最火湖北三环高压变频器在葛州坝水泥厂风机高压

湖北三环高压变频器在葛州坝水泥厂风机高压变频改造中的应用

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1～2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 n＝60f/p（1—s）

可以看出，若均匀地改变供电频率f，即可平滑地改变电动机的同步转速。异步电动机变频调速具有调速范围宽、平滑性较高、机械特性较硬的优点，目前变频调速已成为异步电动机最主要的调速方式，在很多领域都获得了广泛的应用。

变频调速具有如下显著的优点：

（1）由设备设计余量而导致“大马拉小车”现象，因电机定速旋转不可调节，这样运行自然浪费很大，而变频调节彻底解决了这一问题；

（2）由负载档板或阀门调节导致的大量节流损失，在变频后不再存在；

（3）某些工况负载需频繁调节，而档板调节线性太差，跟不上工况变化速度，故能耗很高，而变频调节响应极快，基本与工况变化同步；

（4）异步电动机功率因数由变频前的0.85左右提高到变频后的0.95以上；

（5）可实现零转速启动，无启动冲击电流，从而降低了启动负载，减轻了冲击扭振。

（6）高压变频器本身损耗极小，整机效率在97％以上。

对离心式风机而言，流体力学有以下原理：输出风量Q与转速n成正比；输出压力H与转速n2正比；输出轴功率P与转速n3正比；即：

Q1不难发现/Q2＝n1/n2

H1/H2＝(n1/n2)2

P1/P2＝(n1/n2)3

当风机风量需要改变时，如调节风门的开度，则会使大量电能白白消耗在阀门及管路系统阻力上。如采用变频调速调节风量，可使轴功率随流量的减小大幅度下降。变频调速时，当风机低于额定转速时，理论节电为

E=〔1-( n′/n)3〕×P×T (kWh)

式中： n－额定转速

n′—— 实际转速

P——额定转速时电机功率

T——工作时间

可见，通过变频对风机进行改造，不但节能而且大大提高了设备运行性能。以上公式为变频节能提供了充分的理论依据。

三、窑尾高温风机系统简（锚杆）金属杆体及其附件的履行标准MT146.⑵011介

葛州坝水泥厂生产线为干法悬窑，其窑烧成系统流程简图如图1所示。

高压变频典型应用实例

旋窑是一个有一定斜度的圆筒状物，预热机来的料从窑尾进入到窑中，借助窑的转动来促进料在旋窑内搅拌，使料互相混合、接触进行反应，物料依靠窑筒体的斜度及窑的转动在窑内向前运动。窑内燃烧产生的余热废气，在窑尾高温风机的作用下，通过预热器对进入窑尾前的生料进行预热均化，降温后的余热废气再通过高温风机抽出进入废气处理（除尘及排出）。

葛州仪器恢复到初始状态坝水泥厂的3#、5#窑，日产分别为2000t、2500t，到现在运行已近多年。生产线原配置的余热发电机组，由于发电成本较高，现已停产。

日产2500t的5#窑生产线，高温风机电机配置为6kV1600kW，窑尾EP风机配置为6kV280kW。日产2000t的3#窑生产线，高温风机电机配置为6kV1400kW，窑尾EP风机配置为6kV260kW。在高温风机的电机与风机之间，配有液力耦合器对风机进行调速，整个工艺过程主要是通过DCS性能稳定是电脑拉力机的主要优点的控制来调节液力耦合器的速度从而调整风机的风量，达到控制窑内负压。窑尾EP风机依靠风门来进行调节。

由于使用年限较长，目前液力耦合器漏油严重，运行中每天需加油2～3次，以补充漏油，油面调整的控制回路失灵不能自动调节，在运行中靠手动调节置于固定转速比。在运行是时仍靠风机挡板进行风量调节，当窑系统工况变化较大时，现场值班人员根据中控制室的指令对液力耦合器的勺杆进行手动调节，运行操作非常不便。

前段时间，水泥厂准备对两条生产线进行提产，但由于高温风机中液力耦合器漏油严重，出力受到限制，不具备提产的条件，故提产一直未能实现。

2006年1～2月，我公司为该水泥厂2000t、2500t两条生产线的高温风机及窑头号EP风机进行了变频调速改造，目前运行情况良好，2000t的生产线的产量目前达2300t，2500t的生产线的产量目前达2900t，而高温风机变频调节的耗电量还稍少于原液力耦合器调节的耗电量。

四、高温风机变