摘要：本文著重介紹了微能高壓變頻器在京蘭三源水泥有限公司應(yīng)用情況，通過高壓變頻器現(xiàn)場運行證明，水泥建材行業(yè)風(fēng)機(jī)采用微能高壓變頻器進(jìn)行節(jié)能改造效果顯著，運行平穩(wěn)。 Abstract: This text has introduced the application of winner high voltage inverter in the dust removal air blower of sintering plant Jinlan Sanyuan Cement CO.,LTD The running result indicates that the adoption of high voltage inverter in the dust cement air blowe is saving energy is distinct, stabilization runing 關(guān)鍵詞：微能高壓變頻器，水泥，節(jié)能改造 Key word:WINNER High-voltage inverter ; Cement r;Energy saving ; 前言 我國水泥總產(chǎn)量幾乎占到全球水泥生產(chǎn)總量的“半壁江山”，并且保持著很高的增長速度。有數(shù)據(jù)顯示，2006年4月份起水泥產(chǎn)量連續(xù)4個月超過1億噸，1至7月水泥產(chǎn)量累計達(dá)到6.5億噸，同比增長20.7%。然而，在國內(nèi)水泥產(chǎn)能快速增長的背后，卻有著一個不容回避的問題，那就是水泥工業(yè)的高能耗，我國每噸水泥綜合能耗比世界先進(jìn)水平高15%以上，水泥工業(yè)節(jié)能形勢不容樂觀，迫在眉睫。 概況 京蘭三源水泥有限公司隸屬京蘭集團(tuán)，成立于2005年5月,是鄂中地區(qū)最大的水泥生產(chǎn)企業(yè)，屬國家重點支持的水泥企業(yè)60強(qiáng)之一，居全國第 31位，全省第2位。 京蘭水泥公司目前擁有一條日產(chǎn)2000噸新型干法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線和2條立窯生產(chǎn)線,年產(chǎn)“晶藍(lán)”牌系列水泥100多萬噸。 水泥工業(yè)是耗能大戶，它面臨著節(jié)能降耗的艱巨任務(wù),特別是現(xiàn)今的新型干法水泥生產(chǎn)線，規(guī)模越來越大，節(jié)能空間也越來越大，全廠的風(fēng)機(jī)裝機(jī)容量約占全廠總裝機(jī)功率的30－40%，耗電量約占整個廠用電量30%－40%；隨著輥式磨系統(tǒng)越來越多地被采用，風(fēng)機(jī)耗電占總耗電量的比重也越來越大。風(fēng)機(jī)的選型是按照滿負(fù)荷狀態(tài)設(shè)計的，而實際生產(chǎn)過程中隨工況和產(chǎn)量的變化，會引起風(fēng)量、風(fēng)壓隨機(jī)調(diào)整，眾所周知風(fēng)機(jī)是屬于平方率負(fù)載，如將風(fēng)機(jī)的傳動系統(tǒng)換成交流調(diào)速系統(tǒng)，通過調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，滿足風(fēng)機(jī)的不同工作狀態(tài)下的風(fēng)量和風(fēng)壓，就能把消耗在檔板和閥門上的能量節(jié)省下來，節(jié)能空間和效果是很可觀的，京蘭三源水泥有限公司是一條2000T/D的水泥生產(chǎn)線，其生料磨循環(huán)風(fēng)機(jī)電機(jī)為10kV/630kW，采用擋板（閥門）調(diào)節(jié)風(fēng)量大小，風(fēng)機(jī)消耗功率大，節(jié)流損失較大。調(diào)節(jié)風(fēng)門擋板控制風(fēng)量，由于擋板處于較高壓力下工作，易磨損，易造成管道內(nèi)風(fēng)量調(diào)節(jié)不準(zhǔn)確，對生料磨系統(tǒng)工藝影響也較大。 其磨機(jī)系統(tǒng)簡易圖如下圖所示： [align=center] 電氣系統(tǒng)圖 觸摸屏現(xiàn)場運行圖 [/align] 微能高壓變頻器介紹 1、微能高壓大功率變頻器由多個功率單元構(gòu)成多重化串聯(lián)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，每個單元輸出固定的低壓電平，再由多個單元串聯(lián)疊加為所需的高壓，見下圖所示。 以10kV每相九個單元串聯(lián)為例,每相由九個相同的功率單元串聯(lián)而成，相電壓為5773V。每個功率單元輸出有效值Ve＝641V。多重化串聯(lián)結(jié)構(gòu)使用低壓器件實現(xiàn)了高壓輸出，不僅降低了對功率器件的耐壓要求，而且還使輸出波形得到了極大的改善。它對電網(wǎng)諧波污染非常小，輸入電流諧波畸變率小于4%，滿足IEEE519-1992的諧波抑制標(biāo)準(zhǔn)；輸入功率因數(shù)高，不必采用輸入諧波濾波器和功率因數(shù)補(bǔ)償裝置；輸出波形接近正弦波，不存在輸出諧波引起的電機(jī)發(fā)熱和轉(zhuǎn)矩脈動、噪音、輸出dv/dt、共模電壓等問題，對普通異步電機(jī)不必加輸出濾波器就可以直接使用。 2、可靠性設(shè)計 循環(huán)風(fēng)機(jī)關(guān)系整條線的生產(chǎn)，穩(wěn)定顯得至關(guān)重要，因此對可靠性的要求非常的高。為了保證設(shè)備的使用壽命，微能高壓大功率變頻器功率單元采用了冗余設(shè)計，每相功率單元采用9級串聯(lián)。 為了保證變頻器的可靠性，微能高壓大功率變頻器功率單元采用了自動旁通設(shè)計，功率單元原理見下圖所示： 當(dāng)單個功率單元故障后，變頻器會自動旁通掉該功率單元，保證系統(tǒng)的連續(xù)運行功率單元自動旁路功能可在線切掉故障單元并保證三相輸出電壓對稱，輸出電流平衡，最大限度地減小停機(jī)率，保證單元故障狀態(tài)不停機(jī)工作。同時為了保證系統(tǒng)的連續(xù)運行，整套變頻器配備有手動旁通裝置。如下圖所示： 變頻器異常時，變頻器停止運行，電機(jī)可以直接手動切換到工頻運行。工頻旁路由3個高壓隔離開關(guān)K1、K2、K3組成。變頻運行時，K1合，K2處于變頻位置；工頻運行時，K3合，K1、K2斷開。 成功應(yīng)用 循環(huán)風(fēng)機(jī)高壓變頻器于2007年11月到現(xiàn)場，12月中旬安裝，1月送電調(diào)試，并配合生產(chǎn)進(jìn)行各種動力實驗，試驗期間各種連鎖可靠，故障聲報警準(zhǔn)確，和DCS系統(tǒng)連接方便、控制精度高。投入生產(chǎn)運行后，通過實際生產(chǎn)期間對循環(huán)風(fēng)機(jī)工頻啟動運行和變頻啟動運行的大量對比測試，循環(huán)風(fēng)機(jī)采用變頻啟動運行后具有明顯的節(jié)能優(yōu)勢，如下表所示：[table][tr][td=1,1,39]項目[/td][td=1,1,44]功率（kW）[/td][td=1,1,37]功率 因數(shù)[/td][td=1,1,96]平均日用電量（kW.h）[/td][td=1,1,88]平均年用電量（kW.h）[/td][td=1,1,81]平均年省電量（kW.h）[/td][td=1,1,82]電費 元/每度[/td][td=1,1,82]平均年節(jié)省電費（元）[/td][/tr][tr][td=1,1,39]改造前[/td][td=1,1,44]650[/td][td=1,1,37]0.82[/td][td=1,1,96]11544[/td][td=1,1,88]4155840[/td][td=1,1,81]-[/td][td=1,1,82]0.6[/td][td=1,1,82]-[/td][/tr][tr][td=1,1,39]改造后[/td][td=1,1,44]650[/td][td=1,1,37]0.99[/td][td=1,1,96]7920[/td][td=1,1,88]2851200[/td][td=1,1,81]1304640[/td][td=1,1,82]0.6[/td][td=1,1,82]782784[/td][/tr][/table]通過上面的數(shù)據(jù)我們不但看到了該設(shè)備不但可以每年節(jié)省70多萬元的經(jīng)濟(jì)效益，而且還具有以下優(yōu)點： 安裝簡單，即將原高壓開關(guān)柜與電動機(jī)之間插入安裝變頻器，對原有接線改動不大。 操作使用方便，變頻器操作只有簡單的開機(jī)、停機(jī)和頻率調(diào)整。 能進(jìn)行無級調(diào)速，調(diào)速范圍廣，且調(diào)速精度高，適用性強(qiáng)。 保護(hù)功能完善，故障率低，排風(fēng)機(jī)啟動平穩(wěn)，啟動電流小，可靠性高。 電動機(jī)不需長期高速運行，工作電流大幅度下降，節(jié)電效果顯著。 由于變頻器取代了液耦調(diào)速，消除了機(jī)械及液壓高故障率的缺陷，設(shè)備維護(hù)費用降低。 電動機(jī)運行振動及噪聲明顯下降，軸承溫度也有很大的下降。 結(jié)束語 目前，水泥行業(yè)的競爭非常激烈，但關(guān)鍵還是制造成本的競爭，而拖動風(fēng)機(jī)用的高壓電動機(jī)在電機(jī)中占有很大的用電比重，通過微能高壓變頻器在京蘭水泥的應(yīng)用，增強(qiáng)了運行的安全可靠性，提高了生料磨的產(chǎn)量，又達(dá)到較好的節(jié)能效果，是水泥廠節(jié)能改造的理想設(shè)備，具有很高的推廣價值。 參考文獻(xiàn)： 1.《WIN-HV 使用說明書》