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水泥厂风 机水泵变频改造方案


水泥厂风 机水泵变频改造方案
变频器用 于水泥生产过程,具有明显的节能效果,是目前的 节能调整设备?变频调速 电气传动由于其在性能上的优异表现,性价比的不断提高,也正快速 取代传统的调速方式,成为水泥 行业调速控制的主?
一、概述
风机水泵 类负载都是根据满负荷工作需用量来选型,实际应用 中大部分时间并非工作于满负荷状态,由于交流 电机调速很困难?常用挡风板?回流阀或开/停机时间,来调节风量或流量,同时大电 机在工频状态下频繁开/停比较困难,电力冲击较大,势必造成 电能损耗和开/停机时的电流冲击?采用变频 器直接控制风机?泵类负载 是一种的控制方法,当电机在额定转速的80%运行时,理论上其 消耗的功率为额定功率的(80%)2次方,即51.2%,去除机械损耗电机铜?铁损等影响?节能效率也接近40%,同时也可 以实现闭环恒压控制,节能效率 将进一步提高?由于变频 器可实现电动机的软停?软起,避免了启 动时的电压冲击,减少电动机故障率,延长使用寿命,同时也降 低了对电网的容量要求和无功损耗?
二、交流变频 调速系统的特点:
1、效率高.节约能源?在相同的情况下.交流变频 驱动比一般直流传动方式增加5%左右,比电动机 一发电机组供电的直流传动方式提增加15%左右,比其它交 流调速方式提增加20%以上,节能效果显?变频调速 用于风机水泵的控制,甚至可节约电能50%以上?
2、易驱ED3000系列变频 器具有和直流调速系统相同的调速平滑?方便?超载力矩 和起动力矩大等优点?目前较先 进的变频器的调速范围可达1:100,超载能力可达120%?60S?
3、所控制的 交流电机容量?速度和电压等级高?可以根据 需要设计出高转速?大容量的 交流变频供大型交流电动机,而直流电 动机因受换向条件的制约其容量和速度受到很大限制?
4、系统的控 制精度和响应速度均优于工频传动指标和水平?
5、工/变频转换电路,保障系统的可靠
6、提高了运行可靠性.减少了维修工作量?降低了运行成本?
三、节能原理
罗茨风机节能
罗茨风机 的风压是不受风机转速限制的,不论转速 变化如何其风压可以保持不变?而风量则 与风机转速成正比的,  即Q=KN
Q:表示风量 N:表示风机转速 K:为系数
从公式可知,风量调节,完全由变 频器改变电机频率达到无级变速,起到调节风量的效果?根据现场应用工艺 ,风机的频15HZ,通常在35HZ左右,有个别时刻50HZ满风量运行,由于立窑 工艺基本是一致的,因此在不 同的立窑风量调节量是基本相同的,凡立窑应 用变频技术都可以获40%左右的节能效果?
罗茨鼓风 机个恒转矩负载,其节电率 与转速降成正比即N%=△N%,虽然不同于一般风机?水泵节电率更高,但因它的功率较大,而且只要炉墙不坏,是连续24小时工作的,并开动时间亦很长?因此节电潜力大,节电效果好?
罗茨鼓风 机进行技术改造后,改变了过 去以调节出口(进口)阀门开度 方式来调节风压或风量的生产方式,劳动强度减轻,调节的及时性好,提高了产品的合格率,能耗明显下降?离心式风机?泵类设备 的流量与转速成正比Q∝N,压力与转 速平方成正比H∝N2,功率与转 速的立方成正比P∝N3(Q:表示流量 N:表示转速 H:表示压力 P:表示功率 ) 。改变转速 其流量线性变化的而功耗则是立方关系变化,因此在调 节风量或流量时如降低20%的风量或流量,功耗则会下降50%?但是注意,转速与压 力是平方关系,当转速下降20%压力则会下降64%,因此要注 意工艺要求压力范围不能象罗茨风机那样,不用考虑 转速与风压的关系?
离心风机?泵类设备传统的风量?流量控制的,大量的能 源耗在风门或截流阀的阻力上,风门或截 流阀控制流量的功耗与流量关系:P=P0+K?Q Q:表示流量 K:为系数 P:表示功耗 P0:表示基本功率?
比较风门 或截流阀控制与变频调速调节,可以看到 在流量变化范围,采用变频 调速的方法具有很大的节能潜力,因此在水 泥厂的供水泵或其它离心风机上进行变频改造同样会取得很大的节能效果?
变频系统特点 :
变频节能 技术在水泥厂应用后不但节省了电费支出(节电率可达20-50%),提高了产品质量,也增加了 使用上的灵活性,对不同工 艺性要求适应性更强?
避免电机 启动时电流冲击大和 电网电压降低,可明显减少风机叶轮?机壳及轴承的磨损,延长检修 换件周期和设备使用寿命,节约维修费?
四、工况描述
1、贵公司水 泥窑炉风机共11台,具体情况是:
风机 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 9# 10# 11#
功率 55KW 110KW 160KW 75KW 90KW 90KW 55KW 45KW 15KW 11KW 90KW
开度 100% 100% 75% 100% 80% 100% 69% 60% 100% 100% 100%
电压(引风机实际测量值) 390V 390V 390V 390V
电流(实际测量值) 226.8A 99.3A 66A 44.2A
2、水泥磨循环风机1台:200KW,工作电压390V,工作电流为267A,风门开度正常只有11-12%,开度为30%。
3、水泵房:水泵电机,4台,75KW,两用两备,
冷却塔风机,2台,7.5KW。
实际测量:1#水泵,75KW电机,电压为390V,电流为100A;
2#水泵,75KW电机,电压为390V,电流为105A;
其中1台冷却塔风机,7.5KW,电压390V,电流10A.
五、改造方案
根据技术要求,本方案采 用变频调速技术,把挡风门开的,根据生产 需要人工可随时在现场?也可在电 气控制室控制,只需调节 电位器即可调节风机转速?系统可随 时随意改变引风?鼓风量,以适应变化,保持风机 的正常经济运行,并达到稳定控制?方便操作?节约能源的目的,根据现场采集数据,具体技改措施如下:
1、水泥窑炉风机改造:为3#、5#、7#、8#风机进行 相应匹配的变频节电设备改造;为水泥磨 循环风机也进行相应匹配的变频节电设备改造。
风机 3# 5# 7# 8# 水泥磨循环风机
功率 160KW 90KW 55KW 45KW 200KW
电压 390V 390V 390V 390V 390V
电流 226.8A 99.3A 66A 44.2A 267A
风门开度 75% 80% 69% 60% 11~30%
匹配变频器 ED3000-4T1600FP ED3000-4T0900FP ED3000-4T0550FP ED3000-4T04500FP ED3000-4T2000FP
预计节电率 30%以上 25%以上 35%以上 40%以上 50%以上
注:利用原控 制温度系统采样,通过变频 节电设备控制风机转速,达到节能目的。
2、水泵房水泵改造:
2台,75KW水泵,安装2台ED3000-4T0750FP变频节电设备,通过压力 和流量系统采样,变频PID控制,实现恒压供水;
2台,7.5KW冷却塔风机,安装2台ED3000-4T0075FP变频节电设备。
六、报价和预算:
1、我司变频 节电设备初步报价:
按1KW报价800元计算,合计所需 改造的电机功率总和为715KW,故报价为715×800=572000元。
预算:
2、按每天开机24小时,每月28天,电费0.6元/KWh,平均节电率为30%来计算每 月能节省的电费为:715×24×28×0.6×0.3=86486.4元/月;
3、从而算出 投资变频节电改造回报期约为:572000/86486.4=6.6(个月),即6~7个月左右 就能收回投资成本。
七、结束语
利用变频 器调速是目前的调速方式.传统的调速?流量控制 方式存在效率低?质量差?消耗大?故障率高等弱点?利用变频 器调速来改造落后的传统调速方式,能明显提高用电效率,同时有利 于提高水泥生产过程的自动化水平,提高设备运转率,降低工人劳动,从而有利 于提高水泥企业竞争力?随着变频 技术的不断提高和水泥从业人员对其认识的不断加深,变频技术 必将在水泥生产过程中有关更广阔的应用前景?
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