高压变频器在葛州坝水泥厂风机高压变频改造中的应用

1、高压变频器在葛州坝水泥厂风机高压变频改造中的应用中国自动化网供稿 2007-7-31 8:28:00【字体：大 中 小】一、前言变频调速技术现已被应用于各行各业，我公司于2004年起开始将高压变频器应用于水泥行业的电机节能改造，至今已成功用于水泥厂窑尾排风机、高温风机、窑头EP风机、生料磨循环风机的节能改造，取得了许多成功的改造经验，并取得了显著的经济效益。2006年12月，我公司对葛州坝水泥厂3#、5#窑的窑尾高温风机及窑头EP风机成功进行了变频改造，下面对改造情况作一总结。二、变频调速节电原理异步电动机的变频调速是通过改变定子供电频率f来改变同步转速而实现调速的，在调速中从高速到低速都可以

2、保持较小的转差率，因而消耗转差功率小，效率高，是异步电动机的最为合理的调速方法。由公式 n60f为了充分保证系统的可靠性，变频器同时加装工频旁路装置，可在故障时将电机切换至工频状态下运行，且切换方式为自动切换。变频器故障时，电机自动切换到工频运行，这时风机转速会升高，风压会发生很大变化，影响窑内物料的煅烧质量，故此时应及时在DCS上对高温风机的风门进行及时调节，降低风机输出风量至工况要求值。变频器及其工频旁路开关由变频器整体配套提供。电机、高压断路保留了用户原有设备。根据水泥厂提供的负载参数及运行工况，我公司为3#窑尾高温风机配置SH-HVF系列高压变频器，其主要参数为：变频器型号S

3、H-HVF-Y6K/1800，隔离变压器容量1800KVA，旁路开关柜容量400A。为5#窑尾高温风机配置SH-HVF系列高压变频器，其主要参数为：变频器型号SH-HVF-Y6K/2000，隔离变压器容量2000KVA，旁路开关柜容量400A。五、改造过程简述由于原电机控制为液力耦合器调速，为了安装变频器，必须重新设计变频器专用房。根据现场环境，我们选择在高压配电室旁另建一变频器专用房，此地方距高压室较近，动力电缆敷设方便。由于现场灰尘较大，而变频器为强迫风冷，设备内空气流通量较大，为保障变频器尽量少受外界灰尘的影响，在房间通风设计上，设计了两扇大面积专用进风窗，房间不另设其它窗口，基本上是密

4、闭设计。通风窗采用专用过滤棉滤网，这样使进入变频器室内的空气经过通风窗滤灰，进入变频器室内的灰尘大大减小。由于本变频器功率较大，为保证足够的通风冷却效果，在变压器柜顶和功率柜顶分别独立安装了一整体风罩，与各自的出风口连成整体，保证变频器整体冷却通风要求。为减小安装成本，动力电缆保留了原高压柜至电机的电缆，将电缆原接线由高压柜牵至变频器，再重新由高压柜到变频器敷设一根动力电缆，由于变频器房紧邻高压室，此电缆长度较短。变频改造后，由于需要取消原液力耦合器，我们按照液力耦合器的联接尺寸设计制作了一套直接连接轴来代替液耦。连接轴的基座安装尺寸、轴连接中心尺寸、轴径尺寸、轴与电机及风机侧的连接靠背轮均与

5、原液耦一致，安装时，仅需将原液耦拆除，将连接轴代替液力耦合器，现场仅作少量调整即可达到安装要求，而不用对风机及电机作任何调整，安装方便快捷。六、变频改造节能情况变频改造前后，我们对相应的运行数据进行了统计，现将部分数据分析整理如下。注：上述数据为改造后窑系统产量增加的条件下风机耗电对比，由于现在产量提高，风机耗电量下降不多，从上两表中可计算出各风机相应的节电功率。5#窑高温风机节电功率： 1550150050（kW）5#窑窑尾EP风机节电功率： 15410054（kW）3#窑高温风机节电功率： 1260120060（kW）3#窑窑尾EP风机节电功率： 1

6、387068（kW）根据我们在设备调试和开窑过程中记录的数据，5#窑在2500t的产量下，高温风机6kV侧电流为约136A，耗电功率约为1360kW，比改造前同产量耗电功率下降约190kW。3#窑在2000t的产量下，高温风机6kV侧电流为约106A，耗电功率约为1060kW，比改造前同产量耗电功率下降约200kW。按年运行7000小时计算，可推算出两台高温风机的节电量及节电效益。5#窑高温风机：节电功率kW）年节电量：190kW×7000小时133万kWh年节电效益：133万kWh×0.5元/kWh66万元3#窑高温风机：节电功率：1260100

7、200（kW）年节电量：200kW×7000小时140万kWh年节电效益：140万kWh×0.5元/kWh70万元此为估算节电值。变频改造的另一大收益为提高了窑系统的产量近1.2倍，由此而产生的增产效益是非常大的。七、变频改造总结根据我公司对水泥厂高温风机的高压变频器的安装及使用情况，总结变频器改造有以下优点。安装简单，即将原高压开关柜与电动机之间插入安装变频器，对原有接线改动不大。操作使用方便，变频器操作只有简单的开机、停机和频率调整。能进行无级调速，调速范围广，且调速精度高，适用性强。保护功能完善，故障率低，排风机启动平稳，启动电流小，可靠性高。电动机不需长期高速运行，工作电流大幅度下降，节电效果显著。由于变频器取代了液耦调速，消除了机械及液压高故障率的缺陷，设备维护费用降低。电动机运行振动及噪声明显下降，轴承温度也有很大的下降。交流变频调速器，以适用性强、可靠性高、操作使用方便等性能，受到用户的欢迎。它应用在调速、节电、软启动方面，对企业有很大的实用价值。我公司高压变频器在该水泥厂对四台电机进行了成功的改造，其节能效果明显，且同时提高了整个系统的工艺性能，得到用户的好评，并在当地水泥行业中产生了很大的影响。八、结语目前，水泥行