一、引言 　　在水泥行業(yè)，由于電費(fèi)的成本已成為原材料成本，人工成本之后的第三大開(kāi)支；在用電緊張的今天，節(jié)省電費(fèi)已成為企業(yè)經(jīng)營(yíng)者考慮的一件大事；而水泥廠的立窯風(fēng)機(jī)是水泥廠的重要設(shè)備之一，也是主要的耗電設(shè)備之一。立窯風(fēng)機(jī)的容量是按照機(jī)械立窯最大的設(shè)計(jì)產(chǎn)量來(lái)選型的，且留有一定的余量。在使用中，立窯風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期固定在最大的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。由于季節(jié)、晝夜和生產(chǎn)工況的變化，機(jī)立窯的實(shí)際風(fēng)量需求在絕大部分時(shí)間內(nèi)遠(yuǎn)比設(shè)計(jì)負(fù)載低；在轉(zhuǎn)速固定的情況下，當(dāng)立窯風(fēng)機(jī)的風(fēng)量過(guò)剩時(shí)，只能通過(guò)旁通風(fēng)管排放掉（或控制風(fēng)門的進(jìn)風(fēng)量），這樣就造成立窯風(fēng)機(jī)功耗的嚴(yán)重浪費(fèi)，故對(duì)立窯風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻節(jié)能改造具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。 　　 　　二、變頻節(jié)電原理 　　對(duì)于風(fēng)機(jī)來(lái)說(shuō)，風(fēng)量Q與轉(zhuǎn)速n成正比，風(fēng)壓F與轉(zhuǎn)速n的二次方成正比，而軸功率P 與轉(zhuǎn)速n的三次方成正比（見(jiàn)表1），從表中我們可以看出上述幾個(gè)量的變化關(guān)系： 表1 顯然，變風(fēng)量控制系統(tǒng)的節(jié)能效果是十分突出的 從上面的圖表中可以明了，當(dāng)風(fēng)機(jī)效率一定，調(diào)節(jié)風(fēng)量微小的變化時(shí)，轉(zhuǎn)速可成比例下降，則風(fēng)機(jī)的軸功率成立方關(guān)系下降。在滿足工藝要求的前提下，若風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速有富余10%，將可節(jié)省電耗27.1%,若風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速富余20%，將可節(jié)省電耗48.8%。由此可見(jiàn)，風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載，其節(jié)電效果將是非常明顯。 　三、 立窯基本參數(shù)和工作原理 　1、窯爐的基本參數(shù) 　1）機(jī)械立窯參數(shù) 　1、規(guī)格：（窯徑×高度）2.0×8.5 , 2、 年產(chǎn)量：普通水泥5～7萬(wàn)噸 　3、喂料方法：?jiǎn)巫觳剂狭镒?1KW， 4、溜子回轉(zhuǎn)速度：6.48轉(zhuǎn)/分 　5、塔篦子形式：整體雙偏心， 6、塔篦子轉(zhuǎn)速1.2～12.2轉(zhuǎn)/分, 　7、傳動(dòng)方式：中心傳動(dòng)，功率15KW ， 8、料封形式：垂直管料封， 　9、出料粒度：不大于100毫米 　2）風(fēng)機(jī)參數(shù) 　風(fēng)機(jī)功率：132KW，額定電壓：380V，額定電流：245A，轉(zhuǎn)速2980轉(zhuǎn)/分， 　運(yùn)行電流：120A～180A；風(fēng)量：12776m3/h；風(fēng)壓：21995Pa；起動(dòng)方式：△/Y 　2、機(jī)立窯燒成工作原理 　　由料斗提升機(jī)將配置好的生料加一定比例的水，送至成球機(jī)成球，然后由布料器勻均地施入窯爐中，園球狀的生料顆粒由底部的離心風(fēng)機(jī)送風(fēng)在窯爐中部充分燃燒，到窯爐底部冷卻后，由塔篦子旋轉(zhuǎn)，將燒好的熟料下到漏斗中，經(jīng)適量噴水，經(jīng)熟料破碎機(jī)后進(jìn)入下道工序。由此可見(jiàn)，機(jī)立窯風(fēng)機(jī)的配置的好壞直接影響到水泥的產(chǎn)量，故此，許多水泥廠廠家在風(fēng)機(jī)上做文章，加大電機(jī)功率，加大風(fēng)量與風(fēng)壓，往往適得其反。 　　從整個(gè)立窯系統(tǒng)裝機(jī)的設(shè)備功率來(lái)看，羅茨風(fēng)機(jī)電機(jī)功率為132KW，是整個(gè)機(jī)立窯系統(tǒng)裝機(jī)功率的一半，對(duì)煅燒來(lái)說(shuō)是一個(gè)用電較大的設(shè)備。它的改造成功將對(duì)廠家有較深遠(yuǎn)的意義。 　四、 用戶對(duì)變頻節(jié)能改造后功能的要求 　a） 要求變頻器的跟隨性能好，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，故障率低。 　b） 要求壹臺(tái)變頻器可兩地操作（也就是提供兩塊操作面板），一塊用延長(zhǎng)線聯(lián)結(jié)至窯面上，替代原操作系統(tǒng)；該塊操作面板可以任意設(shè)定、修改參數(shù)，根據(jù)生產(chǎn)情況任意調(diào)節(jié)風(fēng)量大小，能控制變頻器的啟停。另一塊操作面板必須放在有人值班低壓配電室內(nèi)，只提供運(yùn)行參數(shù)監(jiān)視和開(kāi)啟、關(guān)閉變頻器，不能設(shè)定參數(shù)和修改參數(shù)，不能調(diào)整風(fēng)量的大小。 　c） 在窯面和低壓配電室兩處都必須安裝應(yīng)急緊急停車按鈕。 在用風(fēng)量較小的情況下，必須保證電機(jī)的溫升和電機(jī)的噪聲不得超過(guò)允許的范圍 　五、立窯風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速節(jié)能改造方案設(shè)計(jì) 　1）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和用戶的要求，我們?cè)O(shè)計(jì)安裝一臺(tái)品質(zhì)優(yōu)良、性能穩(wěn)定可靠的平方轉(zhuǎn)矩（風(fēng)機(jī)水泵型）威科變頻器，其型號(hào)為VEC—V6—132F3，容量為132KW；并聯(lián)在原風(fēng)機(jī)起動(dòng)柜主回路電路中，并和原主電路做成安全電器互鎖；對(duì)立窯風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻節(jié)能控制，具體的控制頻率，由窯爐操作員工根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)工藝和窯爐的煅燒情況，通過(guò)控制變頻器面板上的上、下鍵操作，就能控制窯爐風(fēng)量的大小。從而放棄了立窯風(fēng)機(jī)過(guò)去傳統(tǒng)的控制方式，改造成了目前調(diào)速效果最好、節(jié)電效果最佳的變頻調(diào)速。 　2）在變頻器的硬件上加裝一路（顯示面板）牛腳插痤，制作成兩路面板控制；鍵盤和牛腳插座之間用一條50米長(zhǎng)的屏蔽線聯(lián)結(jié)，以滿足用戶的要求。保留原風(fēng)機(jī)窯面和值班室兩處的緊急停車按鈕，在空開(kāi)和變頻器之間的主電路中，增設(shè)交流按觸器。用鋼材把原放風(fēng)閥封牢。變頻改造后要依次合理調(diào)節(jié)每一個(gè)窯爐風(fēng)腰的開(kāi)度。 　 六、變頻參數(shù)的設(shè)定 變頻器安裝完畢后，必須對(duì)變頻器的參數(shù)進(jìn)行合理的設(shè)定，有些參數(shù)和設(shè)定，將直接影響變頻器的運(yùn)行，導(dǎo)致電機(jī)不能啟動(dòng)，造成工程改造的失敗。所以在設(shè)定時(shí)要耐心細(xì)致，使參數(shù)設(shè)定和電機(jī)匹配。5 　　七、立窯風(fēng)機(jī)變頻改造中注意事項(xiàng) 　　1） 面板控制方式應(yīng)置為用鍵盤的 （上）或 （下）鍵調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量較為合理，因?yàn)楦G面的工作環(huán)境較惡劣，假如用電位器調(diào)節(jié)，天長(zhǎng)日久地來(lái)回旋轉(zhuǎn)，會(huì)使電位器接觸不良，造成電機(jī)電流波動(dòng)很大；筆者經(jīng)過(guò)許多家水泥廠的實(shí)踐證明，鍵盤（上）、（下）鍵控制優(yōu)于電位器控制。 　　2） 變頻器的停車方式設(shè)定為自由停車。由于風(fēng)機(jī)是大慣量負(fù)載，若加減速時(shí)間設(shè)定過(guò)短，在加速時(shí)過(guò)程中容易會(huì)出現(xiàn)過(guò)流、過(guò)載，在減速時(shí)容易出過(guò)電壓保護(hù)，但設(shè)定時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致風(fēng)量調(diào)節(jié)緩慢，跟隨性能會(huì)變差，使系統(tǒng)易處在短期不穩(wěn)定狀態(tài)中，有時(shí)滿足不了窯爐生產(chǎn)的要求。因此，在滿足變頻器正常運(yùn)行（不跳故障）的前題下，盡量把加減速時(shí)間設(shè)定合理。 　　3） 在變頻器的輸入和輸出加裝零序電抗器，以減少諧波的份量，以提高變頻器的功率因數(shù)。 　八、變頻改造后的節(jié)電效果 　　 　九 、本系統(tǒng)的特點(diǎn) 　1） 采用節(jié)能單機(jī)控制，根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際需要通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)送風(fēng)量，在滿足使用要求的前提下達(dá)到最大限度的節(jié)能。 　2） 實(shí)現(xiàn)了風(fēng)機(jī)的高效調(diào)速，調(diào)速平穩(wěn)、精度高，調(diào)速過(guò)程中轉(zhuǎn)差損耗小，由于降速運(yùn)行和軟啟動(dòng)，使電機(jī)啟動(dòng)電流大大減小，起動(dòng)時(shí)定、轉(zhuǎn)子消耗減少，對(duì)延長(zhǎng)電機(jī)壽命十分有利。 　3） 先進(jìn)的設(shè)置監(jiān)控及調(diào)節(jié)功能改善了系統(tǒng)運(yùn)行特性，使系統(tǒng)操作更簡(jiǎn)便。 　4） 系統(tǒng)具有過(guò)載、過(guò)流、過(guò)壓、短路、欠壓保護(hù)措施，使系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率和安全性、可靠性大大提高，有效地防止了噴窯的發(fā)生。 　5） 運(yùn)用威科變頻器最大特點(diǎn)就是電機(jī)在低頻運(yùn)行時(shí)，不發(fā)生振蕩現(xiàn)象。 結(jié)束語(yǔ) 　　在風(fēng)機(jī)水泵上采用變頻調(diào)速技術(shù)不僅調(diào)速性能優(yōu)越，而且節(jié)能效果十分顯著；隨著變頻器制技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，變頻器價(jià)格不斷下降，我們相信所有的水泥廠立窯風(fēng)機(jī)都會(huì)改造成用變頻調(diào)速來(lái)控制。