水泥廠(chǎng)羅茨風(fēng)機變頻器自動(dòng)控制：變頻器在水泥廠(chǎng)中的應用

　　根據水泥制造工藝要求，結合水泥廠(chǎng)所使用的生產(chǎn)設備，我們得到如下結論：大部分水泥廠(chǎng)的一些設備尤其是大功率設備在生產(chǎn)過(guò)程中絕大部分時(shí)間都不是滿(mǎn)負荷,設備運行的自動(dòng)化程度相當低,幾乎完全靠人工調節,如立窯供風(fēng)系統、成球預加水系統、生料均化給料系統、水泥選粉系統、機立窯卸料系統等。

　　我是多年從事變頻節能技術(shù)研究、開(kāi)發(fā)與應用的專(zhuān)業(yè)公司，結合曾經(jīng)成功為多家企業(yè)進(jìn)行節能改造項目的實(shí)踐經(jīng)驗，開(kāi)發(fā)出比較成熟的水泥廠(chǎng)七大生產(chǎn)系統變頻調速控制的改造方案。此方案的優(yōu)點(diǎn)明顯，1、投資少；2、安裝、調試及控制方便；3、及時(shí)保護電機和其他設備，保證設備可靠運行；4、節電效果明顯，回收成本快；5、提高了生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化程度；6、提高了生產(chǎn)過(guò)程的加工工藝精度。從總體的效果來(lái)看，改造后的實(shí)際系統在水泥制造行業(yè)深受客戶(hù)的普遍歡迎。為其取得了顯著(zhù)的經(jīng)濟效益和良好的社會(huì )效應。

　　1、變頻器在立窯羅茨風(fēng)機上的應用經(jīng)驗

　　在水泥廠(chǎng)的立窯風(fēng)機上，一般都是采用擋風(fēng)板進(jìn)行調節，其原理是調節閥門(mén)的開(kāi)度，亦即利用風(fēng)道的阻力特性調節風(fēng)量，其缺點(diǎn)是：風(fēng)機始終在全速運轉，無(wú)法根據需求準確地調節其風(fēng)量，因此造成風(fēng)量的跑、冒、漏嚴重，也使電機作為無(wú)用功而大量白白地消耗。

　　立窯煅燒熟料所耗的電能中，羅茨鼓風(fēng)機的電耗一般占 60% 左右，隨著(zhù)電價(jià)的調整，電費在水泥生產(chǎn)成本中所占的比例越來(lái)越高。因此，降低鼓風(fēng)機的能耗成為提高企業(yè)經(jīng)濟效益的重要一環(huán)。

　　一、節能原理簡(jiǎn)介：

　　1、變頻節能功能

　　通常在設計中，用戶(hù)風(fēng)機設計風(fēng)量比實(shí)際需要的高出很多，這樣容易形成了人們常說(shuō)的“大馬拉小車(chē)”的現象，造成電能的浪費，而且無(wú)計可施，利用變頻器可以通過(guò)適當降低風(fēng)機電機的運行頻率，恰到好處地滿(mǎn)足風(fēng)量的需求，從而輕易地將此部分電能節約下來(lái)。

　　2、動(dòng)態(tài)功率補償功能

　　無(wú)功功率不但增加線(xiàn)損和設備的發(fā)熱，更主要的是功率因數的降低，降低了電網(wǎng)的有功功率，S2=P2+Q2，當COSФ≈1 時(shí)，Q=S×sinФ≈0,此時(shí)有功功率P≈S。變頻器的動(dòng)態(tài)功率因數補償功能可使無(wú)功功率近似為0，從而增大電網(wǎng)的有功功率，減少了無(wú)功損耗。另外，功率因數的改善還可節省很大一部分電網(wǎng)容量，直觀(guān)的體現在風(fēng)機電機溫升降低、噪音降低，供電發(fā)電機機組溫升降低、噪音降低、耗油量大幅度降低，大錦工延長(cháng)設備維修周期及使用壽命。

　　二、設備參數：

　　某廠(chǎng)有立窯羅茨風(fēng)機185KW一臺，最大運行電流200A，最小運行電流160A,額定電流為355A,頻率50HZ，用風(fēng)板調節風(fēng)量最大調節60%,每天運行24 小時(shí),每月運行20 天,每年需運行11個(gè)月,電費0.58 元/度。

　　三、改造方案：

　　用變頻器帶動(dòng)風(fēng)機電動(dòng)機傳動(dòng)，對風(fēng)機實(shí)現無(wú)級調速，放棄傳統的擋風(fēng)板，既降低電機轉速，又達到節能目的。

　　四、投資分析

　　投資回收分析：

　　對風(fēng)機、泵類(lèi)負載

　　P（功率）=Q（流量）×H（揚程）

　　當電機轉速從n 降至n’時(shí)，流量Q、揚程H 及軸功率P 的關(guān)系如下：

　　Q’=Q（n/n）

　　H’=H（n/n）2

　　P’= P（n/n）3

　　顯然，當電機轉速下降時(shí)，流量按線(xiàn)性關(guān)系變化，而電功率卻按立方,根據我司長(cháng)期的經(jīng)驗，我們認為該廠(chǎng)風(fēng)機系統節能在30%以上是完全可能和可行的。即單臺185KW 風(fēng)機系統按每年運行11 個(gè)月，每月20天，每天24 小時(shí)計算，每度電按0.58元計費，每年電費為：P= ×11×20×24×0.58=，按節電30%計算，每年節約電費為：×0.3=96465.6 元.工程改造費用需9.35 萬(wàn)元.即12 個(gè)月左右即可收回全部投資。

　　五、系統特點(diǎn)：

　　1、由于采用電位器控制，因此可靠性高，穩定性好，容易操作。

　　2、由于加裝變頻調速器，減小啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)電流對電機沖擊，延長(cháng)機械使用壽命，減小維修工作強度。

　　3、提高了電網(wǎng)功率因數，避免增加電網(wǎng)增容費。

　　在離心風(fēng)機上的應用

　　有某些水泥廠(chǎng)是采用高壓離心式風(fēng)機進(jìn)行供風(fēng)的，該種水泥窯的風(fēng)量調節是通過(guò)風(fēng)門(mén)開(kāi)啟度對風(fēng)量進(jìn)行調節。對于離心式風(fēng)機、水泵的變頻調速改造同樣有巨大的節能潛力。我們通過(guò)沸騰式鍋爐高壓離心式風(fēng)機應用變頻調速的方法調節風(fēng)量，實(shí)踐證明其節能效果在３０～５０％。對于水泵的變頻改造節能效果高達７０％。為什么離心式風(fēng)機，泵類(lèi)設備通過(guò)調速調節風(fēng)量或流量有如此驚人的節能呢？在此將其原理加以闡明。離心式風(fēng)機、泵類(lèi)設備的流量與轉速成正比，如公式（３－１）壓力與轉速平方成正比，如公式（３－２）功率與轉速的立方成正比，如公式（３－３）

　　風(fēng)量關(guān)系

　　功率關(guān)系

　　Q,H,P

　?。选兀? 　式３－１ Ｑ：表示流量

　　壓力關(guān)系

　?。取兀危病∈剑常病。危罕硎巨D速

　?。小兀危场∈剑常场。龋罕硎緣毫?/p>

　?。校罕硎竟β?/p>

　　將經(jīng)上３個(gè)公式繪成一張圖， 壓力關(guān)系以清楚看到，改變轉速其流量線(xiàn)性變化的，而功耗則是立方關(guān)系變化，因此在調節風(fēng)量或流量時(shí)如降低２０％的風(fēng)量或流量，功耗(圖3-1)則會(huì )下降５０％。但是必須注意，轉速與壓力是平方關(guān)系，當轉速下降２０％壓力則會(huì )下降６４％，因此必須要注意工藝要求壓力范圍不能象羅茨風(fēng)機那樣，不用考慮轉速與風(fēng)壓的關(guān)系。

　　風(fēng)門(mén)控制

　　離心風(fēng)機、泵類(lèi)設備傳統的風(fēng)量、流量

　　風(fēng)門(mén)控制控制的，大量的能源耗在風(fēng)門(mén)或截流閥的阻力上，如公式（３－４），風(fēng)門(mén)或截流閥控制流量的功耗與流量關(guān)系：變速控制

　?。校剑校埃恕ぃ? 式３－４變速控制

　?。眩罕硎玖髁俊? Ｋ：為系數

　?。校罕硎竟摹　。校埃罕硎净竟β?/p>

　　由此比較風(fēng)門(mén)或截流閥控制與變頻調速調節，可以看到在流量變化范圍，采用變頻調速的方法具有很大的節能潛力，因此在水泥廠(chǎng)的供水泵或其它離心風(fēng)機上進(jìn)行變頻器改造同樣會(huì )取得很大的節能效果。

　　3 在立窯卸料機上的應用

　　立窯卸料機若采用滑差調速電機，其轉速通?？刂圃?300~1000rpm （工藝上根據窯的情況，對卸料速度進(jìn)行控制的）。采用變頻調速的方法取代滑差電機，經(jīng)過(guò)多個(gè)廠(chǎng)家應用結果表明，平均節能達 40% 左右，這是因為滑差調速是一種耗能的低效調速方法。

　　由下列公式可知：

　　滑差電機主電機軸的輸出功率： P 0 = KM 0 N 0 （ P 0 表示輸出功率， M 0 表示負載轉速， N 0 表示電機轉速， K 為常數）

　　滑差頭輸出功率 P 1 = KM 0 N 1 （ P 1 表示輸出功率 ， N 1 表示滑差頭轉速 ）

　　滑差頭損耗功率： P = P 0- P 1= KM 0 （ N 0 — N 1 ）

　　由此可見(jiàn)，滑差電機的轉速越低，浪費能源越大，而卸料機的轉速通常在 400rpm 左右運行，因此改用變頻調速的方法會(huì )有 50~60% 的節能效果。

　　4 在空氣壓縮機上的節能應用

　　氣壓縮機恒壓供氣使用變頻器與壓力控制構成閉環(huán)控制系統，使壓力波動(dòng)減少 1.5% ，降低噪音 、 減少振動(dòng)。保證設備長(cháng)期穩定運行，從而減少了設備維護工作量，延長(cháng)了設備使用壽命。用變頻器后，空壓機可在任何壓力下隨意起動(dòng)，打破了以前不允許帶壓起動(dòng)的規定，起動(dòng)電流也較以前大大降低。通過(guò)使用變頻器后的實(shí)例，多數壓縮機節電率約在 20% 左右，比節電率較大的風(fēng)機低，但壓縮機的電動(dòng)機功率都較大，從幾十瓦直到幾百瓦甚至幾千瓦，其節電量值較大，經(jīng)濟效益十分顯著(zhù)，同時(shí)控制平質(zhì)大為提高，可使壓縮空氣的壓力始終保持恒定，用戶(hù)感到十分滿(mǎn)意?？傊畨嚎s機使用變頻實(shí)現節能計改項目使值得推廣的。

　　5 在預加水成球系統中的應用

　　目前，預加水成球技術(shù)在立窯水泥廠(chǎng)中應用已相當普遍。它在提高成球質(zhì)量，改善煅燒操作條件，提高立窯熟料產(chǎn)量和質(zhì)量方面取得了比較明顯的效果。其結合微機雙回路調節器，就能實(shí)現水料比例自動(dòng)跟蹤，自動(dòng)調節，做到恒壓供水。調節及時(shí)，極錦工減輕了工人的勞動(dòng)強度，同時(shí)也改善了成球質(zhì)量，使預加水系統真正起到預濕成球的作用，為立窯生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的熟料創(chuàng )造了條件。

　　6 在選粉機上的應用

　　某水泥有限公司的旋風(fēng)式選粉機，原設計由 JZT392-4 型 75KW 電磁調速異步電動(dòng)機（滑差電機）拖動(dòng)，其優(yōu)點(diǎn)是調速系統簡(jiǎn)單。價(jià)格低廉，有一定的調速范圍，缺點(diǎn)也較多：電機本體噪音高 、 振動(dòng)大能 、 耗高 、 無(wú)功損耗大 、 軸承故障率特別高，滑差控制儀安裝于粉塵飛揚的電機旁邊，多次出現帶負荷起 動(dòng) ,不能調速和突然失速 等故障，現場(chǎng)維護量大，影響整個(gè)系統的安全運行。

　　針對上述問(wèn)題，結合生料車(chē)間選粉機負荷轉速不超過(guò) 600r/min 的特點(diǎn)，對選粉機電氣部分進(jìn)行變頻調速技術(shù)改造。經(jīng)實(shí)際測量，選粉機改造前，運行速度在 594r/min 時(shí)，輸入電壓 385V ，輸入電流 72A ，功率因數 0.82 ，故輸入功率為 40KW ；改造后，運行速度在 594r/min 時(shí)，輸入電壓 387V ，輸入電流 18A ，（熱繼電器也做了相應調整），功率因數 0.92 （變頻器加裝了直接電抗器）則輸入功率為 11KW 。改造后一年中，沒(méi)發(fā)生過(guò)任何故障，保證了系統的安全運行，大大減少了維護工作量和維修費用，而且節能效果十分顯著(zhù)。變頻器在水泥廠(chǎng)的應用還不止這些，比如說(shuō)回轉窯球磨機 、 卸料圓 、 盤(pán)給料機 、 雙管絞刀裙 、 板喂料機調速皮帶稱(chēng)喂 、 煤絞刀 、 蓖冷機等一切需交流調速的設備都可以采用變頻調速器。

　　從以上應用情況可以看出，水泥廠(chǎng)使用變頻器有以下突出優(yōu)點(diǎn)：

　　A ．滿(mǎn)足調速的工藝要求，變頻調速器的調速范圍在 10 ： 1 以上，而水泥生產(chǎn)工藝過(guò)程中調速范圍在 10 ： 1 范圍內即可滿(mǎn)足要求。

　　B ． 便于實(shí)現自動(dòng)化控制，由于變頻器本身是由一個(gè) 16 （或 32 ）位微處理器所控制，設有 RS485 （或 422 ）， A/D 輸入， D/A 輸出接口，為自動(dòng)控制（與上位機聯(lián)網(wǎng)）創(chuàng )造了充分的條件。

　　C ． 獲得可觀(guān)的節能效果。

　　D ． 降低工人的勞動(dòng)強度，由于調速系統整體可靠性提高，故障率低，免維護周期較長(cháng)，可減輕有關(guān)維護人員的工作量。

　　E ． 提高產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)量。

　　7、在水泥粉磨工藝中應用

　　在水泥粉磨工藝中球磨機入磨物料粒度的大小，對其臺時(shí)產(chǎn)量影響較大，預破碎工藝作為提高磨機臺時(shí)產(chǎn)量、降低粉磨電耗的重要途徑，引起了許多水泥企業(yè)的重視。根據工藝要求，水泥立窯放料每次持續2～3 min，間隔2～3 min，但目前幾乎所有水泥企業(yè)中破碎機處于工頻恒速運行狀態(tài)，24 h連續運轉，造成電能的巨大浪費，并影響電機和破碎機的使用壽命。另一方面，由于破碎機具有十分大的慣性，不易頻繁啟停，所以即使使用變頻器也難以解決系統制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的泵升電壓引起保護電路動(dòng)作，使系統無(wú)法正常工作。

　　針對系統的以上特點(diǎn)，利用系列變頻器實(shí)現破碎機的變頻調速和軟啟動(dòng)；利用再生能量回饋單元克服破碎機制動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)高的泵升電壓；利用PLC實(shí)現系統的邏輯閉環(huán)控制，使破碎機的工作與立窯放料同步，實(shí)現間歇運行。從而在改善工藝控制質(zhì)量的同時(shí)，最大限度地節約了電能，降低了生產(chǎn)成本?，F場(chǎng)調試和運行結果表明，系統運行可靠，節電率可達60%以上。

　　上述系統已在某水泥廠(chǎng)投入實(shí)際運行。系統根據送料信號自動(dòng)實(shí)現啟制動(dòng)運行，破碎機運行速度連續可調。電機可以實(shí)現頻繁軟啟動(dòng)，基本無(wú)啟動(dòng)電流沖擊，啟動(dòng)力矩足夠。系統在變頻運行條件下，若變頻器突然故障，則自動(dòng)切換至“工頻”狀態(tài)繼續運行，同時(shí)發(fā)出聲光報警信號(內部可選)。根據現場(chǎng)工況需要，將有放料信號時(shí)變頻運行給定頻率設為43 Hz，系統運行電流為27 A，運行電壓280 V，改造后的系統平均每年耗電5.7萬(wàn)度。根據現場(chǎng)記錄，系統在改造前工作頻率為工頻50 Hz，運行電流為32 A，運行電壓400 V，平均每年耗電19.42萬(wàn)度。改造后的節電率為70.6%。該系統的突出優(yōu)點(diǎn)如下：

　　1、利用變頻調速技術(shù)改造了水泥熟料破碎機的拖動(dòng)系統，滿(mǎn)足了破碎機的低速、間歇運行特點(diǎn)，保證了工藝控制質(zhì)量，節能效果明顯，并有利于延長(cháng)破碎機和電機的使用壽命。

　　2、利用能量回饋控制技術(shù)克服破碎機大慣性引起的泵升電壓，有效地保證了變頻器的安全運行。系統除了變頻器和能量回饋裝置所具有的20余種保護功能和故障自診斷功能外，還增設了電機過(guò)熱、控制回路保護及報警。

　　3、利用可編程控制器PLC實(shí)現了各種邏輯控制、變頻器啟制動(dòng)自動(dòng)控制及手動(dòng)/自動(dòng)、工頻/變頻轉換和故障自切換等功能，使系統控制靈活方便，功能齊全

　　成功的經(jīng)驗充分說(shuō)明了水泥行業(yè)變頻改造的巨大潛力，變頻改造后在短短幾個(gè)月的時(shí)間里僅僅靠節約電費就收回整體投資，在以后的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中也能夠以較低的生產(chǎn)成本在市場(chǎng)的競爭中處于更有力的位置。水泥制造的變頻改造勢在必行，一方面體現出公司強大的經(jīng)濟實(shí)力和公司領(lǐng)導層非凡的遠見(jiàn)卓識，另一方面能夠給公司帶來(lái)豐厚的利益回報，并提高了公司生產(chǎn)方面的自動(dòng)化程度。

水泥廠(chǎng)羅茨風(fēng)機變頻器自動(dòng)控制：電爐煤氣凈化羅茨風(fēng)機的變頻改造應用

　　錳冶煉廠(chǎng)采用羅茨風(fēng)機作為電爐煙氣凈化系統的煤氣壓縮設備，目前的控制方式為電機工頻運行，采用羅茨風(fēng)機的出口閥門(mén)調節，將電爐爐膛壓力控制在要求范圍內。此操作方式存在閥門(mén)易損、電能浪費等缺點(diǎn)，為此在項目調研的基礎上提供整體解決方案，進(jìn)行變頻及自動(dòng)控制系統的改造。

　　22.項1項目目概概述述及需求分析

　　遼寧錦州某金屬公司現有三套20MVA的電爐用于錳冶煉，電爐所產(chǎn)煙氣通過(guò)濕法工藝進(jìn)行凈化后，實(shí)現煤氣回收利用。

　　煤氣凈化及存儲工藝流程如圖1所示，電爐高溫煙氣通過(guò)凈化塔進(jìn)行冷卻降溫、噴淋洗滌、除塵、脫水處理，凈化后的煤氣通過(guò)羅茨風(fēng)機壓縮升壓，送往煤氣柜進(jìn)行儲存。洗滌循環(huán)水經(jīng)除泥處理后循環(huán)利用，部分污水處理后排放。

　　羅茨風(fēng)機出口設置有回流閥，通過(guò)控制閥門(mén)開(kāi)度調節凈化系統總風(fēng)力，進(jìn)而控制電爐爐膛壓力在工藝要求范圍內；出口同時(shí)設置有點(diǎn)火器，當出現緊急情況時(shí)進(jìn)行放散點(diǎn)火，確保系統安全。

　　電爐在生產(chǎn)過(guò)程中，要求爐膛保持在微負壓狀態(tài)；如果出現正壓力，則可能導致膛內煙、火外冒；如果負壓力過(guò)低，則可能從爐外吸入過(guò)多空氣，煤氣與氧氣燃燒，會(huì )導致煙氣溫度升高，并且降低煤氣使用價(jià)值。爐膛壓力過(guò)高或過(guò)低（正常范圍-10Pa~5Pa）都存在安全隱患，所以必須進(jìn)行嚴格的控制[1]。

　　煤氣凈化工段的羅茨風(fēng)機是電爐冶煉生產(chǎn)中的關(guān)鍵設備，羅茨風(fēng)機吸入氣體的流量及壓力直接影響凈化塔的入口總吸力，進(jìn)而影響電爐的爐膛壓力?，F場(chǎng)配套三組煙氣凈化系統，每組采用一用一備的工作方式，共六臺羅茨風(fēng)機，配置相同。選用天津鼓風(fēng)機公司的ML系列臥式直聯(lián)羅茨風(fēng)機，進(jìn)氣流量：78.0～478.1m3/min；升壓：9.8～68.6kPa。配套三相異步電機，電壓380V，功率220kW，電流392A，轉速985rpm。煤氣凈化羅茨

　　風(fēng)機工況圖如圖2所示。

　　2.2原系統存在問(wèn)題

　　現場(chǎng)電機運行方式為采用ABB軟啟動(dòng)器實(shí)現軟啟動(dòng)，軟啟動(dòng)器帶有旁路接觸器，啟動(dòng)完成后自動(dòng)切換至工頻旁路運行。羅茨風(fēng)機控制方法為在操作室人工觀(guān)察爐膛壓力的儀表顯示信號，并通過(guò)電動(dòng)回流閥的手操器，手動(dòng)調節閥門(mén)開(kāi)度。當爐膛壓力過(guò)高時(shí)，需增加風(fēng)機吸力，此時(shí)減小回流閥開(kāi)度；當爐膛壓力過(guò)低時(shí)，需減小風(fēng)機吸力，此時(shí)加大回流閥開(kāi)度。以此保證凈化系統氣體壓力的穩定，維持爐膛壓力在安全范圍內。煤氣凈化人工控制方法如圖3所示。

　　該方式主要存在以下弊端：

　?。?）煙氣凈化采用濕法工藝，煤氣中包含水汽，加大對閥門(mén)的沖擊損耗，大大縮短閥門(mén)的使用壽命；既增加維護工作量，而且降低生產(chǎn)效率，此點(diǎn)為本項目主要改造訴求。

　?。?）系統運行時(shí)回流閥的開(kāi)度常在15%~40%范圍調節，存在節流損耗，增加了設備電耗。

　?。?）電機一直處于工頻滿(mǎn)負荷運行狀態(tài)，加大電機溫升，也將縮短電機的使用壽命。

　?。?）需配備監控操作工，依據工人觀(guān)察進(jìn)行調節，既增加生產(chǎn)人員的工作量，操作過(guò)程也存在滯后。

　　圖3煤氣凈化人工控制方法

　　2.3技術(shù)需求

　?。?）將原有的工頻運行改為變頻運行方式，依據工況直接對電機調速，回流閥全部打開(kāi)，既避免閥門(mén)損耗，也實(shí)現節能降耗。

　　增加PLC控制系統，依據壓力信號自動(dòng)設置輸出頻率，實(shí)現爐膛壓力自動(dòng)調節。

　?。?）在原有操作面板上增加手動(dòng)頻率給定功能，作為備用操作，要求手動(dòng)調節優(yōu)先級高于自動(dòng)調節方式。

　?。?）在現行的一樓配電室和二樓控制室進(jìn)行工程改造；將配電室原有的三臺軟啟動(dòng)柜置換為變頻器柜，因空間限制，要求柜體寬度不變，深度可適當增加。二樓控制室新增一面PLC控制箱，并對原有的操作面板進(jìn)行改造。

　　33.改1自造動(dòng)方控案制變頻調速方案

　　針對以上問(wèn)題，在深入生產(chǎn)現場(chǎng)工段調查的基礎上，確定變頻調速改造方案：新增羅茨風(fēng)機變頻器，引入電爐爐膛壓力信號、凈化爐前總吸力信號至PLC，自動(dòng)調節變頻器的輸出頻率，以實(shí)現爐膛的恒壓控制；回流閥作為備用調節裝置，正常運行時(shí)管道的回流支路關(guān)斷；既可以滿(mǎn)足生產(chǎn)要求還可以實(shí)現節能降耗。煤氣凈化自動(dòng)控制方法如圖4所示。

　　圖4煤氣凈化自動(dòng)控制方法

　　3.2風(fēng)機自動(dòng)控制系統設計

　　羅茨風(fēng)機自動(dòng)控制實(shí)現方法如圖5所示，由PLC自控系統、變頻器、壓力變送器組成壓力閉環(huán)控制系統，接入爐膛壓力和煤氣在進(jìn)入凈化塔前總吸力兩個(gè)模擬量信號，反饋壓力與設定壓力進(jìn)行比較，依據工藝要求綜合分析運算，實(shí)時(shí)控制變頻器的輸出量，自動(dòng)調節電機轉速，使爐膛壓力保持在設計范圍之內，以滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝的實(shí)際需求。

　　圖5羅茨風(fēng)機改造控制方塊圖

　　通過(guò)控制室原操作面板的兩個(gè)備用按鈕，實(shí)現頻率加

　　/減輸入，作為手動(dòng)給定功能；當自動(dòng)控制系統出現偏差時(shí)可以通過(guò)手動(dòng)操作進(jìn)行頻率調節，并具有高優(yōu)先級，保證生產(chǎn)的安全性。

　　動(dòng)統力配系置統及方功案能

　　該變頻驅動(dòng)系統的電氣原理圖（單組）如圖6所示。

　　圖6動(dòng)力系統電氣原理圖

　?。≦S表示隔離開(kāi)關(guān)，FU表示熔斷器，BP表示低壓變頻器，M表示電動(dòng)機。）

　　4.2設備技術(shù)參數及功能介紹

　　羅茨機屬于恒轉矩負載，本項目選用具備恒轉矩調節功能的ABB低壓變頻器，型號ACS580，額定電流505A，相比于傳統的變轉矩風(fēng)機選型容量加大一檔配置，以滿(mǎn)足恒轉矩負載的啟動(dòng)特性；并內置有PID調節功能和通訊信號接口。

　　變頻器可以通過(guò)PLC控制自動(dòng)給定、或通過(guò)面板按鈕手動(dòng)給定，實(shí)現羅茨風(fēng)機的速度調節。

　　自動(dòng)給定信號通過(guò)通訊信號提供，由自動(dòng)控制操作箱中的PLC通過(guò)Modbus串口通訊給定。操作箱放置于控制室，內置西門(mén)子S7-200SMART型號PLC，接入爐膛壓力和煤氣在進(jìn)入凈化塔前總吸力的模擬量AI信號，組成壓力閉環(huán)控制系統，自動(dòng)調節電機轉速。操作箱至變頻器之間通訊電纜敷設距離230米，串行通訊能力完全滿(mǎn)足要求。

　　手動(dòng)給定信號通過(guò)原操作面板的兩個(gè)備用按鈕控制，該兩個(gè)數字量DI信號接入PLC，通過(guò)程序實(shí)現頻率加/減功能，實(shí)現手動(dòng)頻率調節。在PLC程序中設置手動(dòng)給定的優(yōu)先級高于自動(dòng)給定功能。

　　55.項1應目用應效用果效果

　　爐膛壓力原有范圍要求是-10Pa~5Pa，通過(guò)變頻調速自動(dòng)控制運行后，調節效果良好；經(jīng)過(guò)和用戶(hù)協(xié)商將工藝要求優(yōu)化為-10Pa~0Pa的恒定微負壓，進(jìn)一步改善電爐的運行性能。如圖7所示，隨機截取兩段儀表數據，爐內壓力分別為-1.35Pa和-3Pa，維持在微負壓狀態(tài)。

　　羅茨風(fēng)機是容積式風(fēng)機的一種。它由一個(gè)類(lèi)似橢圓形的機殼與兩塊墻板包容成一個(gè)氣缸，一對彼此相互“嚙合”的葉輪，兩個(gè)葉輪等速相向旋轉，在旋轉過(guò)程中把兩個(gè)葉片之間的空氣擠壓出來(lái)，將氣缸內的氣體從進(jìn)氣口源源不斷地推移到出氣口，這就是羅茨風(fēng)機的整個(gè)工作過(guò)程。羅茨風(fēng)機的特殊結構設計，決定了其風(fēng)壓在一定的流量范圍內是近似恒定的，不論轉速變化如何其風(fēng)壓可以保持不變

　　[2]。

　　經(jīng)過(guò)改造后，由變頻器改變電機頻率達到無(wú)級變速，起到調節風(fēng)量的效果。而風(fēng)量則與風(fēng)機轉速成正比的，即Q=kN。

　　其中：Q——風(fēng)量；N——風(fēng)機轉速；k——系數。羅茨風(fēng)機作為恒轉矩負載，其節電率與轉速降近似成

　　正比即△P%≈△N%。

　　其中：P——功率；N——風(fēng)機轉速。

　　根據現場(chǎng)應用觀(guān)察，正常運行周期內，風(fēng)機的頻率范圍通常在28Hz~42Hz，最常見(jiàn)是在32Hz~40Hz左右，總計可以獲25%左右的節能效果。

　　不論是從節能降耗、降低維護工作量等直接受益，還是從優(yōu)化生產(chǎn)工藝，延長(cháng)電機等設備的使用壽命，改善電網(wǎng)環(huán)境等間接受益來(lái)說(shuō)，羅茨風(fēng)機的變頻改造都具有明顯的應用優(yōu)勢和積極意義。

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　　上一篇: 水處理風(fēng)機選型注意事項

　　下一篇: 羅茨風(fēng)機在氣化沉淀式水泥除渣器中的應用

水泥廠(chǎng)羅茨風(fēng)機變頻器自動(dòng)控制：羅茨風(fēng)機上使用變頻器的優(yōu)勢

　　對多數企業(yè)而言，電費是未被企業(yè)控制的最后一項本錢(qián)，人們普遍以為電費開(kāi)支是難以被控制的，交電費 天經(jīng)地義，由于用電設備消耗多少電，是同其機電特性所決定的，主觀(guān)的控制無(wú)能為力。很顯然，此觀(guān)念 是錯誤的?，F在運用變頻器對機械設備節能控制技能減少電能資源的浪費，節約電費開(kāi)支.

　　煉鋼廠(chǎng)、水泥制造、化纖等行業(yè)中都用到羅茨風(fēng)機。在沒(méi)有調速控制之前，一般采用降壓起動(dòng)，并且正常 運行后，電動(dòng)機全速運行，而風(fēng)量的大小則通過(guò)風(fēng)門(mén)來(lái)調節。一般情況下，風(fēng)門(mén)的開(kāi)度為50%～80%，電機 只能是滿(mǎn)負荷運行，電動(dòng)機的工作效率很低，造成很大浪費。 采用變頻器對羅茨風(fēng)機進(jìn)行控制，屬于減 少空氣動(dòng)力的節電方法，它和一般常用的調節風(fēng)門(mén)控制風(fēng)量的方法比較，具有明顯的節電效果。

　　使用變頻器對羅茨風(fēng)機實(shí)行節能改造后的優(yōu)勢：

　　1、進(jìn)步功率因素，減少無(wú)功功率損耗

　　2、具有自動(dòng)節能 控制功能，能根據負載情況自動(dòng)調整電壓，使電機運行在最高效率狀態(tài)下

　　3、變頻器采用低頻輸出額定轉矩，能對羅茨風(fēng)機實(shí)行強有力的控制

　　4、節約能源，運行本錢(qián)降低

　　5 、延長(cháng)羅茨風(fēng)機的使用壽命

　　6、軟啟動(dòng)、啟動(dòng)時(shí)無(wú)大電流沖擊

　　江鼓品牌是一家有十余年設計、制造經(jīng)驗的羅茨鼓風(fēng)機專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家。公司全部三期建設累計投資一億五千萬(wàn)余元，四期建設預計投資一億元人民幣，打造成集研發(fā)、設計、制造、經(jīng)營(yíng)于一體的復合型現代化企業(yè)。

水泥廠(chǎng)羅茨風(fēng)機變頻器自動(dòng)控制：羅茨鼓風(fēng)機能否用變頻器控制_羅茨風(fēng)機

　　污水站使用羅茨鼓風(fēng)機是非常常見(jiàn)的設備，不止羅茨鼓風(fēng)機，還有回轉風(fēng)機等，也是常用的設備，羅茨鼓風(fēng)機可以加裝變頻器不？

　　答案：可以

　　但是在對羅茨鼓風(fēng)機變頻改造的時(shí)候要注意一下幾點(diǎn)：

　　1、是否為變頻電機？

　　羅茨鼓風(fēng)機的電機有變頻電機也有非變頻電機，一般羅茨鼓風(fēng)機都是非變頻電機，采用非變頻電機的公司，我們不建議在變頻電機上直接加裝變頻器，這樣操作會(huì )影響電機的使用壽命。

　　2、變頻電機

　　如果我們在采購羅茨鼓風(fēng)機之前，就已經(jīng)做好了后期加裝變頻控制柜的規劃，那么可以尋找變頻器廠(chǎng)家，來(lái)幫助我們直接加裝一個(gè)變頻器來(lái)達到變頻輸送的目的。

　　3、散熱問(wèn)題

　　低速的非變頻電機加裝變頻器之后，在高轉速的情況下，還有可能會(huì )遇到低轉速散熱不暢的問(wèn)題，引起電機軸承的損壞。

　　變頻電機由于要承受高頻磁場(chǎng)，所以絕緣等級要比普通電機高，原則上普通電機是不能用變頻器來(lái)驅動(dòng)的，但在實(shí)際中為了節約資金，在很多需要調速的場(chǎng)合都用普通電機代替變頻電機，但普通電機的調速精度不高，在風(fēng)機、氺泵的節能改造中經(jīng)常這樣做。在用普通電機代替變頻電機時(shí)變頻器的哉波頻率盡量低一點(diǎn)，以減少高頻對電機的絕緣損壞。

　　錦工風(fēng)機具備多臺大型臥式加工中心，并有多工位加工中心，如果您需要采購定制羅茨風(fēng)機，可以聯(lián)系我們的全國免費客服熱線(xiàn)

　?。毫_茨鼓風(fēng)機

　　對多數企業(yè)而言，電費是未被企業(yè)控制的最后一項本錢(qián)，人們普遍以為電費開(kāi)支是難以被控制的，交電費 天經(jīng)地義，由于用電設備消耗多少電，是同其機電特性所決定的，主觀(guān)的控制無(wú)能為力。很顯然，此觀(guān)念 是錯誤的?，F在運用變頻器對機械設備節能控制技能減少電能資源的浪費，節約電費開(kāi)支.

　　煉鋼廠(chǎng)、水泥制造、化纖等行業(yè)中都用到羅茨風(fēng)機。在沒(méi)有調速控制之前，一般采用降壓起動(dòng)，并且正常 運行后，電動(dòng)機全速運行，而風(fēng)量的大小則通過(guò)風(fēng)門(mén)來(lái)調節。一般情況下，風(fēng)門(mén)的開(kāi)度為50%～80%，電機 只能是滿(mǎn)負荷運行，電動(dòng)機的工作效率很低，造成很大浪費。 采用變頻器對羅茨風(fēng)機進(jìn)行控制，屬于減 少空氣動(dòng)力的節電方法，它和一般常用的調節風(fēng)門(mén)控制風(fēng)量的方法比較，具有明顯的節電效果。

　　使用變頻器對羅茨風(fēng)機實(shí)行節能改造后的優(yōu)勢：

　　1、進(jìn)步功率因素，減少無(wú)功功率損耗

　　2、具有自動(dòng)節能 控制功能，能根據負載情況自動(dòng)調整電壓，使電機運行在最高效率狀態(tài)下

　　3、變頻器采用低頻輸出額定轉矩，能對羅茨風(fēng)機實(shí)行強有力的控制

　　4、節約能源，運行本錢(qián)降低

　　5 、延長(cháng)羅茨風(fēng)機的使用壽命

　　6、軟啟動(dòng)、啟動(dòng)時(shí)無(wú)大電流沖擊

　　江鼓品牌是一家有十余年設計、制造經(jīng)驗的羅茨鼓風(fēng)機專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家。公司全部三期建設累計投資一億五千萬(wàn)余元，四期建設預計投資一億元人民幣，打造成集研發(fā)、設計、制造、經(jīng)營(yíng)于一體的復合型現代化企業(yè)。

　　對多數企業(yè)而言，電費是未被企業(yè)控制的最后一項本錢(qián)，人們普遍以為電費開(kāi)支是難以被控制的，交電費 天經(jīng)地義，由于用電設備消耗多少電，是同其機電特性所決定的，主觀(guān)的控制無(wú)能為力。很顯然，此觀(guān)念 是錯誤的?，F在運用變頻器對機械設備節能控制技能減少電能資源的浪費，節約電費開(kāi)支.

　　煉鋼廠(chǎng)、水泥制造、化纖等行業(yè)中都用到羅茨風(fēng)機。在沒(méi)有調速控制之前，一般采用降壓起動(dòng)，并且正常 運行后，電動(dòng)機全速運行，而風(fēng)量的大小則通過(guò)風(fēng)門(mén)來(lái)調節。一般情況下，風(fēng)門(mén)的開(kāi)度為50%～80%，電機 只能是滿(mǎn)負荷運行，電動(dòng)機的工作效率很低，造成很大浪費。 采用變頻器對羅茨風(fēng)機進(jìn)行控制，屬于減 少空氣動(dòng)力的節電方法，它和一般常用的調節風(fēng)門(mén)控制風(fēng)量的方法比較，具有明顯的節電效果。

　　使用變頻器對羅茨風(fēng)機實(shí)行節能改造后的優(yōu)勢：1、進(jìn)步功率因素，減少無(wú)功功率損耗 2、具有自動(dòng)節能 控制功能，能根據負載情況自動(dòng)調整電壓，使電機運行在最高效率狀態(tài)下 3、變頻器采用低頻輸出額定轉矩，能對羅茨風(fēng)機實(shí)行強有力的控制 4、節約能源，運行本錢(qián)降低 5 、延長(cháng)羅茨風(fēng)機的使用壽命 6、軟啟動(dòng)、啟動(dòng)時(shí)無(wú)大電流沖擊

　　問(wèn)題：風(fēng)機能用變頻器調速嗎

　　回答：風(fēng)機在使用過(guò)程中，很多工況需要對風(fēng)機的風(fēng)量進(jìn)行控制，不同的時(shí)間段可能采用風(fēng)量也不同，所以，就出現了變頻型風(fēng)機。

　　羅茨風(fēng)機可以采用變頻電機來(lái)調節風(fēng)機的轉速，調節轉速的目的便是調節風(fēng)機風(fēng)量了，羅茨風(fēng)機可以通過(guò)變頻控制柜，對變頻電機進(jìn)行調節，達到風(fēng)機轉速的調節。

　　采購風(fēng)機時(shí)，如果我們對此有要求，需要調節風(fēng)機的轉速，可以提前和廠(chǎng)家說(shuō)明，搭配上變頻電機和變頻控制柜。

　　錦工風(fēng)機專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風(fēng)機，如果您有此方面的采購問(wèn)題，可以聯(lián)系我們的全國免費客服熱線(xiàn)

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　　羅茨鼓風(fēng)機有那些系列 羅茨真空泵與羅茨鼓風(fēng)機 羅茨鼓風(fēng)機300

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