水泥生產線高壓變頻器選型及應用注意問題-水泥設備網,水泥生產線需要變頻水泥設備調速的大功率設備,主要是高溫風機、回轉窯、立磨循環(huán)風機、窯頭余風風機及窯尾排風機等水泥設備,水泥廠高壓變頻器選型:應兼顧上述各點要求,根據生產現場的情況正確選擇合適的形式,水泥廠高壓變頻器應用注意問題;0371-63759558/67878896/67878986
環(huán)球重工以誠信鑄造品質,虔誠焊接友誼,專注建材機械設備15年,以生產水泥設備,礦山設備,粉磨設備,段繞烘干設備等600多種成套機械設備,歡迎來廠定制考察! 水泥生產線在大功率變頻器選型及技術方案的確定時,應根據工況條件,選擇合適的水泥設備變頻控制方案和實施方式,以取得最優(yōu)的經濟使用效果。 雖然一般高壓變頻器,采用了多相移位和12脈沖以上的整流技術,較大地減少了諧波成分,但由于功率較大,其對電網的電磁干擾不容忽視。變頻器使用時,應對其電磁兼容性有正確的評估,以便達到理想的使用效果。
變頻調速技術現已被應用于各行各業(yè),也融入水泥設備系列,水泥廠水泥生產線中并取得了顯著的經濟效益。但從整體上看,在水泥行業(yè)的推廣較慢,一些水泥生產線企業(yè)采用變頻調速技術以后,也未獲得應有的節(jié)能效果。分析其中的原因,是沒有意識到技術創(chuàng)新的重要作用,對變頻調速技術的重要作用了解不夠;有些企業(yè)在應用中技術上還沒有過關。推廣應用水泥設備變頻調速技術應注意以下的幾個問題. 隨著大功率變頻技術的發(fā)展,高壓變頻裝置已越來越多的被應用于工況企業(yè)。近年來,由于節(jié)能降耗的需要,水泥企業(yè)一些大功率設備也開始采用變頻調速,如:用大功率變頻器取代傳統(tǒng)的液力耦合器對高溫風機、直流裝置對回轉窯的調速,及閥門對大型風機風量的調節(jié)。但大功率變頻技術(尤其是高壓變頻)正在發(fā)展中,到目前為止還沒有像低壓變頻器那樣有近乎統(tǒng)一的拓撲結構,工程技術人員對其認識也在逐步成熟中。為了技術經濟合理地使用好大功率變頻裝置,下面將對其控制方式、技術性能及適用的工況進行系統(tǒng)分析,并就其在水泥廠的使用、選配和應注意的問題進行闡述。
1.提高水泥廠高壓變頻器的認識
水泥設備變頻調速技術具有調速范圍寬、傳動效率高、節(jié)電顯著等一系列優(yōu)點,20世紀90年代以來,變頻器在技術性能上已有了很大的提高,推廣應用的條件已很成熟,在我國水泥行業(yè)應用取得了許多成功的經驗。
因此,作為國家重點推廣的節(jié)能項目——變頻調速技術,值得水泥企業(yè)推廣使用,企業(yè)應制訂相應實施方案,做好該技術的引進工作。
2.水泥生產線高壓變頻器合理選用
由于水泥設備變頻器價格較貴,選用時一定要做詳細的技術經濟分析論證,對那些負荷較高且非變工況運行的設備不宜采用變頻器。
水泥生產線中水泥設備所應用的變頻器具有較多的品牌和種類,價格相差很大。要根據工藝環(huán)節(jié)的具體要求選擇性能較好、價格相對較低的品牌和種類,為此必須了解變頻器的技術特性。變頻器可以從不同的方面進行分類。
(1)按控制方式不同可分為通用型和工程型。通用型變頻器一般采用給定閉環(huán)控制方式,動態(tài)響應速度相對較慢,在電機高速運轉時也可滿足設備恒功率的運行特性,但在低速時難以滿足恒功率要求。工程型變頻器在其內部通過檢測設有自動補償、自動限制的環(huán)節(jié),在設備低速運轉時也可保持較好的特性實現閉環(huán)控制。在水泥廠喂料、卸料、窯轉速等工藝環(huán)節(jié),由于控制相對簡單,要求不高,為降低價格、便于維護,選擇通用性變頻器即可。
(2)按安裝形式不同可分為四種,可根據受控電機功率及水泥設備現場安裝條件選用合適類型。一種是固定式(壁掛式),功率多在37kW以下。第二種是書本型,功率從0.2~37kW,占用空間相對較小,安裝時可緊密排列。第三種是裝機/裝柜型,功率為45~200kW,需要附加電路及整體固定殼體,體積較為龐大,占用空間相對較大。第四種為柜型,控制功率為45~1500kW,除具備裝機/裝柜型特點外,與之比較占用空間更大。
(3)從變頻器的電壓等級來看,有1AC230V,也有3AC208~230V、380~460V、500~575V、660~690V等級,應根據要求做出正確的選擇。
(4)從水泥廠變頻器的防護等級來看,有IP00的,也有IP54的,要根據現場環(huán)境情況作出相應的選擇。
(5)從調速范圍及精度而言,變頻器FC(頻率控制),調速范圍1:25;VC(矢量控制),調速范圍1:100~1:1000;SC(伺服控制),調速范圍1:4000~1:1000;在水泥生產線上一般選用FC方式即可滿足生產要求。
水泥廠變頻器選型時,應兼顧上述各點要求,根據生產現場的情況正確選擇合適的形式。
變頻器的容量選擇,應滿足在最大工作電流時不超過變頻器的過載容量(電流)。
在變頻器的選型時還應注意,相同水泥設備配用的變頻器的規(guī)格應盡可能統(tǒng)一,便于備品備件的準備,便于維修管理。選用時還要考慮生產廠家售后服務質量情況。
3.正確安裝
水泥廠因水泥生產線粉塵較大,調速機械大多安裝在室外或庫下,環(huán)境較其它行業(yè)相比較為惡劣,而操作人員一般集中在電控室,變頻器作為較精密的儀器設備,生產現場時常無人且環(huán)境較差,對設備不利。故在水泥生產線上,變頻器應安裝在電控室內。如要求多臺變頻器安裝在同一電控室的某一個控制屏內,則必須采用抗干擾的措施以保證系統(tǒng)正常工作。
變頻器控制線必須采用屏蔽電纜,并且在布線范圍內必須與動力線相距>0.1m,相交時必須轉90°角,千萬不要將控制線與動力線放在同一電纜托架(或線框)內,以避免變頻器控制信號受到干擾。變頻器負載輸出線也要采取屏蔽措施,選用鎧裝電纜,以避免變頻器對附近儀表產生干擾。部分變頻器頂部有散熱孔,灰塵和金屬物易于由此進入裝置內部,應采取防護措施,防止內部短路。在變頻器接線時要特別注意電源的輸入線和輸出線絕不能接錯,將電源輸入線接上變頻器輸出位置,會立刻損壞設備。
通常變頻器連接到電機的電纜長度要求不能超過50m,使用屏蔽電纜不能超過25m。這就必須要考慮變頻器到受控電機之間的距離問題,在水泥廠中一般會碰到超過規(guī)定距離的情況。通常解決的方法有兩個,其一是在超過規(guī)定距離的線路上串入電流值適合的出線電抗器;其二是加大變頻器功率一個等級,這種方式特別適合于多臺集中群控、安裝位置狹小擁擠、要求規(guī)范(如微機配料系統(tǒng))等場合。
4.參數設置與調試
做好變頻器參數的設置及調試工作是設備正常運轉的一個根本保障措施,F場中出現的許多問題往往是參數的設置問題而與設備本身無關,由此可見,合理正確設置參數很重要。
在變頻調速器開機調試前必須根據負載的特點,將所有參數設定好,檢查無錯誤后方可開機運行。在啟動過程中,恒轉速過程及減速過程中,要特別注意變頻器輸出電流,認真觀察,如果第一次設定的參數不是十分理想,應逐步接近。
轉矩提升功能主要考慮負載啟動轉矩,在負載能平穩(wěn)啟動的原則下,應盡量調低些,否則在低頻輕載時勵磁太大,容易引起電機嚴重過熱。 個別廠在使用變頻調速器之后,在某些頻率點出現機械共振,其原因是原來設備只是在50Hz工頻下運行,改變頻率后,則在0~50Hz之間無級變化,因此在某些頻率點上造成機械共振。調試時必須細心檢查是否存在機械共振問題,如果有,應采用頻率回避的方法,即跳過發(fā)生共振的頻率范圍,使變頻器不輸出發(fā)生共振的頻率。
在變頻調速器供電與工頻供電相互切換時,必須在變頻器輸出頻率為零時,方可切換變頻輸出,即變頻器不準無負載輸出和開路運行,也不允許帶負荷切換斷電。對于從工頻切回變頻供電的設備,必須在電動機斷電停轉后方可切換,以防止因電動機旋轉發(fā)電而造成變頻器的損壞。
綜上所述,變頻調速器是一種成熟的技術設備,是水泥廠節(jié)能改造的理想設備,具有很高的推廣價值,廣大水泥企業(yè)應提高認識,重視技術引進工作,加速變頻調速技術的推廣應用。在應用中,要合理水泥廠選型,正確安裝,做好變頻器的參數設置與調試,以取得良好的使用效果。
水泥生產線需要變頻調速的大功率設備,主要是高溫風機、回轉窯、立磨循環(huán)風機、窯頭余風風機及窯尾排風機等設備,這些設備功率一般在200KW以上,如按正常選型,一般采用電壓等級為6KV或10KV中壓電機,當采用變頻調速時應按下列方法匹配較為合適。回轉窯、窯頭余風風機及窯尾排風機等設備一般功率在800KW以下, 如果調速采用中壓等級的變頻器,在技術和經濟上是不太合理的,因為電壓的升高,變頻器的加工難度和造價都將大幅度增加。對這部分設備,應采用“高—低”式結構進行變頻調速。即選擇690V(>300KW電機)或380V低壓電機,變頻器選用低壓變頻器。這樣變頻器即使加上電機的成套費用,比采用高壓變頻方式還要低,而且技術成熟、維修使用方便,變頻器選擇范圍也較大。
采用“高—低”結構,應注意諧波問題。因為低壓變頻器一般為6脈沖結構,其諧波較高,可達40%以上,為防諧波對電機及設備的危害,應選擇專用變頻電機,如功率較大時,應考慮采用濾波裝置及諧波抑制措施。
高溫風機、立磨循環(huán)風機等設備,功率較大,宜采用中壓“高—高”變頻器調速。若采用三電平電壓型變頻器,應采用變通的辦法,用“高—中—中”的方式,即將輸入電壓降壓為3 ~4.16kV,電機選用3 ~4.16kV電機,使用3~4.16 kV的變頻器,采用這種方式,由于電動機電流總諧波仍達17%以上,電機應采用專用變頻電機,并應考慮采用抑制諧波的手段。如采用單元串聯多電平電壓型變頻器,可直接選用6KV變頻器(盡量不用10KV等級),電機采用普通6KV電機即可,但應注意空間和冷卻問題。
在控制方式的選擇上,應根據負載特性,以滿足使用要求為準,以便做到量才使用、經濟實惠。對于回轉窯類重負載啟動設備,其啟動時需克服巨大慣性,有較高靜態(tài)轉速精度要求,宜采用具有轉矩控制功能的變頻器,使其在低速運行時具有直接轉矩控制,在正常運行時具有恒功率控制特性。對高溫風機、立磨循環(huán)風機等設備,其成平方轉矩特性,即轉矩隨速度平方變化的負載,一般可選用通用型U/f控制變頻器(即VVVF變頻器)。
水泥廠變頻器使用時應注意以下問題
(1)使用環(huán)境。變頻器的額定容量是針對一定的使用環(huán)境而標出的,變頻器工作溫度一般要求為0℃~55℃,最好控制在40℃以下,相對濕度應控制在20%~90%。變頻器對環(huán)境溫度要求較高,同時它又是發(fā)熱量較大的設備,水泥廠在使用大功率變頻器時,在考慮降溫時,一定要考慮變頻器的發(fā)熱,一般按變頻器容量的3~4%的功率核算變頻器的發(fā)熱量。
變頻器的額定電流是基于一定的海拔高度、額定電壓、額定載波頻率制定的,若超出規(guī)定,將造成變頻器降容使用。水泥廠在變頻器選型時應按下述方法修正容量:當海拔高度高于1Km時,每增加1Km, 變頻器額定電流應相應降低6%左右;輸入電壓每增加2%, 變頻器額定電流應按4%向下降修正,載波頻率高于額定載波頻率時,也應對額定電流作相應修正。
(2)變頻器的外部配置。為防止操作過電壓,變頻器與電機間不宜裝設接觸器;變頻器內部整流電路前若沒有快速熔斷器,變頻器與電源之間應外配符合要求的快速熔斷器,不能用空氣斷路器代替熔斷器。
(3)設計施工時,變頻器配線應該注意以下幾方面:①嚴禁將輸出端子接到工頻電源上,以免損壞變頻器。②至電機的連接電纜應采用屏蔽電纜或鎧裝電纜(最好采用專用變頻電纜),穿金屬管敷設;截斷電纜的端頭應盡可能整齊,未屏蔽的線段盡可能短;電纜的長度應限制在各變頻器規(guī)定的距離以內,為防諧波漏電流的影響,至電機的接地線應直接連接到變頻器相應的接地端子上,接地線不得與其他動力設備共用。③如變頻器由外部信號控制,控制線需要使用屏敝線,該線應在變頻器側就近接地端子接地,在強干擾環(huán)境中,頻率控制信號可由電壓控制方式改為電流控制方式。④變頻器的各種接地在沒匯到接地匯流排前,彼此間應絕緣,避免接地干擾。
2.4 轉矩提升功能的選擇
水泥生產線應用的水泥設備在采用VVVF通用變頻器時,應注意轉矩提升曲線的設定,轉矩提升選得過小會使電動機輸出轉矩不足,啟動困難;選得過大,電動機磁通飽和損耗將相應增加。對啟動轉矩較大的負荷,轉矩提升曲線應設定的大一點,對風機類負載應設定小一些。
電話0371-63759558/67878896/67878986 |