山宇SY6000變頻調速器在回轉窯的應用

一、概述
　　目前，國內干法回轉窯窯尾大多采用離心式通風機調節窯內風量。由于生產過程中工況的不斷變化及其他多種因素的影響，在設計選型時，離心通風機的排風量、電動機的功率通常預留有一定的余量，所以，在實際使用過程中，為滿足大窯的工況要求，常在進風管道中設置電動閥門來調整風量。這種通過增加系統阻力來改變風量的方法，造成了電能消耗大，工作效率也很低。因此，很多水泥廠都進行技術改造。在改造過程中，選擇一套理想的調速設備來滿足生產要求。
　　二、變頻調速方案的選定
　　各種調速技術的比較，見表1。通過比較，我們認為，變頻調速*合理。它只要通過調節供電電源頻率大小，改變電機出軸轉速，就可控制風量大小，滿足了生產工藝要求，雖然一次性投資較大，需23萬元，但節電*，值得采用。
　　根據電機的容量，我們選用SY6000-200P型變頻調速，考慮其允載功率200kW。
　　一、變頻調速器的安裝與調試
　　1.安裝
　　（1） 變頻調速器對環境粉塵、溫度有一定要求，故控制室要求封閉防塵，保持正常的室內溫度。
　　（2） 電動機原啟動控制系統保留，與新的變頻調速系統互為備用。
　　（3） 為方便窯頭人員控制風量，將頻調旋鈕引致窯頭控制室，安裝頻率表。
　　（4）在變頻設備面板上有液晶顯示，可通過觸摸鍵觀察到二次電壓，二次電流，頻率出軸轉速的變化。
　　2.調試
　　（1）V—f特性的設定
　　V—f特性曲線如圖2所示。
　　電壓曲線中的Ve為額定輸出電壓;Fbase為基本頻率;Fmax為zui大頻率。在設定中Ve、Fbase、Fmax均設定為電動機的額定值，即Ve=380V，Fbase=50Hz，Fmax=50Hz。Fmax的設定是根據排風機的流量Q、風壓H、功率P與轉速的關系做出的。
　　n1/n2=Q1/Q2=（P1/P2）1/3 =（H1/H2）1/3，（n1n2）3=P1/P2
　　由上式中轉速n2與功率P2的關系可知，交流電機的容量P不改變時，轉速不宜提高，否則電動機會過負荷，因此將fmax設定為電機額定值。
　　（2）上/下限定器調整，上/下限定器的作用是限定輸出頻率以防止電動機超速而長期過載運行和電機長時間低速運行而散熱效果不好引起電機過熱。故將上限頻率調整為45Hz，下限頻率調整為25Hz，使風機有較寬的調速范圍，以滿足生產要求。
　　（3）加/減速時間設定，加速時間是輸出頻率由零增加到Fbase所用的時間，減速時間是輸出頻率從Fbase減少到零所用時間，加速時間需考慮下述幾個因素:
　　1. 全壓啟動時間為30s左右。
　　2. 變頻調速器過載電流Im為額定電流的1.2倍，且為1min反時限特點，即Im=1.2Ir=1.2×336=403A，而電動機的啟動正常，需將加速時間加長。
　　綜上所述，將排風機的加速時間整定為100s，變頻器停車采用自然停車，減速時間定為60s。
　　四、變頻調速器的節能分析
　　取投運前、投運后相等的一段時間來加以考慮。變頻器投運前，風量平均值140.17m3/min，投運后的平均值為141.78m3/min，近似相等，可以認為變頻器投入前后，回轉窯的工況是相同的，在同一工況條件下，變頻器投入后，供電電源頻率降到34.9Hz，電機出軸轉速降至516.44rpm。一次平均電流下降率為:
　　δ=（I前-I后）/I前×*=（198.75-123.29）/198.75×*=37.8%
　　這個結果，證明了變頻調速器投運后，節電效果十分明顯。下面詳細計算節電量。根據公式
　　P=31/2VIcosφη
　　式中 P有功功率; V線電壓; I 線電流;
　　η電機效率; cosφ功率因數
　　P前=31/2×400×198.75×0.87×0.93=111.3kW
　　P后=31/2×401×123.29×0.97×0.93=77.3kW
　　ΔP=P前-P后=111.3-77.3=34kW按
　　風機每年運行7000h計，則每年節電W=ΔP·t=34×7000=238,000（kW·h）
　　按入網電價0.30元/kW·h計算，每年節電量費用:238,000×0.3=7.14萬元綜上所述，引進變頻調速系統后，不僅操作方便，而且運行安全可靠，它不僅滿足了生產需要，還具有顯著節能降耗的經濟效益;同時，還延長了設備的使用壽命，降低故障率，減少了維修量，是一種比較理想的調速系統。