高溫風(fēng)機(jī)改液力調(diào)速為斬波調(diào)速
一、高溫風(fēng)機(jī)簡(jiǎn)述:
高溫風(fēng)機(jī)是水泥回轉(zhuǎn)窯燒成系統(tǒng)中最關(guān)鍵的設(shè)備。它的作用:一方面是調(diào)整窯內(nèi)氣壓,另一方面是引出回轉(zhuǎn)窯內(nèi)鍛燒后的高溫熟料的廢氣(由電收塵器將灰塵進(jìn)行處理,再將廢氣排掉)。整個(gè)工藝過(guò)程主要是通過(guò)DCS來(lái)控制調(diào)速裝置暨電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)亩{(diào)整風(fēng)機(jī)的風(fēng)量,達(dá)到控制窯內(nèi)負(fù)壓。
二、斬波調(diào)速與液力調(diào)速的工作原理:
斬波調(diào)速通過(guò)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)差,來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。由流體力學(xué)理論可知,轉(zhuǎn)速減小時(shí)電機(jī)的軸功率將以其三次方的速率下降,同時(shí)將節(jié)約的電能回饋電網(wǎng),因此,斬波調(diào)速的節(jié)電效果非常顯著,屬于高效節(jié)能的一種調(diào)速方式。
液力調(diào)速是通過(guò)控制液力偶合器工作腔內(nèi)工作油液的動(dòng)量矩變化,來(lái)傳遞電動(dòng)機(jī)能量并改變輸出轉(zhuǎn)速的,電動(dòng)機(jī)通過(guò)液力耦合器的輸入軸拖動(dòng)其主動(dòng)工作輪,對(duì)工作油進(jìn)行加速,被加速的工作油再帶動(dòng)液力耦合器的從動(dòng)工作渦輪,把能量傳遞到輸出軸和負(fù)載,這樣,可以通過(guò)控制工作腔內(nèi)參與能量傳遞的工作油多少來(lái)控制輸出軸的力矩,達(dá)到控制負(fù)載的轉(zhuǎn)速的目的。液力調(diào)速屬于機(jī)械控制、低效節(jié)能的一種調(diào)速方式。
三、斬波調(diào)速與液力調(diào)速的節(jié)能比較[舉例]:
(1)已知額定功率為1400KW
(2)已知目前實(shí)行液力調(diào)速的運(yùn)行功率為1240KW
(3)按轉(zhuǎn)速比計(jì)算技改后斬波調(diào)速運(yùn)行功率為(實(shí)際轉(zhuǎn)速÷額定轉(zhuǎn)速)3×額定功率=(920÷992)3×1400KW=1117KW
(4)每小時(shí)節(jié)電量=液力調(diào)速運(yùn)行功率- 技改后斬波調(diào)速運(yùn)行功率=1240KW-1117KW=123KW
(5).經(jīng)濟(jì)效益測(cè)算(斬波調(diào)速比液力調(diào)速增加節(jié)電):
備注:
(1)技改理論節(jié)電率=(額定功率1400KW-斬波調(diào)速運(yùn)行功率1117KW)÷1400KW×100%=20.2%
(2)斬波調(diào)速比液力調(diào)速“增加節(jié)電量”,主要來(lái)自液力調(diào)速時(shí)液力耦合器本身?yè)p失的熱能。
四、斬波調(diào)速與液力調(diào)速的其他性能比較:
1、運(yùn)行可靠性
當(dāng)斬波調(diào)速裝置出現(xiàn)故障時(shí),控制系統(tǒng)自動(dòng)將電機(jī)從調(diào)速狀態(tài)切換到工頻運(yùn)行狀態(tài)。無(wú)需停電機(jī)檢修。當(dāng)調(diào)速裝置檢修完畢,裝置能直接切入調(diào)速運(yùn)行狀態(tài)。使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行更加可靠。但液力耦合器出現(xiàn)了故障,必須停電機(jī)檢修,就會(huì)影響生產(chǎn),給用戶(hù)帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)損失。
2、調(diào)節(jié)及控制特性
液力耦合器依靠調(diào)節(jié)工作腔油量大小來(lái)改變輸出轉(zhuǎn)速,因此響應(yīng)慢、調(diào)節(jié)精度較低。而斬波調(diào)速屬于數(shù)字控制,可以實(shí)現(xiàn)精確控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
3、起動(dòng)性能
采用斬波調(diào)速時(shí),如電動(dòng)機(jī)保持額定轉(zhuǎn)矩起動(dòng),電網(wǎng)輸入起動(dòng)電流小于電動(dòng)機(jī)額定電流的1.5倍,對(duì)于風(fēng)機(jī)泵類(lèi)負(fù)載,其起動(dòng)電流更小。而且起動(dòng)的全過(guò)程可控,起動(dòng)點(diǎn)和爬坡時(shí)間可設(shè)置。而液力耦合器不能直接改善起動(dòng)性能,起動(dòng)電流將是額定電流的2倍以上,對(duì)電動(dòng)機(jī)和電網(wǎng)的沖擊相當(dāng)大,造成電壓短時(shí)下降,干擾其它設(shè)備運(yùn)行。
4、使用問(wèn)題
液力耦合器使用一定年限后,會(huì)產(chǎn)生漏油情況,運(yùn)行中每天需加油2~3次,以補(bǔ)充漏油;還會(huì)產(chǎn)生油面調(diào)整控制回路失靈情況,以至不能自動(dòng)調(diào)節(jié),在運(yùn)行中靠手動(dòng)調(diào)節(jié)置于固定轉(zhuǎn)速比,或在運(yùn)行時(shí)仍靠風(fēng)機(jī)擋板進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié),當(dāng)窯系統(tǒng)工況變化較大時(shí),現(xiàn)場(chǎng)值班人員根據(jù)中控制室的指令對(duì)液力耦合器的勺桿進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié),運(yùn)行操作非常不便。
五、高溫風(fēng)機(jī)技改方案
經(jīng)過(guò)對(duì)原系統(tǒng)進(jìn)行分析后,對(duì)原系統(tǒng)的風(fēng)壓控制由原來(lái)的液力耦合器調(diào)節(jié)改為斬波調(diào)速裝置調(diào)節(jié),即取消原液力耦合器,將電機(jī)與風(fēng)機(jī)之間用一連接軸取代液力耦合器連通,由斬波調(diào)速裝置對(duì)電機(jī)本身進(jìn)行調(diào)速,最后達(dá)到調(diào)整窯尾預(yù)熱器(高溫風(fēng)機(jī)入口)的壓力為工況要求值。斬波調(diào)速裝置控制接入原有的DCS系統(tǒng),由DCS系統(tǒng)來(lái)完成正常操作。
這個(gè)技改方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)安裝方便快捷。連接軸的基座安裝尺寸、軸連接中心尺寸、軸徑尺寸、軸與電機(jī)及風(fēng)機(jī)側(cè)的連接靠背輪均與原液耦一致,安裝時(shí),僅需將原液耦拆除,將連接軸代替液力耦合器,現(xiàn)場(chǎng)僅作少量調(diào)整即可達(dá)到安裝要求,而不用對(duì)風(fēng)機(jī)及電機(jī)作任何調(diào)整。
(2) 操作使用方便,斬波調(diào)速實(shí)行全自動(dòng)運(yùn)行。
(3) 能進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速,調(diào)速范圍廣,且調(diào)速精度高,適用性強(qiáng)。
(4) 保護(hù)功能完善,故障率低,排風(fēng)機(jī)啟動(dòng)平穩(wěn),啟動(dòng)電流小,可靠性高。
(5) 電動(dòng)機(jī)不需長(zhǎng)期高速運(yùn)行,工作電流大幅度下降,節(jié)電效果顯著。
(6) 消除了機(jī)械及液壓高故障率的缺陷,設(shè)備維護(hù)費(fèi)用降低。
(7) 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行振動(dòng)及噪聲明顯下降,軸承溫度也有很大的降低。
六、結(jié)語(yǔ)
目前,水泥行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)非常激烈,關(guān)鍵是制造成本特別是電耗的競(jìng)爭(zhēng),因此做好電動(dòng)機(jī)的降耗增效工作顯得極為重要。此外,根據(jù)有些水泥企業(yè)反映:由于液力耦合器調(diào)速精度不能滿(mǎn)足實(shí)施純低溫余熱發(fā)電項(xiàng)目的新要求,“撤除液耦”呼聲日見(jiàn)高漲。為了有效解決這些問(wèn)題,我們隆重推出斬波調(diào)速技術(shù)及其裝置。斬波調(diào)速技術(shù)及其裝置目前已經(jīng)比較成熟,是水泥廠節(jié)能改造和取代液力耦合器的理想設(shè)備,具有很高的推廣價(jià)值。
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