中壓變頻器在水泥廠的應用
2005-06-09 00:00
前言
在水泥生產(chǎn)過程中，電能消耗非常大，電費在水泥生產(chǎn)成本中占了很大的比例。在水泥廠的工藝設備配置中，生料和熟料段風機功率約占設備功率的30%~40%左右，所以風機的電耗直接影響到水泥企業(yè)的生產(chǎn)成本。能控制好風機的電耗,特別是大型風機的電耗，對降低水泥生產(chǎn)成本,提高企業(yè)的經(jīng)濟效益是十分可觀的。由于工況、產(chǎn)量的變化,系統(tǒng)所需的風量也隨之變化,選擇風量的調(diào)節(jié)方式對節(jié)能效果影響非常大，所以本文對大型風機調(diào)速方式的選擇進行探討。
1 風量調(diào)節(jié)方式比較
1.1 調(diào)節(jié)進口閥門
通過調(diào)節(jié)風機進口管路上閥門的開度大小，可以調(diào)節(jié)風量的大小。進口風門開度改變，風機性能曲線由I移到II，管路特性曲線由1移到2，風機系統(tǒng)的工作點在兩條性能曲線的交點B。從圖1中可以看出，附加阻力損失為△P=P2-P3，此部分能耗就是白白地消耗在擋板上，節(jié)能效果很差。交點C是調(diào)節(jié)風機出口管路上閥門的開度大小時系統(tǒng)風機工作點，壓力損失就更大。
1.2 調(diào)節(jié)液力偶合器
液力偶合器是一種以液體(多數(shù)是油)為工作介質(zhì),利用液體傳遞能量的傳動裝置。通過改變液力偶合器工作腔內(nèi)液體的充滿度，就可以改變液力偶合器所傳遞的轉(zhuǎn)矩和輸出軸的轉(zhuǎn)速，使液力偶合器電機端和風機端的轉(zhuǎn)速不一致，從而在電動機速度不改變的條件下對風機調(diào)速，實現(xiàn)調(diào)節(jié)風量的目的。電機輸出功率可用下式表示：
P=Pj/η+Ps（1）
Pj2=Pj1（n2/n1）3（2）
PS=Pe×（3%~5%）（3）
η=Nf/Nd（4）
P：電機輸出功率
Pe: 電機額定功率
Pj：風機軸功率
Pj1：轉(zhuǎn)速n1時風機軸功率
Pj2：轉(zhuǎn)速n2時風機軸功率
Ps：液力偶合器的各種損耗
η：液力偶合器傳動效率
Nf：液力偶合器風機端轉(zhuǎn)速
Nd：液力偶合器電機端轉(zhuǎn)速
采用液力偶合器具有初期投資小、沒有電磁干擾、占地面積小等優(yōu)點。
由于液力偶合器在調(diào)節(jié)過程中要產(chǎn)生轉(zhuǎn)差功率損耗、容積損耗、機械損耗，這些損耗所產(chǎn)生的熱量需要大量冷卻介質(zhì)來冷卻。而液力偶合器傳動效率等于轉(zhuǎn)速比，速度越低，液力偶合器效率越低。從式（1）~(4)可以看出,液力偶合器節(jié)能效果不太理想。它主要有以下一些不足:
1)效率低，損耗大。
2)調(diào)速精度低，速度響應慢，轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，滑差大，有時丟轉(zhuǎn)。
3)可靠性低，偶合器損壞后造成系統(tǒng)停車，無法啟動設備，必須停車檢修。
在水泥生產(chǎn)過程中，電能消耗非常大，電費在水泥生產(chǎn)成本中占了很大的比例。在水泥廠的工藝設備配置中，生料和熟料段風機功率約占設備功率的30%~40%左右，所以風機的電耗直接影響到水泥企業(yè)的生產(chǎn)成本。能控制好風機的電耗,特別是大型風機的電耗，對降低水泥生產(chǎn)成本,提高企業(yè)的經(jīng)濟效益是十分可觀的。由于工況、產(chǎn)量的變化,系統(tǒng)所需的風量也隨之變化,選擇風量的調(diào)節(jié)方式對節(jié)能效果影響非常大，所以本文對大型風機調(diào)速方式的選擇進行探討。
1 風量調(diào)節(jié)方式比較
1.1 調(diào)節(jié)進口閥門
通過調(diào)節(jié)風機進口管路上閥門的開度大小，可以調(diào)節(jié)風量的大小。進口風門開度改變，風機性能曲線由I移到II，管路特性曲線由1移到2，風機系統(tǒng)的工作點在兩條性能曲線的交點B。從圖1中可以看出，附加阻力損失為△P=P2-P3，此部分能耗就是白白地消耗在擋板上，節(jié)能效果很差。交點C是調(diào)節(jié)風機出口管路上閥門的開度大小時系統(tǒng)風機工作點，壓力損失就更大。
1.2 調(diào)節(jié)液力偶合器
液力偶合器是一種以液體(多數(shù)是油)為工作介質(zhì),利用液體傳遞能量的傳動裝置。通過改變液力偶合器工作腔內(nèi)液體的充滿度，就可以改變液力偶合器所傳遞的轉(zhuǎn)矩和輸出軸的轉(zhuǎn)速，使液力偶合器電機端和風機端的轉(zhuǎn)速不一致，從而在電動機速度不改變的條件下對風機調(diào)速，實現(xiàn)調(diào)節(jié)風量的目的。電機輸出功率可用下式表示：
P=Pj/η+Ps（1）
Pj2=Pj1（n2/n1）3（2）
PS=Pe×（3%~5%）（3）
η=Nf/Nd（4）
P：電機輸出功率
Pe: 電機額定功率
Pj：風機軸功率
Pj1：轉(zhuǎn)速n1時風機軸功率
Pj2：轉(zhuǎn)速n2時風機軸功率
Ps：液力偶合器的各種損耗
η：液力偶合器傳動效率
Nf：液力偶合器風機端轉(zhuǎn)速
Nd：液力偶合器電機端轉(zhuǎn)速
采用液力偶合器具有初期投資小、沒有電磁干擾、占地面積小等優(yōu)點。
由于液力偶合器在調(diào)節(jié)過程中要產(chǎn)生轉(zhuǎn)差功率損耗、容積損耗、機械損耗，這些損耗所產(chǎn)生的熱量需要大量冷卻介質(zhì)來冷卻。而液力偶合器傳動效率等于轉(zhuǎn)速比，速度越低，液力偶合器效率越低。從式（1）~(4)可以看出,液力偶合器節(jié)能效果不太理想。它主要有以下一些不足:
1)效率低，損耗大。
2)調(diào)速精度低，速度響應慢，轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，滑差大，有時丟轉(zhuǎn)。
3)可靠性低，偶合器損壞后造成系統(tǒng)停車，無法啟動設備，必須停車檢修。
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摘自《中國水泥》2005年 06月號
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