中压变频在水泥行业的应用(谷风资料)
中压变频在水泥行业的应用
中压变频器在水泥行业的应用水泥生产企业是国民经济生产中的能源消耗大户，水泥行业已被列为国家节约资源的重点领域之一。
在国务院提出加快建设节约型社会的政策环境下，提高水泥行业的节约型制造和应用水平，建立节约型水泥工业体系意义重大。
在当前国内外能源供需矛盾突出的情况下，水泥生产企业必须通过各种途径降低能耗，以获得最佳的经济效益和最高的劳动生产率。
在水泥的生产中，电动机负载电耗占生产成本近30％，而拖动风机用的高压电动机在电机负载中占有很大的比重。
对于一条水泥生产线其中有35%～40% 的电能是用于拖动各种类型风机上，因此做好风机电动机的降耗增效工作就显得极为重要。
目前很多水泥厂的风机大马拉小车现象严重，同时由于工况、产量的变化，系统所需求的风量也随之变化，大部分风机采用调节进、出口阀门开度的传统做法来实现，而该方法存在人为增加风阻、风机效率低、损耗严重等缺点。
如果利用变频调速技术通过改变电机的运行速度，以调节风量的大小,可以既满足生产要求，又达到节约电能，同时减少因调节阀门而造成的挡板磨损和管道磨损，以及经常停机检修所造成的额外经济损失。
随着电力电子技术及电子技术的发展,变频技术日趋成熟,国际上对于风机的风量、风压调节已普遍摒弃靠调整配套的风门开度的手段,改而采用变频调速的电气传动调节，变频调速已成为风机、泵类节能降耗的最佳、首选的电气传动方案。
一、大型风机变频改造的必要性徐州中联水泥有限公司10000t/d回转窑共有ABB中压变频器5台：窑尾高温风机2台ABB ACS5000中压变频器、煤磨排风机2台ABB ACS1000中压变频器及正在改造的1台窑头排风机ACS5000中压变频器。
窑尾高温风机原系统的风压控制由液力耦合器调节，液力耦合器本身能耗达10%以上，而且需要油泵及冷却水来辅助运行，故障率较高，特别是在夏季因耦合器产生热量较大，需加入四组冷油器，用循环水强降温，水消耗量大，资源浪费严重。
而两台煤磨排风机及窑头排风机都是通过风门调节风量的都存在能好浪费现象；一方面风机电机采用液体电阻降压启动（即水电阻），应用水电阻启动过程中，存在以下两个方面的问题：1、转子部分带有集电环、碳刷等配件，运行过程中需要对这些配件进行更换或处理，运行维护量大，故障率高。
变频调速技术在我司水泥生产中的应用
式 中 ，Ｑ一风 量 （ ａｓ ；Ｈ 一风 压 （ ｇｇ ｍ／ ） Ｋ ・）
：ｒ 转动装置的效率 ；Ｔ 一风机效率 ；电动机输入 Ｔ一 ｝ ７ Ｆ
ｓ＝ ＩＯ （， Ｉ 降低很多 ，譬如 风量 下降到 ８ ％时 ，则轴功率将下 电功率 Ｐｒ ＵＣ Ｓ） 当风 量 Ｑ风 压 Ｈ 需 要 减 小 ０ 时 ，采用变频调速使频率 Ｊ 一电压 ｕＪ一转速 ｎ ， ， ０ 降到 额定 功 率 的 ５ ％ ；如 果 风量 下 降 到 ６ ％ ，则 轴 １ ｏ 轴 功率 ＰＪ 一电流 Ｉ， 相应输入 电功率 Ｐｒ ， 一 Ｊ ｓ也 功率 可下 降 到 额 定 功 率 的 １％ 。随 着 风 机 输 出风 量 ３ 的减少 ，在输送 同样 风量 的情 况下 ，原来 消耗在 放 减小。所以变频调速控制 风机具有效率 高、精度高 、 调 节 范 围宽 ，能 实 现 无 级 调 速 ，且 调 速 过程 中没 有 风 阀上 的能 量 就 可 以节 约 。 因 此 ，采 用 调 速 控 制 方
一
式 来改 变 风 机 转 速 调 节 风 量 具 有 明 显 的 节 能 效 果 ，
附加损 耗 ，节 电效果 显 著 。
本 公 司有 两座 机 立窑 ，风机 为 （ 下转 ２ ９页 ）
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维普资讯
２０ ０ ２年 第 ３期
福 建 能 源开 发与 节 约 拍 Ｏ ５ Ｏ ５ Ｏ ５ ０
步 动 的 速 程 ： （ ｓ ：ｏ△ 看 电 机 转 方 式ｎ警 １ ） ｎ ｎ 一 一
出，只要改变频率 ｆ就可 以实现改变 １ 】 ＇ １ ，实现调速 ，
这就 是 变频 调速 。 风机 电动机所 需 的输 出轴 功 率 Ｐ＝
，
． ｏＨ Ｏ 速 的一 次 方 成 正 比 ；风 压 与 转 速 的 平 方 成 正 比。功 ｉ２
浅谈变频器在水泥行业的应用
浅谈变频器在水泥行业的应用变频调速的出现和发展为异步电动机的调速方式带来了一场划时代的革命。
随着近几十年调速技术的创新和完善，不仅推动了工业生产的自动化进程，同时也为企业带来了可观的经济效益。
变频调速技术在我国水泥行业的应用日趋广泛。
应用于生产工艺需要调速的许多环节，如回转窑、冷却机、喂料及配料系统、工艺风机、水泵等，结合我公司施设阶段及试生产中取得的一些经验，归纳出一些看法，供同行参考和指正。
1变频器的选型基于目前的市场，变频器与其它产品一样，也具有较多的品牌及种类。
通用型变频器一般采用给定闭环控制方式，动态响应速度相对较慢，而工程型变频器则在其内部通过检测设有自动补偿、自动限制的环节，在设备低速运转时也可保持很好的转矩特性，可实现真正意义上的闭环控制。
工程型变频器通常有三种控制方式可选：1）开环控制方式同通用型；2）带转差补偿，即当负载突降时，可自动补偿；3）装机／装柜型，功率45～200kW，需要附加电路及整体固定壳体，体积较为宠大，占用空间相对较大。
用户选择时可根据受控电机功率及现场安装条件选用适合类型。
从变频器的电压等级来看，有1AC230V；也有3AC208V～230V、380V～460V500V～575V、660V～690V等级，另外还有多脉冲（1脉冲或18脉冲）3300V和6000V，用户应根据要求和负载特性来做出正确的选择。
从变频范围及控制精度要求而言，变频器有FC（频率控制），调速范围1：25；VC（矢量控制），调速范围1：100～1：1000；SC（伺服控制），调速范围1：4000—1：10000；在目前水泥生产线上一般选用VC方式，这种控制方式目前评价较好。
兼顾上述几点要求。
用户可根据生产的现场情况做出正确选择。
2变频器的安装调试在水泥生产中．就地控制生产设备的现场安装是不可取的，因为水泥生产线粉尘较大，调速机械大多安装在室外或库下。
环境较其它行业相比更为恶劣，变频器作为较为精密的仪器设备，生产现场时常无人且环境较差，对设备不利．故在水泥生产线上，变频器应安装在电控室内。
变频器在水泥厂中的应用
滤 波 器 的功耗 约 为电机 额定 功率 的 ２５ ．％。 ２２２ 变 频器 控制 方式 ．． 本 套 系统 是 在其 原 有 工 频 系统 上 旁 路 出 的一 套独 立完 整控 制 系统 ， 控制 信号 均 与工厂 原有 中控
（） 用变 频恒 压控 制或 恒 流控 制等 。 １ 采
变 频器 装 置 的 工作 原 理是 将 工 频 交流 电源 通 过整 流器 变成 直流 。 再经 过逆 变器 将直 流变 成频 率 可 控 的交 流 电 。而对 于 电 动机 的调 速其 交 流 电 动 机 的转Fra bibliotek 表 达式为 ：
ｎ ６ｆ１ｓｐ ＝ Ｏ（－） ， 式 中： ｎ为异 步 电动机 的 转速 ｉ为 异 步 电动 机 的 频 厂
费 ， 采用 高 低 高变 频 控 制调 节 风 量方 案 ， 不 影 故 在
响 生产 工艺要 求 的前 提下达 到 节能 降耗 的 目的。 ２２１ 一次 系统 结构 及主要 设 备参数 ．．
一
备 、 气压 缩机 、 空 选粉 机 、 回转 窑 、 式喂 料机 、 速 板 调 皮 带 秤 、 煤 绞刀 、 冷 机及 罗 茨 风 机 等一 切 需 要 喂 篦
率； ｓ为电动 机转 差率 ； 电动机极 对 数 。 Ｐ为
由上 式可 知 。 变 电动机 转速 的方 法有 改变 旋 改 转磁 场频 率 厂改变 转 差率 ｓ改 变 电动 机极 数 Ｐ三 ＇ ， 种 。而 变频 器就 是利 用 转速 ／与 频率 ．成 正 比 ， １ ， 厂 通
过 改变 电源 频率 厂 实现 电动机 ／速 度 调节 ， 来 ｔ ＇ 当频
季 玉春 ， 海 云 ， 刘 蒋培 ： 变频 器在 水泥 厂 中的 应 用
变频器在 水 泥厂 中的应用
论变频调速技术在水泥行业中的应用
ｌ ０ ｘ ０ ２ ｘ ０ ＝１ ５ ０ ０ ４ ０ ０ Ｗ ． 。 Ｏ ０ ２ ％ｘ ４ ３ ０ １ ２ ０ ￣１ ４ ０ ０ｋ ｈ
阀 门调节 流量 的要 分 期 、 批 、 步 骤 地 进行 改 造 。 分 有 生产 中的节 能效源自 、 选型及使 用注意事 项 。
关键词 ： 变频 ； 变频 器 ； 调速 ； 负载
中图分 类号 ：Ｍ９ ５ Ｔ ２ 变频调 速具有 调速时 平滑性 好 、 效率高 、 调速范 围大 、 起动 电流小 以及易 于实现 自动 化 的优 势 ， 特别 是其优越 的节能 效 果 ， 深受 工 业 行 业 的青 睐 。变频 调速 已被 列入重 点组 织实 施 的 １ ０项 资 源 节约 综合 利用技术 改造示 范工 程 之一 ， 即将 出 台的 限制 性 政 速 ｎ与流量 Ｑ， 压力 Ｈ 以及 功 率 Ｐ具有 如 下关 系 ： Ｑ ｃ ， ｃ 。ｐ ｃ 。 ｏ ｎ Ｈｏ ｎ ， ｏ ｎ 。由此 可 以推断 出功 率与 流量 的３ 次方 成正 比关系 。因此在调 节风机和 流量时如
的冲击 。明显减少 风机 叶轮 、 机壳及 轴承 的磨损 ， 延
中的节能效益 、 型 及使 用 注意事 项 。 选
１ 变 频 节能 估 算
１ １ 恒转矩 设备 ．
长检 换件周 期和设 备使用 的寿命 。降低维修 成本 。
在水 泥生 产线 中 ， 于恒 转 矩 调速 的设 备有 窑 属
ｋ ． Ｗ ｈ。
求最 为简单 ， 只要变 频 器 容量 等 于 电动机 容量 即可
（ 空压 机 、 深水 泵 、 沙泵 、 泥 快速 变化 的音乐喷泉需 加 大容量 ） 。
变频调速技术在水泥厂的应用
变频调速技术在水泥厂的应用摘要：随着建筑行业的迅速发展，水泥运用的也越来越多了，其中变频调速技术在水泥生产企业中运用的十分广泛，主要是因为变频调速系统出现故障的可能性较低、精度比较准确、节能效果显著等优点，水泥生产设备利用变频调速的技术改造，对于节省电能和提高工作效率有很大的影响，以前多用直流调速，现在变频调速已经成为人们首要的选择，但是变频器的设定是否合理，直接影响着变频器能否顺利运行和产生效率的高低，但也有一些参数是不需要修改的，无论怎样，变频器都必须要调试到最好，使系统变得更加可靠、安全，放能达到最佳效果。
关键词：频调速技术；水泥厂；应用导言水泥出产的工艺进程剖析，水泥厂煅烧水泥熟料选用两种窑炉，一类是回转窑，一类是机立窑。
两种窑炉都配有一大型的鼓风机来供给足够的风量，以满意窑内燃料焚烧的需求。
鼓风机风量是根据窑的出产能力作为规划根据来选择的，并且在规划上留有10%～15%的裕量。
如果出产负荷不足，那么将有很多的风量放空，必然形成很多的电能浪费，形成工厂能耗增加，出产成本提高，经济效益降低。
因而，寻求一种经济有用的节能手法就很有必要，且具有重大意义。
水泥出产中常用的鼓风机有两种型式离心式风机和罗茨风机。
这两种风机的风量都与机组的转速成比例关系。
因而，咱们能够通过改动机组的转速来到达风量调理的意图。
鼓风机都是由电动机驱动，那么，改动电动机的转速就能够到达改动风机转速的意图。
就现在技能而言，电动机调速的最佳手法就是变频调速技能。
它具有高效节能（据在水泵上的使用总结，能够节能35%～55%），压力（或温度）稳定，调理规模宽等长处。
根据这些长处，所以近年来，在工业出产中开始逐渐使用。
1变频调速技术的原理变频技术是交流电动机最理想的调速装置，具有最好的节能功能和调速功能，它主要运用于交流电动机转速的调节，变频调速技术的核心就是变频器，变频器的基本结构分为四个，分别是整流电路、中间直流环节、逆变器和控制方式，控制方式又分为压频比控制、转差频率控制、矢量控制和直接转矩控制，变频器只有在电机有调速要求时才能进行节能，其基本原理就是根据电机转速与工作电源输入频率成正比，通过改变电动机电源频率达到转速的目的。
变频器在水泥厂的应用
变频器在水泥厂的应用 Revised by Petrel at 2021变频器在水泥厂的应用回顾我国水泥工业的发展历史，逐渐从规模小、技术落后、资源浪费型工业向集团规模化、计算机集中控制、节能增效型现代化管理企业转变。
伴随着这种转变，不论从宏观方面处于国家政策大力提倡推行的节能大趋势下出发，还是从企业本身的降低电耗成本增加产品竞争力的需求出发，节能已成为目前水泥工厂设计和建设中不可缺少的环节。
在水泥生产过程中，电能消耗非常大，电费在水泥生产成本中占了很大的比例。
在水泥厂的工艺设备配置中，生料制备和熟料烧成段风机功率约占设备总功率的40％左右。
所以风机的电耗直接影响到水泥企业的生产成本。
能否控制好风机的电耗，特别是大型风机的电耗，对降低水泥生产成本，提高企业的经济效益是至关重要的。
实践证明，采用变频器控制风机调节风量，能达到显着的节能效果。
目前新建的新型干法生产线，规模大、技术要求高、投资较大，因而生产线上高温风机、循环风机、废气风机通常为大功率高压电机，高压变频器的应用不可避免地越来越多。
那么在实际应用中，如何根据工程实际情况进行选择在方案制定及施工图设计时需要注意什么问题以下就结合高压变频器的节能原理、类别及应用方式对以上问题进行探讨。
一、高压变频器的节能原理所谓的“节能”，不仅仅是节省能耗，还包括不浪费能源，用一句最简单的话说就是：“你需要多少，我就给你提供多少!”。
通过流体力学的基本定律可知：风机、泵类设备均属平方转矩类负载，其转速n与流量Q，压力H以及轴功率lP具有如下关系Q∝nH∝n2P∝n3。
即流量与转速成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。
在实际生产中，往往利用调节高温风机的转速来调节系统风量。
而随着转速的降低，风机在维持效率不变（风阻不变为前提）的状态下，轴功率以转速的立方关系下降，电机消耗的电能急剧减小。
例如风量下降到80％，转速也下降到80％时，其轴功率则下降到额定功率的51％；若风量下降到50％，轴功率将下降到额定功率的13％，其节电潜力非常大。
变频器在水泥生产中的应用
我公司有两条窑外分解水泥生产线，2#窑系统创建时间较早，当时没有使用变频器调速，后经改造在篦冷机通风机、生料粘土干燥机、水源地水泵等几处增加了变频调速器；1#窑系统是于2000年异地改造的，由天津水泥设计院设计，所使用的控制系统都是当时比较成熟先进的，除了窑主电机外，很多的拖动系统都使用了变频器。
我公司电力拖动中进行调速的设备主要包括：窑、生料磨选粉机、水泥磨选粉机、篦冷机、篦冷机通风机、水泵、板式给料机、胶带输送机、粘土干燥机、皮带称等。
其中两台窑主电机都是直流电动机，所选用的控制柜1#窑是保定整流器厂生产的模拟信号的直流调速装置，2#窑是英国CT公司的F20ARC直流调速控制装置；其他的设备都选用的是变频调速器。
我公司主要变频设备应用如下：在使用这些变频器的过程中，我感受到了以下的优点：1．在参数设定好的情况下，可以对电动机起到完备的保护，平滑的起动停止也可以减少对机械设备的冲击。
我们把变频器的过载电流设得稍低于电机1.5倍额定电流，做到更好的保护电机。
2．变频器中的故障历史记录对于分析事故有很大帮助，有利于快速排除故障，保持生产线的连续运行。
在拖动选粉机的变频器使用中，运行时经常自动跳闸，检查故障历史记录，发现是过电压报警，调整了加减速时间后问题仍不能解决，经分析是由于在运行时与选粉机相连的循环风机使变频器产生了再生电流，从而导致过电压报警，后来采取给变频器加上制动电阻后，运行就正常了。
3．对于变频器现场显示面板上电流，电压，功率等的参数分析，结合现场实际情况，可以帮助分析工艺，机械，电气，自动化的各种问题。
如果需要还可以和DCS系统相连，利用历史记录曲线，逻辑，数学功能等，观察长时间的变化规律，以及瞬态变化，完成对复杂问题的分析。
4．变频器功能强大的软件功能，可以根据现场的实际情况灵活设定参数，弥补上位机控制功能的不足，也可以减轻DCS系统的负担和软件编程的工作量。
当然，变频器的优点是非常多的，由于有许多人员和文章都已经谈到过了，我只想简单提一些优点，而我更对其他方面谈一些看法：1．利用变频器实现调速节能运行，是变频器应用的最典型的例子。
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中压变频器在水泥行业的应用水泥生产企业是国民经济生产中的能源消耗大户，水泥行业已被列为国家节约资源的重点领域之一。
在国务院提出加快建设节约型社会的政策环境下，提高水泥行业的节约型制造和应用水平，建立节约型水泥工业体系意义重大。
在当前国内外能源供需矛盾突出的情况下，水泥生产企业必须通过各种途径降低能耗，以获得最佳的经济效益和最高的劳动生产率。
在水泥的生产中，电动机负载电耗占生产成本近30％，而拖动风机用的高压电动机在电机负载中占有很大的比重。
对于一条水泥生产线其中有35%～40% 的电能是用于拖动各种类型风机上，因此做好风机电动机的降耗增效工作就显得极为重要。
目前很多水泥厂的风机大马拉小车现象严重，同时由于工况、产量的变化，系统所需求的风量也随之变化，大部分风机采用调节进、出口阀门开度的传统做法来实现，而该方法存在人为增加风阻、风机效率低、损耗严重等缺点。
如果利用变频调速技术通过改变电机的运行速度，以调节风量的大小,可以既满足生产要求，又达到节约电能，同时减少因调节阀门而造成的挡板磨损和管道磨损，以及经常停机检修所造成的额外经济损失。
随着电力电子技术及电子技术的发展,变频技术日趋成熟,国际上对于风机的风量、风压调节已普遍摒弃靠调整配套的风门开度的手段,改而采用变频调速的电气传动调节，变频调速已成为风机、泵类节能降耗的最佳、首选的电气传动方案。
一、大型风机变频改造的必要性
徐州中联水泥有限公司10000t/d回转窑共有ABB中压变频器5台：窑尾高温风机2台ABB ACS5000中压变频器、煤磨排风机2台ABB ACS1000中压变频器及正在改造的1台窑头排风机ACS5000中压变频器。
窑尾高温风机原系统的风压控制由液力耦合器调节，液力耦合器本身能耗达10%以上，而且需要油泵及冷却水来辅助运行，故障率较高，特别是在夏季因耦合器产生热量较大，需加入四组冷油器，用循环水强降温，水消耗量大，资源浪费严重。
而两台煤磨排风机及窑头排风机都是通过风门调节风量的都存在能好浪费现象；一方面风机电机采用液体电阻降压启动（即水电阻），应用水电阻启动过程中，存在以下两个方面的问题：1、转子部分带有集电环、碳刷等配件，运行过程中需要对这些配件进行更换或处理，运行维护量大，故障率高。
2、转子部分不能完全切除，在转子还存在部分电压和电流，导致大量的无功电能消耗在水电阻上。
我公司通过多方了解认为ABB公司的ACS5000系列电压源型36 脉冲整流输入9 电平输出变频器是目前技术最先进的高压变频器之一。
其使用的新型功率半导体器件 IGCT(集成门极换流型晶闸管)是ABB 公司专为高压变频器市场研制开发的。
IGCT具有IGBT(绝缘门极双极性晶体管)的高开关频率特性，同时还具有GTO（可关断晶闸管）的高阻断电压和低导通损失率特性。
因此IGCT是无须串联即可直接应用于高压电网的高速低损耗的功率半导体器件。
IGCT继承并超越了IGBT。