水泥生產(chǎn)線高壓變頻器選型及應(yīng)用注意問題-水泥設(shè)備網(wǎng),水泥生產(chǎn)線需要變頻水泥設(shè)備調(diào)速的大功率設(shè)備,主要是高溫風(fēng)機(jī)、回轉(zhuǎn)窯、立磨循環(huán)風(fēng)機(jī)、窯頭余風(fēng)風(fēng)機(jī)及窯尾排風(fēng)機(jī)等水泥設(shè)備,水泥廠高壓變頻器選型:應(yīng)兼顧上述各點(diǎn)要求,根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的情況正確選擇合適的形式,水泥廠高壓變頻器應(yīng)用注意問題;0371-63759558/67878896/67878986
環(huán)球重工以誠(chéng)信鑄造品質(zhì),虔誠(chéng)焊接友誼,專注建材機(jī)械設(shè)備15年,以生產(chǎn)水泥設(shè)備,礦山設(shè)備,粉磨設(shè)備,段繞烘干設(shè)備等600多種成套機(jī)械設(shè)備,歡迎來廠定制考察! 水泥生產(chǎn)線在大功率變頻器選型及技術(shù)方案的確定時(shí),應(yīng)根據(jù)工況條件,選擇合適的水泥設(shè)備變頻控制方案和實(shí)施方式,以取得最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)使用效果。 雖然一般高壓變頻器,采用了多相移位和12脈沖以上的整流技術(shù),較大地減少了諧波成分,但由于功率較大,其對(duì)電網(wǎng)的電磁干擾不容忽視。變頻器使用時(shí),應(yīng)對(duì)其電磁兼容性有正確的評(píng)估,以便達(dá)到理想的使用效果。
變頻調(diào)速技術(shù)現(xiàn)已被應(yīng)用于各行各業(yè),也融入水泥設(shè)備系列,水泥廠水泥生產(chǎn)線中并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。但從整體上看,在水泥行業(yè)的推廣較慢,一些水泥生產(chǎn)線企業(yè)采用變頻調(diào)速技術(shù)以后,也未獲得應(yīng)有的節(jié)能效果。分析其中的原因,是沒有意識(shí)到技術(shù)創(chuàng)新的重要作用,對(duì)變頻調(diào)速技術(shù)的重要作用了解不夠;有些企業(yè)在應(yīng)用中技術(shù)上還沒有過關(guān)。推廣應(yīng)用水泥設(shè)備變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)注意以下的幾個(gè)問題. 隨著大功率變頻技術(shù)的發(fā)展,高壓變頻裝置已越來越多的被應(yīng)用于工況企業(yè)。近年來,由于節(jié)能降耗的需要,水泥企業(yè)一些大功率設(shè)備也開始采用變頻調(diào)速,如:用大功率變頻器取代傳統(tǒng)的液力耦合器對(duì)高溫風(fēng)機(jī)、直流裝置對(duì)回轉(zhuǎn)窯的調(diào)速,及閥門對(duì)大型風(fēng)機(jī)風(fēng)量的調(diào)節(jié)。但大功率變頻技術(shù)(尤其是高壓變頻)正在發(fā)展中,到目前為止還沒有像低壓變頻器那樣有近乎統(tǒng)一的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),工程技術(shù)人員對(duì)其認(rèn)識(shí)也在逐步成熟中。為了技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理地使用好大功率變頻裝置,下面將對(duì)其控制方式、技術(shù)性能及適用的工況進(jìn)行系統(tǒng)分析,并就其在水泥廠的使用、選配和應(yīng)注意的問題進(jìn)行闡述。
1.提高水泥廠高壓變頻器的認(rèn)識(shí)
水泥設(shè)備變頻調(diào)速技術(shù)具有調(diào)速范圍寬、傳動(dòng)效率高、節(jié)電顯著等一系列優(yōu)點(diǎn),20世紀(jì)90年代以來,變頻器在技術(shù)性能上已有了很大的提高,推廣應(yīng)用的條件已很成熟,在我國(guó)水泥行業(yè)應(yīng)用取得了許多成功的經(jīng)驗(yàn)。
因此,作為國(guó)家重點(diǎn)推廣的節(jié)能項(xiàng)目——變頻調(diào)速技術(shù),值得水泥企業(yè)推廣使用,企業(yè)應(yīng)制訂相應(yīng)實(shí)施方案,做好該技術(shù)的引進(jìn)工作。
2.水泥生產(chǎn)線高壓變頻器合理選用
由于水泥設(shè)備變頻器價(jià)格較貴,選用時(shí)一定要做詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析論證,對(duì)那些負(fù)荷較高且非變工況運(yùn)行的設(shè)備不宜采用變頻器。
水泥生產(chǎn)線中水泥設(shè)備所應(yīng)用的變頻器具有較多的品牌和種類,價(jià)格相差很大。要根據(jù)工藝環(huán)節(jié)的具體要求選擇性能較好、價(jià)格相對(duì)較低的品牌和種類,為此必須了解變頻器的技術(shù)特性。變頻器可以從不同的方面進(jìn)行分類。
(1)按控制方式不同可分為通用型和工程型。通用型變頻器一般采用給定閉環(huán)控制方式,動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度相對(duì)較慢,在電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也可滿足設(shè)備恒功率的運(yùn)行特性,但在低速時(shí)難以滿足恒功率要求。工程型變頻器在其內(nèi)部通過檢測(cè)設(shè)有自動(dòng)補(bǔ)償、自動(dòng)限制的環(huán)節(jié),在設(shè)備低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也可保持較好的特性實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。在水泥廠喂料、卸料、窯轉(zhuǎn)速等工藝環(huán)節(jié),由于控制相對(duì)簡(jiǎn)單,要求不高,為降低價(jià)格、便于維護(hù),選擇通用性變頻器即可。
(2)按安裝形式不同可分為四種,可根據(jù)受控電機(jī)功率及水泥設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)安裝條件選用合適類型。一種是固定式(壁掛式),功率多在37kW以下。第二種是書本型,功率從0.2~37kW,占用空間相對(duì)較小,安裝時(shí)可緊密排列。第三種是裝機(jī)/裝柜型,功率為45~200kW,需要附加電路及整體固定殼體,體積較為龐大,占用空間相對(duì)較大。第四種為柜型,控制功率為45~1500kW,除具備裝機(jī)/裝柜型特點(diǎn)外,與之比較占用空間更大。
(3)從變頻器的電壓等級(jí)來看,有1AC230V,也有3AC208~230V、380~460V、500~575V、660~690V等級(jí),應(yīng)根據(jù)要求做出正確的選擇。
(4)從水泥廠變頻器的防護(hù)等級(jí)來看,有IP00的,也有IP54的,要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境情況作出相應(yīng)的選擇。
(5)從調(diào)速范圍及精度而言,變頻器FC(頻率控制),調(diào)速范圍1:25;VC(矢量控制),調(diào)速范圍1:100~1:1000;SC(伺服控制),調(diào)速范圍1:4000~1:1000;在水泥生產(chǎn)線上一般選用FC方式即可滿足生產(chǎn)要求。
水泥廠變頻器選型時(shí),應(yīng)兼顧上述各點(diǎn)要求,根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的情況正確選擇合適的形式。
變頻器的容量選擇,應(yīng)滿足在最大工作電流時(shí)不超過變頻器的過載容量(電流)。
在變頻器的選型時(shí)還應(yīng)注意,相同水泥設(shè)備配用的變頻器的規(guī)格應(yīng)盡可能統(tǒng)一,便于備品備件的準(zhǔn)備,便于維修管理。選用時(shí)還要考慮生產(chǎn)廠家售后服務(wù)質(zhì)量情況。
3.正確安裝
水泥廠因水泥生產(chǎn)線粉塵較大,調(diào)速機(jī)械大多安裝在室外或庫(kù)下,環(huán)境較其它行業(yè)相比較為惡劣,而操作人員一般集中在電控室,變頻器作為較精密的儀器設(shè)備,生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)常無人且環(huán)境較差,對(duì)設(shè)備不利。故在水泥生產(chǎn)線上,變頻器應(yīng)安裝在電控室內(nèi)。如要求多臺(tái)變頻器安裝在同一電控室的某一個(gè)控制屏內(nèi),則必須采用抗干擾的措施以保證系統(tǒng)正常工作。
變頻器控制線必須采用屏蔽電纜,并且在布線范圍內(nèi)必須與動(dòng)力線相距>0.1m,相交時(shí)必須轉(zhuǎn)90°角,千萬不要將控制線與動(dòng)力線放在同一電纜托架(或線框)內(nèi),以避免變頻器控制信號(hào)受到干擾。變頻器負(fù)載輸出線也要采取屏蔽措施,選用鎧裝電纜,以避免變頻器對(duì)附近儀表產(chǎn)生干擾。部分變頻器頂部有散熱孔,灰塵和金屬物易于由此進(jìn)入裝置內(nèi)部,應(yīng)采取防護(hù)措施,防止內(nèi)部短路。在變頻器接線時(shí)要特別注意電源的輸入線和輸出線絕不能接錯(cuò),將電源輸入線接上變頻器輸出位置,會(huì)立刻損壞設(shè)備。
通常變頻器連接到電機(jī)的電纜長(zhǎng)度要求不能超過50m,使用屏蔽電纜不能超過25m。這就必須要考慮變頻器到受控電機(jī)之間的距離問題,在水泥廠中一般會(huì)碰到超過規(guī)定距離的情況。通常解決的方法有兩個(gè),其一是在超過規(guī)定距離的線路上串入電流值適合的出線電抗器;其二是加大變頻器功率一個(gè)等級(jí),這種方式特別適合于多臺(tái)集中群控、安裝位置狹小擁擠、要求規(guī)范(如微機(jī)配料系統(tǒng))等場(chǎng)合。
4.參數(shù)設(shè)置與調(diào)試
做好變頻器參數(shù)的設(shè)置及調(diào)試工作是設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的一個(gè)根本保障措施,F(xiàn)場(chǎng)中出現(xiàn)的許多問題往往是參數(shù)的設(shè)置問題而與設(shè)備本身無關(guān),由此可見,合理正確設(shè)置參數(shù)很重要。
在變頻調(diào)速器開機(jī)調(diào)試前必須根據(jù)負(fù)載的特點(diǎn),將所有參數(shù)設(shè)定好,檢查無錯(cuò)誤后方可開機(jī)運(yùn)行。在啟動(dòng)過程中,恒轉(zhuǎn)速過程及減速過程中,要特別注意變頻器輸出電流,認(rèn)真觀察,如果第一次設(shè)定的參數(shù)不是十分理想,應(yīng)逐步接近。
轉(zhuǎn)矩提升功能主要考慮負(fù)載啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩,在負(fù)載能平穩(wěn)啟動(dòng)的原則下,應(yīng)盡量調(diào)低些,否則在低頻輕載時(shí)勵(lì)磁太大,容易引起電機(jī)嚴(yán)重過熱。 個(gè)別廠在使用變頻調(diào)速器之后,在某些頻率點(diǎn)出現(xiàn)機(jī)械共振,其原因是原來設(shè)備只是在50Hz工頻下運(yùn)行,改變頻率后,則在0~50Hz之間無級(jí)變化,因此在某些頻率點(diǎn)上造成機(jī)械共振。調(diào)試時(shí)必須細(xì)心檢查是否存在機(jī)械共振問題,如果有,應(yīng)采用頻率回避的方法,即跳過發(fā)生共振的頻率范圍,使變頻器不輸出發(fā)生共振的頻率。
在變頻調(diào)速器供電與工頻供電相互切換時(shí),必須在變頻器輸出頻率為零時(shí),方可切換變頻輸出,即變頻器不準(zhǔn)無負(fù)載輸出和開路運(yùn)行,也不允許帶負(fù)荷切換斷電。對(duì)于從工頻切回變頻供電的設(shè)備,必須在電動(dòng)機(jī)斷電停轉(zhuǎn)后方可切換,以防止因電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電而造成變頻器的損壞。
綜上所述,變頻調(diào)速器是一種成熟的技術(shù)設(shè)備,是水泥廠節(jié)能改造的理想設(shè)備,具有很高的推廣價(jià)值,廣大水泥企業(yè)應(yīng)提高認(rèn)識(shí),重視技術(shù)引進(jìn)工作,加速變頻調(diào)速技術(shù)的推廣應(yīng)用。在應(yīng)用中,要合理水泥廠選型,正確安裝,做好變頻器的參數(shù)設(shè)置與調(diào)試,以取得良好的使用效果。
水泥生產(chǎn)線需要變頻調(diào)速的大功率設(shè)備,主要是高溫風(fēng)機(jī)、回轉(zhuǎn)窯、立磨循環(huán)風(fēng)機(jī)、窯頭余風(fēng)風(fēng)機(jī)及窯尾排風(fēng)機(jī)等設(shè)備,這些設(shè)備功率一般在200KW以上,如按正常選型,一般采用電壓等級(jí)為6KV或10KV中壓電機(jī),當(dāng)采用變頻調(diào)速時(shí)應(yīng)按下列方法匹配較為合適。回轉(zhuǎn)窯、窯頭余風(fēng)風(fēng)機(jī)及窯尾排風(fēng)機(jī)等設(shè)備一般功率在800KW以下, 如果調(diào)速采用中壓等級(jí)的變頻器,在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上是不太合理的,因?yàn)殡妷旱纳撸冾l器的加工難度和造價(jià)都將大幅度增加。對(duì)這部分設(shè)備,應(yīng)采用“高—低”式結(jié)構(gòu)進(jìn)行變頻調(diào)速。即選擇690V(>300KW電機(jī))或380V低壓電機(jī),變頻器選用低壓變頻器。這樣變頻器即使加上電機(jī)的成套費(fèi)用,比采用高壓變頻方式還要低,而且技術(shù)成熟、維修使用方便,變頻器選擇范圍也較大。
采用“高—低”結(jié)構(gòu),應(yīng)注意諧波問題。因?yàn)榈蛪鹤冾l器一般為6脈沖結(jié)構(gòu),其諧波較高,可達(dá)40%以上,為防諧波對(duì)電機(jī)及設(shè)備的危害,應(yīng)選擇專用變頻電機(jī),如功率較大時(shí),應(yīng)考慮采用濾波裝置及諧波抑制措施。
高溫風(fēng)機(jī)、立磨循環(huán)風(fēng)機(jī)等設(shè)備,功率較大,宜采用中壓“高—高”變頻器調(diào)速。若采用三電平電壓型變頻器,應(yīng)采用變通的辦法,用“高—中—中”的方式,即將輸入電壓降壓為3 ~4.16kV,電機(jī)選用3 ~4.16kV電機(jī),使用3~4.16 kV的變頻器,采用這種方式,由于電動(dòng)機(jī)電流總諧波仍達(dá)17%以上,電機(jī)應(yīng)采用專用變頻電機(jī),并應(yīng)考慮采用抑制諧波的手段。如采用單元串聯(lián)多電平電壓型變頻器,可直接選用6KV變頻器(盡量不用10KV等級(jí)),電機(jī)采用普通6KV電機(jī)即可,但應(yīng)注意空間和冷卻問題。
在控制方式的選擇上,應(yīng)根據(jù)負(fù)載特性,以滿足使用要求為準(zhǔn),以便做到量才使用、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。對(duì)于回轉(zhuǎn)窯類重負(fù)載啟動(dòng)設(shè)備,其啟動(dòng)時(shí)需克服巨大慣性,有較高靜態(tài)轉(zhuǎn)速精度要求,宜采用具有轉(zhuǎn)矩控制功能的變頻器,使其在低速運(yùn)行時(shí)具有直接轉(zhuǎn)矩控制,在正常運(yùn)行時(shí)具有恒功率控制特性。對(duì)高溫風(fēng)機(jī)、立磨循環(huán)風(fēng)機(jī)等設(shè)備,其成平方轉(zhuǎn)矩特性,即轉(zhuǎn)矩隨速度平方變化的負(fù)載,一般可選用通用型U/f控制變頻器(即VVVF變頻器)。
水泥廠變頻器使用時(shí)應(yīng)注意以下問題
(1)使用環(huán)境。變頻器的額定容量是針對(duì)一定的使用環(huán)境而標(biāo)出的,變頻器工作溫度一般要求為0℃~55℃,最好控制在40℃以下,相對(duì)濕度應(yīng)控制在20%~90%。變頻器對(duì)環(huán)境溫度要求較高,同時(shí)它又是發(fā)熱量較大的設(shè)備,水泥廠在使用大功率變頻器時(shí),在考慮降溫時(shí),一定要考慮變頻器的發(fā)熱,一般按變頻器容量的3~4%的功率核算變頻器的發(fā)熱量。
變頻器的額定電流是基于一定的海拔高度、額定電壓、額定載波頻率制定的,若超出規(guī)定,將造成變頻器降容使用。水泥廠在變頻器選型時(shí)應(yīng)按下述方法修正容量:當(dāng)海拔高度高于1Km時(shí),每增加1Km, 變頻器額定電流應(yīng)相應(yīng)降低6%左右;輸入電壓每增加2%, 變頻器額定電流應(yīng)按4%向下降修正,載波頻率高于額定載波頻率時(shí),也應(yīng)對(duì)額定電流作相應(yīng)修正。
(2)變頻器的外部配置。為防止操作過電壓,變頻器與電機(jī)間不宜裝設(shè)接觸器;變頻器內(nèi)部整流電路前若沒有快速熔斷器,變頻器與電源之間應(yīng)外配符合要求的快速熔斷器,不能用空氣斷路器代替熔斷器。
(3)設(shè)計(jì)施工時(shí),變頻器配線應(yīng)該注意以下幾方面:①嚴(yán)禁將輸出端子接到工頻電源上,以免損壞變頻器。②至電機(jī)的連接電纜應(yīng)采用屏蔽電纜或鎧裝電纜(最好采用專用變頻電纜),穿金屬管敷設(shè);截?cái)嚯娎|的端頭應(yīng)盡可能整齊,未屏蔽的線段盡可能短;電纜的長(zhǎng)度應(yīng)限制在各變頻器規(guī)定的距離以內(nèi),為防諧波漏電流的影響,至電機(jī)的接地線應(yīng)直接連接到變頻器相應(yīng)的接地端子上,接地線不得與其他動(dòng)力設(shè)備共用。③如變頻器由外部信號(hào)控制,控制線需要使用屏敝線,該線應(yīng)在變頻器側(cè)就近接地端子接地,在強(qiáng)干擾環(huán)境中,頻率控制信號(hào)可由電壓控制方式改為電流控制方式。④變頻器的各種接地在沒匯到接地匯流排前,彼此間應(yīng)絕緣,避免接地干擾。
2.4 轉(zhuǎn)矩提升功能的選擇
水泥生產(chǎn)線應(yīng)用的水泥設(shè)備在采用VVVF通用變頻器時(shí),應(yīng)注意轉(zhuǎn)矩提升曲線的設(shè)定,轉(zhuǎn)矩提升選得過小會(huì)使電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩不足,啟動(dòng)困難;選得過大,電動(dòng)機(jī)磁通飽和損耗將相應(yīng)增加。對(duì)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大的負(fù)荷,轉(zhuǎn)矩提升曲線應(yīng)設(shè)定的大一點(diǎn),對(duì)風(fēng)機(jī)類負(fù)載應(yīng)設(shè)定小一些。
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