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变频器在水泥机械中的应用


变频器在水泥机械中的应用

变频调速技术在我国水泥行业的应用日趋广泛。在生产工艺需要调速的许多环节,如回转窑、单冷机、喂料机、配料系统、风机、水泵等,以交流变频调速取代调压调速、滑差调速以及直流调速已成为一种必然趋势。

在水泥粉磨工艺中,球磨机入磨物料粒度的大小,对其台时产量影响较大,预破碎工艺作为提高磨机台时产量、降低粉磨电耗的重要途径,引起了许多水泥企业的重视。根据工艺要求,水泥立窑放料每次持续2~3 min,间隔2~3 min,但目前几乎所有水泥企业中破碎机处于工频恒速运行状态,24 h连续运转,造成电能的巨大浪费,并影响电机和破碎机的使用寿命。另一方面,由于破碎机具有十分大的惯性,不易频繁启停,所以即使使用变频器也难以解决系统制动时产生的泵升电压引起保护电路动作,使系统无法正常工作。

针对系统的以上特点,利用系列变频器实现破碎机的变频调速和软启动;利用再生能量回馈单元克服破碎机制动过程中产生的过高的泵升电压;利用PLC实现系统的逻辑闭环控制,使破碎机的工作与立窑放料同步,实现间歇运行。从而在改善工艺控制质量的同时,最大限度地节约了电能,降低了生产成本。现场调试和运行结果表明,系统运行可靠,节电率可达60%以上。

上述系统已在某水泥厂投入实际运行。系统根据送料信号自动实现启制动运行,破碎机运行速度连续可调。电机可以实现频繁软启动,基本无启动电流冲击,启动力矩足够。系统在变频运行条件下,若变频器突然故障,则自动切换至“工频”状态继续运行,同时发出声光报警信号(内部可选)。根据现场工况需要,将有放料信号时变频运行给定频率设为43 Hz,系统运行电流为27 A,运行电压280 V,改造后的系统平均每年耗电5.7万度。根据现场记录,系统在改造前工作频率为工频50 Hz,运行电流为32 A,运行电压400 V,平均每年耗电19.42万度。改造后的节电率为70.6%。该系统的突出优点如下:

1、利用变频调速技术改造了水泥熟料破碎机的拖动系统,满足了破碎机的低速、间歇运行特点,保证了工艺控制质量,节能效果明显,并有利于延长破碎机和电机的使用寿命。

2、利用能量回馈控制技术克服破碎机大惯性引起的泵升电压,有效地保证了变频器的安全运行。系统除了变频器和能量回馈装置所具有的20余种保护功能和故障自诊断功能外,还增设了电机过热、控制回路保护及报警。

3、利用可编程控制器PLC实现了各种逻辑控制、变频器启制动自动控制及手动/自动、工频/变频转换和故障自切换等功能,使系统控制灵活方便,功能齐全。




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