改造方案
1、原窯尾高溫風(fēng)機(jī)的連接方式
電機(jī)—液力偶合器—風(fēng)機(jī)。風(fēng)量調(diào)節(jié)通過液力偶合器調(diào)速，開度為35%，風(fēng)門開度為100%，就能滿足生產(chǎn)的要求。電機(jī)為1400kW鼠籠電機(jī)，啟動(dòng)電流大，無(wú)法軟啟動(dòng)，始終全速運(yùn)行，電能浪費(fèi)嚴(yán)重。
2、高溫風(fēng)機(jī)及電機(jī)的技術(shù)參數(shù)
風(fēng)機(jī)型號(hào) W6-2×29-4№30.5
風(fēng) 量 460000m/h
進(jìn)口風(fēng)壓 -7500Pa
轉(zhuǎn) 速 960rpm
電機(jī)型號(hào) YKK630-6
額定功率 1400kW
額定電壓 6kV
額定電流 160A
功率因數(shù) 0.879
3、改造后窯尾高溫風(fēng)機(jī)的連接方式
電機(jī)—連接軸—風(fēng)機(jī)。風(fēng)門開度為100%，電機(jī)實(shí)現(xiàn)低速啟動(dòng)。
改造情況
1、變頻器選型及性能特性
根據(jù)電機(jī)容量，選用高壓變頻器型號(hào)為：HIVERT-Y06/173（額定輸出電流為173A，適配1400kW的異步電動(dòng)機(jī)）。輸入電壓6kV，每相串聯(lián)5個(gè)單元，過載能力120%一分鐘，150%立即保護(hù)。
2、一次回路圖（見圖1）
旁路柜主要配置：3個(gè)真空接觸器（KM1、KM2、KM3）和兩個(gè)刀閘隔離開關(guān)K1、K2。KM2與KM3實(shí)現(xiàn)電氣互鎖，當(dāng)KM1、KM2閉合，KM3斷開時(shí)，電機(jī)變頻運(yùn)行；當(dāng)KM1、KM2斷開，KM3閉合時(shí)，電機(jī)工頻運(yùn)行。另外，KM1閉合時(shí)，K1操作手柄被鎖死，不能操作；KM2閉合時(shí)，K2操作手柄被鎖死，不能操作。
電機(jī)工頻運(yùn)行時(shí)，若需對(duì)變頻器進(jìn)行故障處理或維護(hù)，切記在KM1、KM2分閘狀態(tài)下，將隔離刀閘K1和K2斷開。
合閘閉鎖：將變頻器“合閘允許”信號(hào)串聯(lián)于KM1、KM2合閘回路。在變頻器故障或不就緒時(shí)，真空接觸器KM1、KM2合閘不允許；在KM1、KM2合閘狀態(tài)下，若變頻器出現(xiàn)故障，則“合閘允許”斷開，KM1、KM2跳閘，分?jǐn)嘧冾l器高壓輸入電源。
旁路投入：將變頻器“旁路投入”信號(hào)并聯(lián)于KM3合閘回路。變頻運(yùn)行狀態(tài)下，若變頻器出現(xiàn)故障且自動(dòng)投入允許，或者需要將電機(jī)從變頻投入到工頻狀態(tài)運(yùn)行（按下“工頻投切”按鈕），系統(tǒng)將首先分?jǐn)嘧冾l器高壓輸入、輸出開關(guān)KM1和KM2，經(jīng)過一定延時(shí)后，“旁路投入”閉合，即工頻旁路開關(guān)KM3合閘，電機(jī)投入電網(wǎng)工頻運(yùn)行。
保護(hù)：保持原有對(duì)電機(jī)的保護(hù)及其整定值不變。
3、二次回路及控制
控制器由光纖板，信號(hào)板，主控板，接口板和監(jiān)視器組成，各部分之間的聯(lián)系如圖3所示。
4、控制方式
HIVERT變頻器有3種控制方式：
◆ 本地控制：從變頻器操作界面控制電機(jī)的啟動(dòng)和停機(jī)，并能完成變頻器的所有控制。
◆ 遠(yuǎn)程控制：通過內(nèi)置接口板接受來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)的開關(guān)量控制。
◆ 上位控制：通過RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議，接收上位DCS系統(tǒng)的控制。
常用兩種設(shè)置方式：
◆ 本地設(shè)置：通過操作屏設(shè)置運(yùn)行頻率。
◆ 模擬設(shè)置：接收DCS系統(tǒng)0～10V或4～20mA模擬信號(hào)設(shè)置運(yùn)行頻率或被控量給定值。
節(jié)能分析
1、改造后測(cè)試數(shù)據(jù)
如表1所示（風(fēng)門開度100%，回轉(zhuǎn)窯投料180t/H）。
2、效益比較
高溫風(fēng)機(jī)改變頻跳速后正常生產(chǎn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)見表1，從表1可以看出，經(jīng)變頻改造后，在滿足生產(chǎn)正常的情況下，風(fēng)機(jī)的輸入功率明顯減少，每小時(shí)節(jié)電量為134.7kWH。
窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率為92%，每年節(jié)約用電：365d×92%×24×134.7=1085574.24 kWH，綜合電價(jià)為0.55元/kWH，每年節(jié)約電費(fèi)：1085574.24×0.55=59.7萬(wàn)元，減少二氧化碳排放1000t左右。
3、高溫風(fēng)機(jī)改變頻調(diào)速后對(duì)其他設(shè)備的影響
◆ 電機(jī)啟動(dòng)為低速軟啟動(dòng)，減少了對(duì)電機(jī)和電網(wǎng)的沖擊，延長(zhǎng)了電機(jī)的使用壽命。
◆ 實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，避免了使用液力偶合器調(diào)速速度不穩(wěn)的問題，也避免了夏天油溫度高偶合器經(jīng)常出現(xiàn)故障的現(xiàn)象。
◆ 提高了自動(dòng)控制的能力。
◆ 電機(jī)的轉(zhuǎn)速低，電機(jī)軸瓦的溫度降低，解決了夏天軸瓦溫度高的問題。
◆ 使用變頻調(diào)速，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)恒定運(yùn)行，提高了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。
目前，HIVERT高壓變頻器在我公司已經(jīng)使用1年多，運(yùn)行期間沒有發(fā)生任何故障。HIVERT高壓變頻器不但操作方便、維護(hù)量小，也增強(qiáng)了運(yùn)行的安全可靠性，節(jié)能效果顯著，大大提高了我公司的經(jīng)濟(jì)效益。
▲表1 改造后測(cè)試數(shù)據(jù)
|
改造后
|
改造后
|
|
|
電機(jī)電流/A
|
120
|
95
|
|
功率因數(shù)
|
0.86
|
0.95
|
|
電機(jī)功率/kW
|
1072.5
|
937.8
|
|
電機(jī)轉(zhuǎn)速/r min-1
|
933
|
848
|
|
電機(jī)定子電壓/kV
|
6
|
6
|
▲圖2 變頻器系統(tǒng)控制原理圖
▲圖1 高溫風(fēng)機(jī)一次回路圖