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沧州中铁装备白灰厂风机变频节能改造成功案例

来源:仟亿达 发布日期:2015/09/26 浏览:857| 加入收藏

仟亿达为沧州中铁装备制造有限公司风机变频节能改造后,起到了:(1)变频起动对电网没有任何冲击。由于有变频调节,对于风机可以实现变频软起动,风机在低频下启动,启动电流很小,启动时间延长,避免了原来在较大惯性负荷情况下,数倍的额定起动电流对电网和机械设备的冲击,有效延长了电机寿命。而且变频还可以随时起动或停止;(2)按需调节风量,避免浪费。由于变频器通过变频调节风机的转速来控制风机的送风量而不再需要由风门来调节,其调节范围可以从0%~100%;因而可以根据生产工艺要求随意调节风量,减少了不必要的浪费。

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改造设备有应用于白灰厂工艺的大型风机主要有:煤气鼓风机、加热炉引风机、冷却风机、罗茨鼓风机、离心鼓风机、主引风机,煤气加压机,给水泵等。

一、工艺流程

白灰窑是将合格的石灰石存放在料仓内,经提升机提升并运入预热器顶部料仓。预热器顶部料仓,由上下两个料位计控制加料量,然后通过下料管将石灰石均匀分布到预热器各各室内。石灰石在预热器被1150℃窑烟气加热到900℃左右,约有30%分解,经液压推杆推入回转窑内,石灰石在回转窑内经烧结分解为CaO和CO2.分解后生成的石灰石进入冷却器,在冷却器内被鼓入的冷空气冷却到100℃一下排出。经热交替的600℃热空气进入窑和煤气混合燃烧。废气再兑入冷风经引风机进入袋式除尘器,再经排风机进入烟囱。

二、白灰厂主要的用能设备

应用于白灰厂工艺的大型风机主要有:煤气鼓风机、加热炉引风机、冷却风机、罗茨鼓风机、离心鼓风机、主引风机,煤气加压机,给水泵等。

三、系统介绍

为了提高生产效率、降低能耗以及系统的综合可靠性,风机的驱动系统拟采用KTC系列高压变频器实施控制。高压变频调速系统是直接串联于高压电源与高压电机之间的变频调速设备,以其现场改造、安装方便以及安全、良好的运行性能快速的替代其它调速产品,全面的进入到钢铁行业的节能改造项目中。利用高压变频调速技术的目的是改变设备的运行速度,以实现调节现场工况所需风压、风量的大小,大大提高了系统的自动化程度,既满足了生产要求,又达到了节能电能,并且减少了因调节挡板而造成挡板和管道的磨损以及因经常停机检修所造成的经济损失,同时使维护量大大降低,为白灰厂带来了可观效益,切实响应了国家节能降耗号召。

四、改造方案

1、根据用户现场要求,采用两台高压变频器分别对1#、2#除尘风机一拖一控制,采用手动工频旁路方案,以1#除尘风机变频改造方案为例说明,

2、该设备有三种控制方式:

(1)以压力、流量为控制对象的闭环控制:以输入的4~20mA模拟量值为控制依据,实现自动控制。

(2)以转速为控制对象的开环控制:该方式在远程操作(DCS或远程操作箱上操作)用户可根据工况条件自设定转速,变频器以该转速为控制值,该方式下频率的变化依据用户输入的模拟量,4mA对应0转速,20mA对应额定转速。

(3)以频率为控制对象的开环控制:该方式在就地操作(设备本体上操作)直接从触摸屏上设置输出频率,变频器以该频率为控制目标值。

以上三种控制方式用户可通过人机界面(触摸屏)设置,满足不同的工况要求。

3、现场DCS控制

本系统选用以转速为控制对象的开环控制:该方式在远程操作(DCS上操作)用户可根据工况条件自设定转速,变频器以该转速为控制值,该方式下频率的变化依据用户输入的模拟量,4mA对应0转速,20mA对应额定转速。

DCS系统输出4~20mA电流信号控制SAPH-HV高压变频器的运行频率,来控制电机的运行转速。KTC高压变频器反馈4~20mA电流信号指示KTC高压变频器的输出频率、输出电流。KTC高压变频器同时接收DCS控制系统的启动、停止、急停、复位控制信号,调整运行状态。

当KTC高压变频器故障时,系统输出故障停机和报警信息,用于提示用户启动故障处理措施,同时KTC高压变频器将信号发送给DCS,在DCS系统上显示故障,以便于及时的排除故障。如果系统出现紧急情况,DCS监视人员立即点击变频器紧急停止按钮,此时变频器立即封锁输出,并及时跳开现场6kV开关。

为保证KTC高压变频器操作的安全性,需从改造电机的进线开关柜把断路器的状态信号接入KTC高压变频器。KTC高压变频器输出的故障跳闸信号接入断路器的分闸回路,连跳高压信号接入安全回路,当出现严重故障时及时跳开断路器保护KTC高压变频器及电机。

4、多种控制保证措施,保证产品可靠运行

相对适应进口品牌高压变频器,KTC变频器拓扑结构采用功率单元串联技术方案,产品具有对电网电压的适应范围宽(-65%~115%Un),单元故障自动旁路、工频旁路、瞬时停电再启动功能、相间短路等多项完善的保护功能技术,提高了抗电网波动和负载扰动能力,大大提高产品在白灰厂应用现场的可靠性。

五、应用效果

其主要应用效果还有:

(1)变频起动对电网没有任何冲击。由于有变频调节,对于风机可以实现变频软起动,风机在低频下启动,启动电流很小,启动时间延长,避免了原来在较大惯性负荷情况下,数倍的额定起动电流对电网和机械设备的冲击,有效延长了电机寿命。而且变频还可以随时起动或停止;

(2)按需调节风量,避免浪费。由于变频器通过变频调节风机的转速来控制风机的送风量而不再需要由风门来调节,其调节范围可以从0%~100%;因而可以根据生产工艺要求随意调节风量,减少了不必要的浪费;

(3)变频节能运行,节约了大量能源。采用变频使用后,不再使风机一直处于满负荷工作状态,另外风机阀门处于全开状态,其节能效率显著;

(4)降低风机工作强度,延长使用寿命。采用变频后,风机的大部分工作时间都在较低的速度下运行,因而大大降低了风机工作的机械强度和电气冲击,将会大大延长风机的使用寿命,降低维修强度;

(5)使用变频后,由于启动和停止时间都可以设定,减少了对烟道、风道和风门挡板的冲击腐蚀,相应的延长了很多零部件的使用寿命,有效的提高了相应设备的检修周期,节约了大量维护费用;

(6)可使电动机与风机直接相连接,减少传动环节的费用;

(7)电机和风机运转速度下降,润滑条件改善,传动装置的故障下降;

(8)系统压力降低,对管道的压力和密封等条件缓解,延长使用寿命;

(9)与dcs系统的可靠衔接,其完善的监控性能和高可靠性提高了工作效率,减少了检修和维护的工作量。


本文标签: 变频节能
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