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　　一、引言
　　
　　節(jié)能減排已成為我國的基本國策，水泥行業(yè)企業(yè)也是用電大戶，據(jù)統(tǒng)計在水泥制造成本中，電費成本約占總成本的30%左右。對于一條水泥生產(chǎn)線，其中有25%～30%的電能是用于拖動各種類型風機上，因此對于節(jié)能改造對于水泥企業(yè)降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率有著尤為重要的意義。
　　
　　安徽某水泥廠經(jīng)過zui終論證及多家對比，選定英威騰攜手合作，對其2500T/D水泥干法旋窯生產(chǎn)線窯尾高溫風機進行變頻改造，從2011年3月運行至今運行良好，無任何因變頻故障導致停產(chǎn)事故。
　　
　　二、現(xiàn)場工藝及工況介紹
　　
　　1、高溫風機工藝簡介
　　
　　高溫風機又叫ID風機，即IDFAN（引風機），指的就是預熱器后面的排風機。根據(jù)布置方式有兩種：一種是在增濕塔之前，另一種是在增濕塔之后。
　　
　　新型干法窯生產(chǎn)中余熱利用系統(tǒng)高溫風機，一方面用來調整窯內(nèi)氣壓，另一方面回轉窯內(nèi)鍛燒后的高溫熟料出來有廢氣帶灰，通過預熱器對進入窯尾前的生料進行預熱均化，降溫后的余熱廢氣，再通過窯尾高溫風機引出由電收塵器將灰塵進行處理，再將廢氣排掉，有一部氣體被引至生料磨對生料進行預熱，在一些現(xiàn)場因高溫風機入口風溫度較高，如果直接排放造成能源浪費，所以很多現(xiàn)場也在高溫風機入風口加了余熱利用鍋爐，尾氣通過預熱利用后再排放，達到節(jié)能的目的。高溫風機系統(tǒng)工藝圖如下圖1：　　　　
　　2、工況介紹
　　
　　英威騰公司對安徽某水泥廠的1條日產(chǎn)2500噸新型干法生產(chǎn)線的高溫風機進行了變頻改造，具體電機參數(shù)如下表1所示：
　　　　該高溫風機目前通過液力耦合器來對風機進行調速，整個工藝過程主要是通過DCS的控制來調節(jié)液力耦合器的速度從而調整風機的風量，達到控制窯內(nèi)負壓。當窯系統(tǒng)工況變化較大時，現(xiàn)場值班人員根據(jù)中控制室的指令對液力耦合器的勺桿進行手動調節(jié)，運行操作非常不便。
　　
　　3、改造前存在問題
　　
　　3.1、設計存在余量
　　
　　這是因為在設計過程中，很難準確地計算出管網(wǎng)的阻力，并考慮到長期運行過程中可能發(fā)生的各種問題，通?？偸前严到y(tǒng)的zui大流量和壓力作為選擇型號的設計值。而設備的型號和系列是有限的，往往在選用不到合適的型號時，只好往大型號上靠。所以電機及風機的裕量選用較大，存在嚴重的大馬拉小車的現(xiàn)象。
　　
　　3.2、生產(chǎn)采用傳統(tǒng)調液力耦合器調節(jié)方法
　　
　?。?）液力耦合器屬于一種機械調速設備。液力耦合器的原理決定了液力耦合器有5-8%的速度損失。同時功率損失變?yōu)闊崃?，使液壓油溫過高。需要大量冷卻水冷卻液壓油。
　　
　?。?）在實際運行中油溫高于95℃以上，使冷卻器的水易結垢堵塞，造成故障。
　　
　?。?）由于液力耦合器是用液壓油傳遞功率，因此速度控制不穩(wěn)定、功率因數(shù)低、調速精度差。
　　
　?。?）液力耦合器整機效率低，功率因數(shù)低，調速精度差，維護量大、成本過高。
　　
　　3.3、工藝存在的問題
　　
　　高溫風機由于“塌料”導致的過負荷是由于在旋窯水泥生產(chǎn)線生產(chǎn)過程中的預熱器管壁上的粉塵粘附到一定厚度時就會坍塌脫落，造成管道內(nèi)粉塵濃度突然增大，阻力增加，負壓升高，使排風機負荷增加。此外，如果垂直煙道或預熱器內(nèi)在清潔皮或有物料塌料時，同樣也會造成氣流波動，使排風管內(nèi)氣流紊亂，造成高溫風機過負荷停機，該現(xiàn)象的頻繁出現(xiàn)對高溫風機電動機造成損壞。在實際使用過程中的“塌料”現(xiàn)象，會不定期的導致電機運行電流在極短的時間內(nèi)超出正常電流的數(shù)倍。
　　
　　三、系統(tǒng)方案
　　
　　1、變頻器配置
　　
　　項目參數(shù)項目參數(shù)
　　
　

項目	參數(shù)	項目	參數(shù)
變頻器型號	CHH100-1400-10	額定容量	1700kVA
額定電壓	10KV	額定電流	98A

　　
　　2、變頻一次控制原理圖

　　　　
　　變頻器設備接入用戶高壓開關與改造電機之間，變頻調速系統(tǒng)由用戶開關、自動旁路柜、CHH100系列高壓變頻器、高壓電機組成。自動旁路柜是由三個真空接觸器KM1、KM2、KM3和兩個高壓隔離開關QS1、QS2組成。電機以變頻方式運行時，QS1、QS2和KM1、KM2閉合，KM3斷開；電機以工頻方式運行時，KM3閉合，QS1、QS2和KM1、KM2斷開，QS1、QS2用于變頻器維護過程中高壓隔離。自動旁路柜嚴格按照“五防”聯(lián)鎖要求設計，變頻輸出開關KM2和工頻開關KM3互鎖，完夠保證變頻調速系統(tǒng)安全運行。
　　
　　自動旁路方案優(yōu)點：
　　
　　（1）根據(jù)系統(tǒng)工藝地要求，能夠快速地進行變頻與工頻的切換，確保系統(tǒng)的安全運行。
　　
　?。?）變頻器輸入、輸出設計有隔離刀閘，便于變頻器的維護與檢修。
　　
　?。?）操作方便，可以就地操作，也可遠程操作，易于實現(xiàn)自動控制。
　　
　　四、改造效果
　　
　　變頻改造后，兩月產(chǎn)量相當?shù)脑路葸M行節(jié)電率計算：
　　
　　（1）變頻改造前耗電量統(tǒng)計如表2：安徽某水泥有限公司用電報表（未上變頻）
　　　　表2（計量時段：9月1日8：00~10月1日8：00）
　　
　?。?）變頻改造后耗電量統(tǒng)計如表3：
　　　　表3（計量時段：2011年4月）
　　
　?。?）改造前后對比結果：
　　
　　表4：通過比較2011年4月份（上變頻）與2010年10月份（未上變頻）用電量比較，計算節(jié)電量如下表4:
　　　　　　　結論：從以上調查數(shù)據(jù)分析，安徽某水泥有限公司2500T/天水泥生產(chǎn)線，改造前與改造后產(chǎn)量相當，每月節(jié)約電費接近10萬元，在很短時間內(nèi)將會收回投資。
　　
　　五、結束語
　　
　　水泥高溫風機采用變頻調速后，節(jié)能效果明顯，并帶來了一系列的潛在效益。英威騰高壓變頻器解決了高溫風機由于塌料導致的跳閘，變頻器運行可靠性高，運行良好，得到了用戶和操作員的好評和認可。