变频器在水泥厂的应用

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1、变频器在水泥厂的应用回顾我国水泥工业的发展历史，逐渐从规模小、技术落后、资源浪费型工业向集团规模化、计算机集中控制、节能增效型现代化管理企业转变。伴随着这种转变，不论从宏观方面处于国家政策大力提倡推行的节能大趋势下出发，还是从企业本身的降低电耗成本增加产品竞争力的需求出发，节能已成为目前水泥工厂设计和建设中不可缺少的环节。在水泥生产过程中，电能消耗非常大，电费在水泥生产成本中占了很大的比例。在水泥厂的工艺设备配置中，生料制备和熟料烧成段风机功率约占设备总功率的40％左右。所以风机的电耗直接影响到水泥企业的生产成本。能否控制好风机的电耗，特别

2、是大型风机的电耗，对降低水泥生产成本，提高企业的经济效益是至关重要的。实践证明，采用变频器控制风机调节风量，能达到显著的节能效果。目前新建的新型干法生产线，规模大、技术要求高、投资较大，因而生产线上高温风机、循环风机、废气风机通常为大功率高压电机，高压变频器的应用不可避免地越来越多。那么在实际应用中，如何根据工程实际情况进行选择?在方案制定及施工图设计时需要注意什么问题?以下就结合高压变频器的节能原理、类别及应用方式对以上问题进行探讨。　　一、高压变频器的节能原理　　所谓的“节能”，不仅仅是节省能耗，还包括不浪费能源，用一句最简单的话说就是

3、：“你需要多少，我就给你提供多少!”。通过流体力学的基本定律可知：风机、泵类设备均属平方转矩类负载，其转速n与流量Q，压力H以及轴功率lP具有如下关系Q∝nH∝n2P∝n3。即流量与转速成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。在实际生产中，往往利用调节高温风机的转速来调节系统风量。而随着转速的降低，风机在维持效率不变（风阻不变为前提）的状态下，轴功率以转速的立方关系下降，电机消耗的电能急剧减小。例如风量下降到80％，转速也下降到80％时，其轴功率则下降到额定功率的51％；若风量下降到50％，轴功率将下降到额定功率的13％，

4、其节电潜力非常大。而采用进口导流叶片调节时，风量下降导致风机效率降低和风压的升高，运行工况偏离额定工况越远效率越低。因此，风量虽然下降了，但风机轴功率及电机消耗的电能变化并不大，这就是风机变频调速的节能依据。　　而在风机调速的的方法上，目前使用较多的还有液力偶合器调速及液体电阻调速。液力偶合器是一种以液体（多数是油）为工作介质，利用液体传递能量的传动装置。通过改变液力偶合器工作腔内液体的充满度，就可以改变液力偶合器所传递的转矩和输出轴的转速，使液力偶合器电机端和风机端的转速不一致，从而在电动机速度不改变的条件下对风机调速，实现调节风量的目的

5、。由于液力偶合器在调节过程中要产生转差功率损耗、容积损耗、机械损耗，这些损耗所产生的热量需要大量冷却介质来冷却，而液力偶合器传动效率等于转速比，速度越低，液力偶合器效率越低。所以液力偶合器节能效果不太理想。它主要有以下一些不足：效率低、损耗大、调速精度低、速度响应慢、转速不稳定、滑差大、有时丢转、需配备相应的油系统及调节系统、可靠性低。　　而液体电阻调速器是通过调整液体电阻中两极板间的距离，来改变串入电机转子回路中的电阻，从而改变转差率达到改变电机转速的目的。由于绕线式电机转子线圈串入不同电阻后，对应的转差率不同。电阻越大，电机转速越低；电

6、阻为零，电机达到全速，这就是液体电阻启动调速器的基本原理。由于液体电阻调速器在调节过程中要产生转差功率损耗、电阻通电所产生的热耗，所以液体调速器节能效果也不太理想。它的缺点主要是：调速范围小，最大为2：1；由于通过检测实际转速与设定值比较来升降极板，在实际运用中，调速精度低、速度响应慢、转速不稳定、易受温度影响；并且在调速过程中，电解液中流过转子电流会产生大量热量，需使用循环水进行冷却；采用绕线型电机，结构复杂，维护工作量大，需增加转子电缆接线。　　而交流变频调速的特点是效率高，没有调速带来的附加转差损耗，调速的范围大、精度高、无级调速，并

7、且实现电机软启动，延长电机使用寿命，减小启动电流对电网的冲击。使用结构简单、可靠耐用、维护方便的鼠笼式电动机，又能达到节电的显著效果，是风机节能的较理想的方法。　　二、高压变频器的类别　　比较实用并已产品化的高压变频器，按其主接线可分为“交一交”变频和“交一直一交”变频两大类，在“交一直一交”变频领域中较有代表的主流产品按中间直流滤波环节的不同，主要可分为电流源型、三电平电压源型、单元串联多电平电压源型。　　1.“交一交”变频器　　“交一交”变频器是采用晶闸管实现无直流环节的直接由交流到交流的变频器，也叫做周波换流器。当电压在3kV以下时，

8、每相要用12只晶闸管，三相共36只；当电压超过3kV时，晶闸管必须串联使用，所用的晶闸管要成倍增加。其优点是可用于驱动同步和异步电机；堵转转矩和保持转矩大；动态过载能力强；可四象