高压变频器在曲阜中联水泥消费线中的应用.docx

高压变频器在曲阜中联水泥消费线中的应用4高压变频器的特点变频器采用山东新风光电子科技开展有限公司消费的JD-BP37系列高压变频器。该系列变频器采用H桥单元级联式构造，输入端采用隔离变压器多级移相叠加的整流方式改善网侧的电流波形，减少输入端的电流谐波成分，进步功率因数，一般可到达0.95以上。输出侧采用先进的载波移相技术，减少输出端的电压谐波，实测输入、输出端的谐波都在4%以内，在国家标准要求的范围内。并采用了星点漂移、飞车启动、三次谐波补偿技术、针对高温风机的塌料功能等，使整套设备技术先进，单元备份经济，更换方便，维护本钱低，设备运行稳定，知足了用户的需求。5高压变频器在水泥消费线风机应用的主要问题与解决措施水泥厂消费线风机从工艺上对风量、风压的调节要求，对高压变频器有一定针对性要求，十分是现场环境恶劣，一般粉尘较大，而高压变频器作为电力、电子器件与较精细的电子控制系统组成的设备，对环境要求较高，因此在设计、安装、运行、维护方面要有一定的针对性，主要表如今：1高温风机的管道塌料导致电动机过电流甚至跳停。由于在旋窑消费线消费经过中的预热器管壁上的粉尘黏附到一定厚度时就会坍塌滑落，造成管道内粉尘浓度加大，阻力增加，负压升高，使排风机负荷增加；假如垂直烟道或者预热器内在清洁皮或者有物料塌陷时，同样也会造成气流波动，使排风管内气流紊乱，造成高温风机过负荷停机，该现象的频繁出现对高温风机电动机造成损坏。在实际使用经过中的塌料现象，会不定期的导致电动机运行电流在极短的时间内超出正常电流的数倍，如使用目前通用型变频器，可能导致变频器运行经过中频繁跳机，直接影响高温风机与水泥消费线的正常运行。针对这一情况，山东新风光电子的科研人员在总结高温风机大量理论经历的技术上，推出了针对水泥消费线的窑尾高温风机的专用变频技术，从设备的硬件、控制软件设计等多方面对高温风机的不定期尖峰负荷运行进展全方位有针对性的设计改良。加大变频器功率单元中IGBT功率器件的电流余量，以增加变频器承受冲击电流的才能。在过载保护时，进步保护电流的限值2.53.0Ie，延长保护设定时间10s以上，进而实现塌料期间不跳机，保证窑炉正常消费。塌料期间适当降低转速，以降低电动机的输出轴功率，进而降低输出电流。采用以上技术后变频器有效防止了通用变频器在运行中由于塌料所导致的反复跳机，与原来的工频液力耦合器相比也降低了跳机的可能性，进而使该条水泥消费线到达既节能又增效，降低了电动机和风机设备的故障率，为水泥企业保证平安消费、经济运行提供了技术与设备保障。2变频改造后对原系统的主电路的处理。原来采用绕线式电动机转子串电阻调速的，可将转子短接，使滑环不再流过电流，进而降低烧损，原来采用液力耦合器调速的，仍可以保存，只是在变频运行时将其调到最大，以便在变频故障或者检修时作为备用设备，紧急时投运。3电网电压的波动等电源质量对高压变频器的影响。水泥厂一般地处偏远，供电质量相对不高，对设备的电网适应性问题突出。高压变频器对电网的适应范围宽-85%+115%Ue,采用单元故障线电压平衡技术、工频旁路、瞬时停电再启动，包括相间短路保护等完善的保护措施，在进步启动力矩和转速精度的同时，进步了抗电网波动和负载扰动才能，大大进步了运行的可靠性。4散热问题与环境条件。作为电力电子设备，变频器自身损耗大约在3%4%左右，由于高温风机功率较大，一般是14001800kW，其自身损耗约在5670kW，因此必须做好变频器室的散热问题。由于水泥厂环境比拟恶劣，现场粉尘较大，可因地制宜的采用空调散热与风道散热相结合的方式，并需加强防尘设计和日常维护，定期进展滤网清洁，进而保证设备的正常运行。6应用情况该系统自2021年1月份开场进展变频器系统改造，在曲阜中联水泥厂的窑尾排风机、高温风机上进展设备更新，到2021年2月10日投产，经过几个月的试运行，收到了良好的效果。原来设备采用绕线电机转子串电阻调速启动，然后全速运行，靠调整出口挡风板的开度调节风量。这种调速方式存在明显的缺点：风门调节反响滞后，调节速度慢，调节精度不高；耗能严重，启动经过复杂，电阻损耗大，维护工作量大。采用变频器改造后，与其他调速方式相比具有宏大的上风。1电动机可实现软启动，启动电流非常小，减轻了对电网及机械局部的冲击，有利于保护电网及电机。2先进的塌料功能的实现，根本解决了高温风机由于塌料导致的跳闸停运、消费中断的问题，减少了对消费的影响，降低了电动机设备的故障率，获得了节能增效的宏大效益，得到了用户的好评。3改善了工艺，调速精度高，变频器可以平滑、稳定的调整风量，进步了效率，保证了产品质量的稳定、可靠。4设备运行与维护本钱下降。采用变频调速后，原来的转子电阻滑环烧损、维护工作根本不再存在，防止了设备的维护造成的停产损失，运行的可靠性得到进步。5延长电机等设备的使用寿命。变频器实现了低频、低压的软启动，降低了启动电流，防止了工频下47倍或者34倍的大电流，可延长电动机定子、转子轴及轴承等电气及机械寿命。6变频器采用液晶触摸屏显示，可随时显示输入电压、电流，输出电压、电流及运行频率，非常直观的显示电机在任何时间的实时动态。7变频用具有通用的通讯接口，可以与PLC、工控机、用户的DCS上位机等通讯，并可以与原控制设备相连接，构成闭环控制系统，实现数据交换与连锁。8节能效果明显。窑尾排风机运行参数：运行频率：44Hz输入电流：22A输出电流：34A输入电压：5950V输出电压：5593V原工频运行电流是35A，那么工频用电量为：P1=1.732*6000*35*0.749=272.426kW变频用电量为：P2=1.732*6000*22*0.97=221.765kW节约电量为：P=P1P2=272.426221.765=50.661kW节电率为：=P/P1=50.661/272.426*100%=18.6%高温风机运行参数：运行频率：47Hz输入电流：114A输出电流147A输入电压：6050V输出电压5324V原工频运行电流是145A那么工频用电量为P1=1.732*6000*145*0.875=1318.485kW变频用电量为：P2=1.732*6000*114*0.97=1149.147kW节电量为P=P1P2=1318.4851149.147=169.338kW节电率为：=P/P1=169.338/1318.485*100%=12.8%根据以上节能数据可以看出，节电率一般在15%左右，电费假设以0.5元/kWh计算，不到2年即可收回投资。除了节能降耗外，其他方面的效益也是非常明显的。7结论曲阜中联水泥厂的变频风机改造结果说明，变频器在水泥厂相关设备上的改造是非常成功的，水泥厂有很多的大功率设备，其电能的损耗也是非常严重的，可借鉴在风机上改造的成功经历，进展其他设备的变频晋级改造，其应用前景是非常乐观的。