云南某水泥厂变频改造方案2012

大陆希望SENLAN INVERTER 改 造 方 案云南某水泥厂变频节电改造方案一、公司概述成都希望森兰电气有限公司属大陆希望集团，集团坐落于环境优雅、风景优美的成都西南航空港经济开发区，是希望集团为调整产业结构、进军高科技领域而斥巨资组建并由希望集团董事局主席刘永言先生亲自主持的一家集变频技术的研发及系列产品的设计、开发、制造和销售为一体的高科技企业。 公司致力于变频技术的研发及相关产品的设计、开发、生产、销售和服务的国家重点高新技术企业，是国内最早开始从事变频技术研究的企业之一，是中国最大的变频器研发制造基地之一，是变频器行业首批“中国名牌”称号获得者。公司坚持“科技立业”的理念，实施品牌战略，走出了一条“科技创品牌、质量铸品牌、服务扬品牌”的品牌之路，创出享有“中国变频技术专家”之美称的民族领袖品牌。 公司通过了ISO9001：2000国际质量体系认证和ISO14001环境管理体系认证，全面实行ERP信息化管理，拥有数十项专利、专有技术构成的自主知识产权体系，并在此基础上开发了低压、中压等系列变频器，推出了国内首台专业级工程型变频器。森兰变频器先后获得了第四届中国科技博览会金奖、中国专利技术博览会金奖；被列入国家火炬计划项目、国家创新基金项目、国家重点新产品项目；通过了欧盟CE认证，被广泛应用到冶金、机械、建材、化工、石油、生化、制药等领域。经过十多年的高速发展，公司拥有遍布全国32个省、自治区、直辖市及东南亚的强力营销、服务网络，为客户提供优质的产品和服务。公司的销售额、市场占有率较国内同行遥遥领先，在节能、环保和提高工业自动化水平方面取得了显著的经济效益和社会效益。森兰变频器在2005年、2006年蝉联“中国国产变频器第一品牌”和“中国用户最满意国产变频器十大品牌第一名（含台、港、澳）”，入选“2006中国自动化领域最具影响力十大民族品牌”；2007年9月荣获由国家质量监督检验检疫总局颁发的“中国名牌”产品称号；2008年4月先后荣获“2007年度中国自动化领域十大年度企业”和“2007年度中国电器工业最具影响力企业”称号。森兰变频器推出后被广泛应用到冶金、机械、建筑、化工、石油、生化、制药等领域的各种电机负载上，在节能、环保方面取得了十分明显的经济效益和社会效益。不少用户评价其具有：调速特性好、运行稳定可靠、节能降耗显著、保护功能完备、检测维修方便、性价比特别具有优势等优点。 公司为您提供基于现场总线的全套系统解决方案,通过现场总线,企业MIS,到企业EPRII在层构架设计,具有高可靠、低成本、智能化、网络化的特点，强大的联网功能可实现远程中央监控、远程诊断维护。公司设计开发力量雄厚，具备特殊应用要求的系统产品开发能力，承接各种自动化系统工程，完成从系统设计、硬件配套、软件开发到现场安装的交钥匙工程，可为您的工程师及系统应用提供培训与技术支持，是您改扩建工程的理想合作伙伴。目前，公司的二期扩建工程已经完成，达到年产30万台的生产能力，成为国内首屈一指的变频技术研发中心和变频器及其系列产品的生产基地。公司将秉承实业报国，永创第一的经营理念为把公司建设成世界最大的变频器生产基地，把森兰建设成国际知名品牌而努力奋斗！二、DAS系列变频柜产品概述DAS系列变频柜是本公司工程技术人员融多年工业自动化控制设计的经验，在森兰变频器的基础上，依据计算机模糊控制理论，结合PID控制原理，利用PLC多元化控制功能，开发出具有独立自主专利技术的优化控制软件，并充分利用引进国外先进技术的优势，生产出高性能、高质量、高可靠性的新一代节电设备和配套产品。产品根据系统的实际运行状况，结合系统最基本的要求，自动检测DAS变频柜、电机、负载的运行曲线，并对其进行时实优化控制，使三者综合运行效率达到最佳，确保在满足系统需要的前提下，大大提高系统效率，尽可能的节电。DAS变频柜的特点为：1.提高系统自动化运行程度，DAS变频柜可自动根据需求量调节转速，而且实现平滑的无级调速，精度高，范围宽（0100），不但节约电能，而且减少人员的劳动强度；2.转差损失小，效率高达9095以上；3.起动转矩大（可达额定值的11.1倍），起动电流小，减小了启动时对电网的冲击，电动机的转矩脉动小，实现软起动而且运行平稳，相应的减小了对电网的冲击。4.安装容易，调速方便，操作简单；5.可靠性高，且有过流、过压、欠压、过热、短路、缺相、过载等多种保护功能；6.设备的运行参数得以改进，系统效率大为提高。 7.系统维护维修量少,系统投入DAS变频柜后，平滑稳定地启动和减速停止，有效地延长了电机的检修期寿命；三、DAS变频柜型号说明DAS产品代号 自动控制系统Q200KW1控制介质 设备功率控制方式控制台数K-A通用Q：表示控制介质为气体 Y:表示控制介质为液体K：表示为开环控制、P为闭环控制方式1：表示控制电机的台数为1台A:为通用型系统(带工频旁路) B：为专用型系统(不带工频旁路)四、DAS变频柜主要硬件配置 DAS变频柜采用标准的GGD控制柜,前后开门,喷塑,柜体尺寸根据DAS变频柜的功率和用户的具体要求及现场安装位置等多方面进行确定,其柜内的主要硬件设备及配置为: 变频器（SENLAN）；空开、接触器、按钮等均采用CHINT或施耐德的产品,PLC控制器采用三菱的FX系列，液位控制器采用XINLE产品 ; 其它器件均采用高可靠性的电器产品。五、DAS变频柜节能原理 DAS变频柜主要针对风机、水泵类负载进行节能。风机、水泵都为典型的平方减转矩负载，下面说明此类负载的节能原理。风机、水泵的电动机轴功率P与其流量Q，压力p之间的关系式如下：PQp （2） 当电动机的转速为n1、n2时，流量由Q1变化到Q2，此时Q、p、P相对于转速的关系如下： Q2Q1（n2n1）p2p1（n2n1）2 （3） P2P1（n2n1）3 而电动机的轴功率P和转矩T的关系为： TPn 因此： T2T1（n2n1）2 （4）图1（a）显示出了水泵的压力与流量的关系曲线，图1（b）显示出转矩与电机速度的关系曲线：0 图1(b)转速100%转矩与转速的平方成正比转矩T 功率与转速的立方成正比功率PQ2p2 0p1压力图1(a)转速N2时Q1 阻力曲线 转速N1时 由式（3）和式（4）可以看出，调节电机转速即可调节流量，水泵(风机)转矩与转速的2次方成正比, 水泵(风机)轴功率（功率输出）与转速的3次方成正比，从理论上讲，速度降低10时会带来30左右的功率下降，由于功率的大幅度降低，可获得显著的节能效果。下表为速度降低后的理论节能表 (表一)n2n1100908580706050P2P11007361.4%51%34%21.6%13.0%n1:风机、水泵工频转速 n2：风机、水泵通过DAS变频柜后的转速P1：风机、水泵工频转速时的功率 P2：风机、水泵通过DAS变频柜后的功率六、风机水泵节电分析我工程师根据贵公司提供的工况参数，并结合工艺要求，通过认真的核算及确定,认定二线类风机工况统计表中的电机具有很大的节电潜力。1设计分析 工业上使用的风机水泵都是按系统最大生产条件来计算电机的负荷，即以其最大负荷的1.5倍左右确定外围设备的额定容量。然而由于工况、生产工艺等因素的变化，每个时段所需要的负荷量是变化的,实际运行中电机都是满负荷运行，这样不但浪费电能，而且增加了电机的磨损。安装“DAS变频柜”后，系统可根据负荷量的变化，实时调节风机水泵电机的运行频率，使电机一直在最经济的状态下运行，在保证正常生产的条件下，节最大的电能。2供电电压分析 为了保证电网末端用户的用电电压，一般电网供电电压在400-420V之间，而电机设计电压为380V，电机常时间在超电压下运行，不但浪费电能，也增加了电机损坏。DAS变频柜，具有把电压稳定在380V，同时，电网有电压波动，DAS变频柜也能一直把电机电压稳定在380V。因此，不但节约了电能，而且也保护了电机。当电网电压为400V时，DAS变频节电设备就在电压方面就可以节电5%以上。3软件控制性能分析 “DAS变频柜”能抑制谐波、削峰平涌，谐波率远低于国家标准准值，设备运行时，系统根据所需负荷量的大小，核心软件能自动检测变频器、电机、负荷三者的综合效率达到最佳，使系统最大化节电。PLC控制器选用FX系列产品，FX系列PLC具有抗干扰能力强，可靠性高等特点，可长期在恶劣的工业环境下工作，可根据系统的工况及控制条件确定PLC输入输出点数。为了便于贵公司对设备进行计算机监控，系统留有计算机通讯接口。七、森兰变频柜通用技术条件森兰变频柜采用中国第一品牌变频器森兰SB70G+系列水泥专用型变频器，变频器由高性能数字处理器DSP控制，采用最新的无速度传感器矢量控制模式技术，IGBT模块采用德国原装进口西门子模块为主器件，接触器采用LG接触器，电容采用英国BHC高容量电容，整流桥采用瑞华，其它器件均采用高品质、高可靠器件，使得森兰变频柜可靠性、操作性等大大提高，森兰变频柜产品其它技术参数如下；7.1 输入数据电源电压： 380V 10% 3AC电源频率： 50 Hz功率因数： 全调速范围0.930.96变频器效率： 98%7.2 输出数据输出电压； 380V5% 3AC输出频率： 0400Hz输出电压范围： 0100 电源电压输出分辨率： 0.01Hz7.3 转矩特性 转矩提升: 根据负载转矩调整到最佳 启动转矩： 150 额定转矩加速转矩： 100 额定转矩过载转矩： 110 额定转矩转矩精度： 3转矩响时间： 2ms7.4 环境条件海拔高度 2000米以下防护等级： IP20最大相对湿度： 95无凝露环境温度： 运行温度：050噪音(距满负荷运行系统1米)： 72dB 冷却方式； 强制风冷防电击保护； BGV A27.5 载波频率产品采用原装进口西门子IGBT模块为主器件，载波频率可设定为1.75K-7.5KHz，采用较高载波频率时，电机运行噪音小，电机谐波电流小，电机发热降低，但是系统产生的干扰较大，共模电流变大，变频器发热量变大，电机容易产生空载振荡；采用较低载波频率运行时则情况相反。本系列变频器的载频离散的，不同的设定值对应不同的载频，见下表：设定值0 1 2 3 4 5 6 7 SB61P+1.75k2.5k3.25k4k7.5k5.25k6k7.5k如果在出厂设定载波频率以上运行，每增加1，变频器需降额5%使用。此外本系列变频器具有自动载频调整功能，当设定的载频高于出厂值时，变频器温度过高时载频会自动降低，减少变频器发热，避免因变频器过热而损坏。7.6 系统散热森兰变频器采用自主专利技术树状散热器,散热风机采用通过欧盟认证RDD系列轴流风机，同时，风机水泵变频节能装置具有双重散热功能，装置还另配二个SUN轴流风机，对装置内进行散热，降低变频器周围温度，保证了系统的散热条件,使系统能长期可靠的运行。装置采用下进冷空气，上排热空气结构，进冷空气孔采用百叶窗式散热孔，内装防尘护罩，这样保证了设备具有很好的散热条件，同时，也防止了外围的灰尘对设备的影响。我们承诺所投产品散热性能及采取的散热方案是最先进和最完善的，不会在招标文件明确的环境条件下，因产品自身原因造成变频装置在运行中过热保护跳停，否则业主有权利要求退货或更换产品，并追究投标人的赔偿责任。7.7 机械稳定性 1.振动负载 偏移 0.075mm, 10HZ58HZ时 加速度 9.8m/s,58HZ200HZ时 2.冲击负载 加速度 11ms时,100m/s 3M4级, 标准EN60721-3-37.8 EMC标准产品执行EN61800-3，符合CE、UL、CSA电气设备抗干扰和辐射标准；森兰SB70G系列变频器采用了转子磁场定向矢量控制方式和防电磁干扰措施，因此谐波值较其它变频器的谐波要小得多，谐波值小于1%。7.9 PI调节功能变频器具有PID调节功能，在风机、水泵变频节电设备中，可以根据给定值，自动调节风机、水泵的压力或风量等；7.10 对地绝缘电阻1.主回路对地绝缘电阻 大于5M欧2.主回路对地绝缘电阻 大于1M欧7.11过载能力: 120%负荷连续 150%负荷1分钟7.12 保护变频器采用全新的IGBT元器件并具有多种保护功能:过电压保护、欠电压保护、过电流保护、热监控和过载保护、短路保护、电源缺相保护、接地保护等。对系统出现的故障,系统可以保留,以便维护人员查对.7.13控制要求变频器采用无速度传感器矢量控制技术。V/F曲线控制,适合平方转矩负载。装置具有很好的扩展控制功能，可以在现场、远程、计算机等控制，并可根据用户的要求进行实时监控。7.14 电网干扰的保护产品完全满足EMC标准，为了更加减少谐波影响，风机水泵变频器节能设备具有配套的输入和输出电抗器，从而将谐波电流限制在最小，同时，为提高功率因数，减小高次谐波，设备还配有直流电抗器。7.15 变频器允许输出电缆最大长度变频器在输出电缆为BVRK电缆的情况下，电缆允许的最大长度为100米；7.16 跟踪启动保护为防止突然掉电后上电对变频器的损坏，变频器具有跟踪旋转电机的功能，即变频器能在接到启动信号后将其输出频率与电机实际转速同步。7.17跳跃频率在变频器的每组菜单中能设置24个跳跃频率以避免在这段范围内发生机械共振。跳跃频率范围的宽度能简单地以Hz为单位进行设置。7.18操作在内部区域控制时，可利用变频节能设备的操作面板进行本机手动调节控制。在外部区域控制时，可在就地按钮箱上控制或PLC控制。在就地按钮箱上控制时，用可调电位器进行(此电位器由变频柜供货商配套提供)。可在现场（就地）按钮箱上控制并提供现场（就地）按钮箱7.19 I/O端口变频器具有以下I/O接口，且能根据需要自由扩展。I/O信号与变频器控制单元之间通过光电转换隔离。8 点数字量输入4 点双向输入/输出2 点模拟量输入（差分）2 点模拟量输出2 点继电器输出（切换触点）KTY84 温度传感器或 PTC 热敏电阻输入10 V 辅助电压输出，用于模拟设定点输入24 V 辅助电压输出，用于传感器信号量输入7.20 整机特性1、为保证在动力变压器供电的恶劣环境下变频器能可靠、稳定、长期的工作，变频器配置具有输入电抗器、输出电抗器、直流电抗器。具有PTC热敏电阻电机保护单元和绝缘检测装置，制造和配置完整的变频节能设备和通风系统，而且柜内的配套元器件品牌与变频器品牌一致。配置功能独特的操作面板和标准通讯接口，支持profibus-DP、Modbus、CAN总线等多种通讯协议。2、为保证变频柜体的机械强度和结构合理，风机水泵变频节能设备采用仿RITTAL(威图)结构，钢板采用不低于2MM的冷轧板进行精工设计和制作，具有结构合理，操作方便、显示直观、易于维护等优点。3、当变频器故障时, 电机可采用未改造前运行的电路。风机水泵变频节能设备电路系统图如下；森兰变频控制柜系统原理图值班控制箱电源森兰变频器断路器交流接触器断路器交流接触器电机保护器输出电抗器输入电抗器直流电抗器电机外围传感器与计算通讯7.21DAS变频柜与DCS接口为便于用户对变频控制系统进行集中控制，我工程技术人员根据水泥厂的工艺情况和相关技术参数，对DAS变频控制系统留有以下输入、输出接口，以便于用户扩展和集中控制。1、变频柜与DCS输入接口1.1变频柜就绪信号:X11.2变频柜启动信号:X21.3变频柜停止信号:X31.4变频柜故障信号:X41.5变频柜就地信号:X51.6变频柜远程信号:X61.7变频柜备用信号:X7(如用户有其它要求用)2、变频柜与DCS输出接口2.1变频柜启动输入:Y12.2变频柜停止输入:Y22.3:变频柜故障复位输入:Y32.4变频柜备用输入点:Y4(如用户有其它要求用)3、变频柜与DCS模拟输入接口3.1DCS转速给定模拟量:AI14、变频柜与DCS模拟输出接口4.1电机转速输出模拟量:AO14.2电机电流输出模拟量:AO24.3变频柜备用输出模拟量:AO3(如用户有其它要求用)八、采用变频调速后，系统的优越性1.节能通过调整频率来改变风机的转速，使电机处于最佳运行状态，通过计算，使用DAS变频柜可使电机运行平均转速比工频转速降低20%以上，从而大大降低能耗，节能率可达20%-60%。2.延长电机的使用寿命，合理利用资源，若电机在工频电源单独启动时的电流为额定电流的57倍，冲击转矩大。DAS变频节能设备启动是一种软启动方式，可避免对电机的机械冲击，保护了系统；3.有可靠的保护措施，由于DAS变频柜自身设置过流、过压、欠压保护，消除了电机因过载或单相运行而烧坏电机的现象，确保了安全生产；4. 转差损失小，效率高达9095以上；起动转矩大（可达额定值的11.1倍），起动电流小，电动机的转矩脉动小，实现软起动而且运行平稳。5. 与其它调速方式相比,安全性、可靠性大大提高。同时,可以节约起动时的电能；6. 安装容易，调速方便，操作简单；7.减少设备的磨损 由于电动机的转速一般都降至额定转速以下，电机工作电流下降，电机温升明显下降，使电机及管路的磨损程度大大减少，维修工作量也相对减少； 提高了工作效率 ，系统能自动控制电机的启停，不需专人启停电机及调节阀门开度，因而工作效率大为提高，节约了人力资源成本。8.在控制柜门上安装有交流电流电压表,可以对电机电流电压进行监控。9. 在控制柜门上装设频率表，对电机转速进行监控。10.控制柜门上装设远程/就地转换开关和就地控制按钮，可以实现远方或现场操作。现场操作采用施耐德控制按钮手动启动和停止变频器，采用多圈电位器手动给定电机频率。11. 柜门上装设有相关的信号指示。九、变频柜系统主要配置清单（功率按实际电机功率配）序号名称规格型号牌子单位数量备注1变频器森兰台2输入电抗器森兰台3输出电抗器森兰台4直流电抗器森兰台5空气开关施耐德台6交流接触器施耐德台7电流互感器施耐德只8信号隔离模块维博只9按钮施耐德只10转换开关施耐德只11直流电源经纬只12中间继电器OMRON只13指示灯施耐德只14电流表施耐德只15电压表施耐德只16转换开关施耐德只17电压转换开关施耐德只18转速表东崎只19报警器施耐德只20GGD控制柜个21多圈电位器个配置说明：1、 本配置不含工频控制回路，保留原起动控制方式。2、本配置有不清或不详之处，请电话联系十、系统报价系统总报价序号设备名称控制柜尺寸单价备注1DAS-185KW变频控制柜2DAS-132KW变频控制柜3DAS-110KW变频控制柜4DAS-90KW变频控制柜5DAS-75KW变频控制柜6DAS-55KW变频控制柜7DAS-30KW变频控制柜十一、系统分项报价1、185KW变频柜材料清单及报价 序号名称规格型号牌子单位数量单价总价备注1变频器森兰台含直流电抗器2输入电抗器森兰台3输出电抗器森兰台4交流接触器施耐德台5空气开关施耐德台6电流互感器施耐德只7按钮施耐德只8置位开关施耐德只9中间继电器OMRON只10指示灯施耐德只11电流表施耐德只12电压表施耐德只13电压转换开关施耐德只14报警器施耐德只15控制柜万控个含安装条及丝印16散热风机SUN个17柜内铜排KG18辅材费主控线、控制线、柜面丝印、控制柜内其它器件等个19成套费次20运输费次21调试费按二个工作日计次含培训费22设备合计2、132KW变频柜材料清单及报价 序号名称规格型号牌子单位数量单价总价备注1变频器森兰台含直流电抗器2输入电抗器森兰台3输出电抗器森兰台4交流接触器施耐德台5空气开关施耐德台6电流互感器施耐德只7按钮施耐德只8置位开关施耐德只9中间继电器OMRON只10指示灯施耐德只11电流表施耐德只12电压表施耐德只13电压转换开关施耐德只14报警器施耐德只15控制柜万控个含安装条及丝印16散热风机SUN个17柜内铜排KG18辅材费主控线、控制线、柜面丝印、控制柜内其它器件等个19成套费次20运输费次21调试费按二个工作日计次含培训费22设备合计3、110KW变频柜材料清单及报价 序号名称规格型号牌子单位数量单价总价备注1变频器森兰台含直流电抗器2输入电抗器森兰台3输出电抗器森兰台4交流接触器施耐德台5空气开关施耐德台6电流互感器施耐德只7按钮施耐德只8置位开关施耐德只9中间继电器OMRON只10指示灯施耐德只11电流表施耐德只12电压表施耐德只13电压转换开关施耐德只14报警器施耐德只15控制柜万控个含安装条及丝印16散热风机SUN个17柜内铜排KG18辅材费主控线、控制线、柜面丝印、控制柜内其它器件等个19成套费次20运输费次21调试费按二个工作日计次含培训费22设备合计4、90KW变频柜材料清单及报价 序号名称规格型号牌子单位数量单价总价备注1变频器森兰台含直流电抗器2输入电抗器森兰台3输出电抗器森兰台4交流接触器施耐德台5空气开关施耐德台6电流互感器施耐德只7按钮施耐德只8置位开关施耐德只9中间继电器OMRON只10指示灯施耐德只11电流表施耐德只12电压表施耐德只13电压转换开关施耐德只14报警器施耐德只15控制柜万控个含安装条及丝印16散热风机SUN个17柜内铜排KG18辅材费主控线、控制线、柜面丝印、控制柜内其它器件等个19成套费次20运输费次21调试费按二个工作日计次含培训费22设备合计5、75KW变频柜材料清单及报价 序号名称规格型号牌子单位数量单价总价备注1变频器森兰台含直流电抗器2输入电抗器森兰台3输出电抗器森兰台4交流接触器施耐德台5空气开关施耐德台6电流互感器施耐德只7按钮施耐德只8置位开关施耐德只9中间继电器OMRON只10指示灯施耐德只11电流表施耐德只12电压表施耐德只13电压转换开关施耐德只14报警器施耐德只15控制柜万控个含安装条及丝印16散热风机SUN个17柜内铜排KG18辅材费主控线、控制线、柜面丝印、控制柜内其它器件等个19成套费次18运输费次19调试费按二个工作日计次含培训费22设备合计6、55KW变频柜材料清单及报价 序号名称规格型号牌子单位数量单价总价备注1变频器森兰台含直流电抗器2输入电抗器森兰台3输出电抗器森兰台4交流接触器施耐德台5空气开关施耐德台6电流互感器施耐德只7按钮施耐德只8置位开关施耐德只9中间继电器OMRON只10指示灯施耐德只11电流表施耐德只12电压表施耐德只13电压转换开关施耐德只14报警器施耐德只15控制柜万控个16散热风机SUN个17柜内铜排KG18辅材费主控线、控制线、柜面丝印、控制柜内其它器件等个19成套费次18运输费次19调试费按二个工作日计次22设备合计7、30KW变频柜材料清单及报价 序号名称规格型号牌子单位数量单价总价备注1变频器SB70G30KW森兰台含直流电抗器2输入电抗器森兰台3输出电抗器森兰台4交流接触器施耐德台5空气开关施耐德台6电流互感器施耐德只7按钮施耐德只8置位开关施耐德只9中间继电器OMRON只10指示灯施耐德只11电流表施耐德只12电压表施耐德只13电压转换开关施耐德只14报警器施耐德只15控制柜万控个16散热风机SUN个17柜内铜排KG18辅材费主控线、控制线、柜面丝印、控制柜内其它器件等个19成套费次120运输费次121调试费按二个工作日计次122设备合计十二、质量保证承诺1、我方保证货物是全新的，未使用过的，是用一流的工艺和最佳材料制造而成的，并完全符合合同规定的质量