一線

18、過剩風(fēng)機            630KW            455            345           

19、60;        二線高溫風(fēng)機            2500KW            1890            1380  &

20、#160;                 二線煤磨風(fēng)機            630KW            510      

21、;      430                    二線過剩風(fēng)機            630KW         

22、60;  425            330             由于平陰山水水泥窯的密封較好，所以節(jié)能效果也比較好，其中尤以高溫風(fēng)機效果最好，現(xiàn)簡單計算高溫風(fēng)機節(jié)電量，根據(jù)我們在設(shè)備調(diào)試和開窯過程中記錄的數(shù)據(jù)，平陰山水1#窯在5500T/D的產(chǎn)量下，高溫風(fēng)機6kV側(cè)電流約為156A，耗電功率約為1430kW，比改造前同產(chǎn)量耗電功率下降約490kW。2#窯在5500t的產(chǎn)量下，高溫風(fēng)機6kV側(cè)電流約為148A，耗電功率約為1380kW，比改造前同產(chǎn)量耗電功率下降約510kW。按每天24小時，月運行28天，年運行11個月，即7392小時計算，可推算出兩臺高溫風(fēng)機的節(jié)電量及節(jié)電效益。1#窯高溫風(fēng)機：節(jié)電功率： 19201430490（kW），年節(jié)電量：490 kW×7392小時362.2萬kW?h，年節(jié)電效益：362.2萬k