中压变频在水泥行业的应用.doc

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1、中压变频器在水泥行业的应用水泥生产企业是国民经济生产中的能源消耗大户，水泥行业已被列为国家节约资源的重点领域之一。在国务院提出加快建设节约型社会的政策环境下，提高水泥行业的节约型制造和应用水平，建立节约型水泥工业体系意义重大。在当前国内外能源供需矛盾突出的情况下，水泥生产企业必须通过各种途径降低能耗，以获得最佳的经济效益和最高的劳动生产率。在水泥的生产中，电动机负载电耗占生产成本近30％，而拖动风机用的高压电动机在电机负载中占有很大的比重。对于一条水泥生产线其中有35%～40%的电能是用于拖动各种类型风机上，因此做好

2、风机电动机的降耗增效工作就显得极为重要。目前很多水泥厂的风机大马拉小车现象严重，同时由于工况、产量的变化，系统所需求的风量也随之变化，大部分风机采用调节进、出口阀门开度的传统做法来实现，而该方法存在人为增加风阻、风机效率低、损耗严重等缺点。如果利用变频调速技术通过改变电机的运行速度，以调节风量的大小,可以既满足生产要求，又达到节约电能，同时减少因调节阀门而造成的挡板磨损和管道磨损，以及经常停机检修所造成的额外经济损失。随着电力电子技术及电子技术的发展,变频技术日趋成熟,国际上对于风机的风量、风压调节已普遍摒弃靠调整配

3、套的风门开度的手段,改而采用变频调速的电气传动调节，变频调速已成为风机、泵类节能降耗的最佳、首选的电气传动方案。一、大型风机变频改造的必要性徐州中联水泥有限公司10000t/d回转窑共有ABB中压变频器5台：窑尾高温风机2台ABBACS5000中压变频器、煤磨排风机2台ABBACS1000中压变频器及正在改造的1台窑头排风机ACS5000中压变频器。窑尾高温风机原系统的风压控制由液力耦合器调节，液力耦合器本身能耗达10%以上，而且需要油泵及冷却水来辅助运行，故障率较高，特别是在夏季因耦合器产生热量较大，需加入四组冷油

4、器，用循环水强降温，水消耗量大，资源浪费严重。而两台煤磨排风机及窑头排风机都是通过风门调节风量的都存在能好浪费现象；一方面风机电机采用液体电阻降压启动（即水电阻），应用水电阻启动过程中，存在以下两个方面的问题：1、转子部分带有集电环、碳刷等配件，运行过程中需要对这些配件进行更换或处理，运行维护量大，故障率高。2、转子部分不能完全切除，在转子还存在部分电压和电流，导致大量的无功电能消耗在水电阻上。我公司通过多方了解认为ABB公司的ACS5000系列电压源型36脉冲整流输入9电平输出变频器是目前技术最先进的高压变频器之一

5、。其使用的新型功率半导体器件IGCT(集成门极换流型晶闸管)是ABB公司专为高压变频器市场研制开发的。IGCT具有IGBT(绝缘门极双极性晶体管)的高开关频率特性，同时还具有GTO（可关断晶闸管）的高阻断电压和低导通损失率特性。因此IGCT是无须串联即可直接应用于高压电网的高速低损耗的功率半导体器件。IGCT继承并超越了IGBT技术和GTO技术。故我们都采用了ABB公司的产品进行改造。风机采用变频调速改造后，不仅节约了大量电能，由于对电机实现真正的软启动，对电机、风机、风门、高压开关等设备以及电网的启动冲击大大减少，

6、它们的使用寿命得以延长，可以大幅度节省这些设备的维护费用。二、改造过程简述下面以高温风机为例进行阐述：为了改造顺利，我们进行了多次会议研讨，制定了详实的方案。完成现场设计、出图等工作，保障了技改前的准备工作全部落实到位。根据现场环境，用原料电力室多余的空间来安装变频器，此地方距高压柜较近，动力电缆敷设方便。由于ABB变频器冷却方式是风冷，空气流通量较大，为保障变频器尽量少受外界灰尘的影响，有足够的通风冷却效果，在变压器柜上部安装了一整体风道，引出室外通风，保证变频器整体冷却通风要求，即使在夏季高温季节也不需开空调进行

7、降温。为减小安装成本，动力电缆保留了高压断路器至电机的电缆，将电缆分为两段接入隔离柜，节约了资源。变频改造后，需要取消原液力耦合器，按照液力耦合器的联接尺寸设计制作了一套直接连接轴来代替液耦。连接轴的基座安装尺寸、轴连接中心尺寸、轴径尺寸、轴与电机及风机侧的连接靠背轮均与原液耦一致，安装时，仅需将原液耦拆除，将连接轴代替液力耦合器，现场仅作少量调整即可达到安装要求，而不用对风机及电机作任何调整，安装方便快捷。原来绕线电机对滑环进行短接，废除了原水电阻启动器，每年对碳刷及水阻启动器和电机的维护减少，综合运行成本大幅度下

8、降，同时变频器控制系统接入原有的DCS系统，由DCS系统来控制正常操作。一方面为了充分保证系统的可靠性，变频器同时加装工频旁路装置，可在变频回路故障时将电机切换至工频状态下运行，减少损失。三、改造方案（1）高压控制柜①西门子高压断路器没有控制电源失压保护，设计更改：在断路器控制小车内分闸线圈旁并一线圈作为失压线圈,机构延伸连入断路器控制，直流互