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水泥廠行業(yè)現(xiàn)代化驅(qū)動(dòng)控制

1水泥廠行業(yè)特點(diǎn)

2傳統(tǒng)水泥廠電控柜主要缺失

3 水泥廠行業(yè)待解決電氣問(wèn)題

4 各種啟動(dòng)裝置啟動(dòng)特性比較

5 瘦斯達(dá)帶來(lái)的效益

6 傳統(tǒng)變頻器缺失

1.水泥廠行業(yè)特點(diǎn) 

石灰石經(jīng)皮帶輸送機(jī)由礦山輸送進(jìn)廠經(jīng)石灰石破碎機(jī)破碎后由皮帶輸送機(jī)輸送至石灰石庫(kù)中間揚(yáng)塵點(diǎn)有袋式收塵器，配料站，石灰石、砂巖、鐵粉、粉煤灰等經(jīng)皮帶秤，皮帶輸送機(jī)送至原料磨（現(xiàn)在一般是立式輥磨）；粉磨后經(jīng)空氣斜槽，斗式提升機(jī)輸送至生料庫(kù)；生料經(jīng)斗式提升機(jī)送至預(yù)熱器，經(jīng)預(yù)熱、分解入窯煅燒，熟料經(jīng)篦冷機(jī)冷卻，熟料破碎機(jī)破碎，經(jīng)鏈板機(jī)送至熟料庫(kù)。熟料、混合材、石膏經(jīng)輸送機(jī)至水泥磨（球磨機(jī)）粉磨，成品入水泥庫(kù)。

水泥廠耗電量最大為旋窰機(jī)、羅茨風(fēng)機(jī)、磨粉機(jī)、破碎機(jī)、輸送設(shè)備等，水泥廠電費(fèi)約占水泥成本的20%左右，因此誰(shuí)能節(jié)能比例高誰(shuí)家的利潤(rùn)就高，這是水泥行業(yè)的鐵則。因此，水泥廠經(jīng)營(yíng)管理最重要的課題是交流異步電機(jī)節(jié)能省電。 

水泥廠電機(jī)大部分運(yùn)行在“大馬拉小車”工況下較多，傳統(tǒng)交流異步電機(jī)受限于啟動(dòng)沖擊電流均不能隨意啟停導(dǎo)致能源利用率較低，因此水泥廠存在許多節(jié)能改造空間。

水泥行業(yè)大部分建在荒郊野外潮濕多水氣的環(huán)境，加上粉塵充斥，電氣設(shè)備故障率較高（接觸器故障最多），特別是使用傳統(tǒng)變頻器的電機(jī)因?yàn)檗D(zhuǎn)子高頻感應(yīng)導(dǎo)致電腐蝕現(xiàn)象軸承壽命嚴(yán)重縮短，電機(jī)線圈收突波電壓影線圈很容易破壞絕緣而燒毀。

許多水泥廠選用移相電機(jī)軟啟動(dòng)器及高壓變頻器作為節(jié)能改造的節(jié)能產(chǎn)品，通過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)移相電機(jī)軟啟動(dòng)器啟動(dòng)困難，不能帶載啟動(dòng)而且啟動(dòng)電流很大，無(wú)法達(dá)到限流啟動(dòng)效果，變頻器節(jié)能效果與可行性計(jì)劃預(yù)期數(shù)據(jù)大不相同，而且?guī)?lái)電網(wǎng)污染及電機(jī)故障率提高等副作用問(wèn)題嚴(yán)重。

2.傳統(tǒng)水泥廠電控柜主要缺失

瘦斯達(dá)交流驅(qū)動(dòng)器替代傳統(tǒng)電控柜的效益：

降低30%電氣總投資費(fèi)用，每月節(jié)約25%電費(fèi)，電控柜縮小80%體積。

高壓?jiǎn)卧?lián)變頻器采用串聯(lián)疊加性原理，高壓10KV經(jīng)過(guò)移相變壓器降壓改變相序及電壓等級(jí)，再經(jīng)過(guò)功率單元變頻調(diào)速，最后串聯(lián)起來(lái)輸出為10KV電壓等級(jí)。

高壓變頻器缺失：

1.移相變壓器的損耗最低10%，全部驅(qū)動(dòng)運(yùn)行損耗達(dá)到25%左右。

2.低壓變頻器本身運(yùn)行時(shí)會(huì)增加電網(wǎng)變壓器的諧波損耗2-5%。

3.高壓變頻器PWM高頻開(kāi)關(guān)導(dǎo)致電機(jī)發(fā)燙運(yùn)行損耗提高10%左右。

4.高壓變頻器本身的損耗約2-4%。

5.電網(wǎng)諧波污染無(wú)法忍受；諧波污染影響到二次變電所，大功率影響到一次變電所。

6.如果需要諧波治理等于再購(gòu)買一臺(tái)高壓變頻器，那么運(yùn)行損耗再加倍計(jì)算。

7.高壓變頻器投資金額極高，加上故障率極高，回收時(shí)間遙遙無(wú)期。

8.高壓變頻器的PWM波形帶來(lái)嚴(yán)重的無(wú)線電干擾（EMI）問(wèn)題。

9.風(fēng)機(jī)水泵設(shè)備一般不允許調(diào)速，調(diào)速以后所有運(yùn)行參數(shù)均改變（壓力、流量平方下降），調(diào)速后負(fù)載設(shè)備運(yùn)行效率急劇惡化。

10.高壓變頻器的電子元器件太多，損耗大，發(fā)熱量高，導(dǎo)致產(chǎn)品故障率極高。

通過(guò)以上分析后就知道單元串聯(lián)高壓變頻器不適合做風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)節(jié)能改造，這是所有已經(jīng)使用高壓?jiǎn)卧?lián)變頻器節(jié)能改造驗(yàn)證的共同結(jié)果。

3.水泥廠行業(yè)待解決電氣問(wèn)題

1.降低電氣總投資成本，也就是降低電控柜、動(dòng)力線等相關(guān)費(fèi)用。

2.電機(jī)啟動(dòng)時(shí)無(wú)啟動(dòng)沖擊電流，應(yīng)該允許多次啟動(dòng)不會(huì)影響到電網(wǎng)及驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

3.有效降低電網(wǎng)啟動(dòng)容量，最好沒(méi)有啟動(dòng)沖擊電流。

4.降低流動(dòng)電費(fèi)；允許多次啟停方式提高電機(jī)能源利用率。

5.解決大馬拉小車問(wèn)題，減免無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。

6.價(jià)格合理（最好高壓變頻器的1/3以內(nèi)），產(chǎn)品可靠性高。

7.可免除再投資購(gòu)買各種電氣輔助設(shè)備（沒(méi)有環(huán)境污染問(wèn)題）。

8.能夠智能自動(dòng)化節(jié)能驅(qū)動(dòng)控制，通過(guò)壓力、流量反饋信號(hào)閉環(huán)控制。

9.具備現(xiàn)代化人機(jī)界面控制，各種通訊接口或觸摸屏人機(jī)界面。

4.各種啟動(dòng)裝置啟動(dòng)特性比較。

5.瘦斯達(dá)替代傳統(tǒng)電控柜的主要效益

破碎機(jī)械，水泥機(jī)械等由于電機(jī)容量大，頻繁啟動(dòng)，負(fù)載不均勻，頻繁過(guò)載必須倒車再前進(jìn)控制，安裝環(huán)境的水汽、粉塵、導(dǎo)電粉塵較多，導(dǎo)致接觸器與碳刷滑環(huán)更換頻繁問(wèn)題。

羅茨風(fēng)機(jī)與集塵風(fēng)機(jī)節(jié)能驅(qū)動(dòng)應(yīng)用

羅茨風(fēng)機(jī)傳統(tǒng)采用放風(fēng)泄壓方式控制壓力，這種方式不節(jié)能而且造成漫山遍野的森林披上一層灰泥的環(huán)境污染問(wèn)題；選用瘦斯達(dá)節(jié)能型交流驅(qū)動(dòng)器可以按照壓力信號(hào)反饋閉環(huán)控制自動(dòng)啟停電機(jī)，由于瘦斯達(dá)啟動(dòng)額定轉(zhuǎn)矩負(fù)載只需要額定電流，沒(méi)有任何沖擊電流，因此可隨意啟?？刂疲_(dá)到恒壓控制。采用啟?？刂品绞焦?jié)能效果最好，一般可達(dá)30%左右（依據(jù)工況決定）。

瘦斯達(dá)交流驅(qū)動(dòng)器可接受物理量反饋控制應(yīng)用在集塵風(fēng)機(jī)，作為電機(jī)啟?？刂菩盘?hào)，全速時(shí)可以旁路運(yùn)行沒(méi)有額外損耗發(fā)生可帶載啟動(dòng)沒(méi)有沖擊電流。 

旋窰機(jī)節(jié)能應(yīng)用

瘦斯達(dá)節(jié)能型交流驅(qū)動(dòng)器采用交交變頻轉(zhuǎn)矩控制，可以在額定負(fù)載下額定電流就可以啟動(dòng)，最適合應(yīng)用在旋窰機(jī)驅(qū)動(dòng)控制，啟動(dòng)沒(méi)有任何沖擊電流，替代傳統(tǒng)繞線式電機(jī)節(jié)能效果超過(guò)20%左右。 

傳統(tǒng)旋窰機(jī)選用繞線式電機(jī)較多，而繞線式電機(jī)滑環(huán)碳刷壽命很短，短路電阻產(chǎn)生高溫及環(huán)境污染嚴(yán)重，加上環(huán)境粉塵、水汽較多導(dǎo)致繞線式電機(jī)故障率高，運(yùn)行效率低、功率因數(shù)低等問(wèn)題，亟待技術(shù)改造；采用瘦斯達(dá)節(jié)能型交流驅(qū)動(dòng)器可以有效解決傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制缺失，并能有效降低電費(fèi)。

1.電氣投資總成本下降20%左右，包括電網(wǎng)容量下降，動(dòng)力線及開(kāi)關(guān)設(shè)備等。

2.電控柜體積可縮小80%。

3.電網(wǎng)容量下調(diào)，無(wú)功補(bǔ)償及基本電費(fèi)同時(shí)下調(diào)。

4.接觸器采用半導(dǎo)體過(guò)零開(kāi)關(guān)控制，沒(méi)有火花拉弧現(xiàn)象。

5.節(jié)能控制（間歇式控制）-流動(dòng)電費(fèi)下降20%左右。

6.不必再投資購(gòu)買節(jié)能改造、技術(shù)改造、無(wú)功補(bǔ)償、污染防治設(shè)備。

7.具有遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，局網(wǎng)、總線、RS-485，MODBUS-RTU，PROFIBUS-DP

8.全方位電機(jī)保護(hù)功能，電機(jī)不再燒毀。

9.標(biāo)配串行通訊接口，具有在線上故障診斷系統(tǒng)。

6.使用傳統(tǒng)交直交變頻器的缺失

傳統(tǒng)電壓型變頻器采用交直交技術(shù)造成電網(wǎng)諧波電流污染嚴(yán)重，又是采用高頻載波PWM技術(shù)，帶來(lái)了極大的無(wú)線電干擾（EMI）與PWM污染問(wèn)題，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電機(jī)損耗提高10%左右，電腐蝕現(xiàn)象嚴(yán)重，線圈承受3倍的突波電壓，電機(jī)驅(qū)動(dòng)線集膚效應(yīng)嚴(yán)重。

低壓電壓型變頻器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的損耗超過(guò)15%以上，高壓多電平控制技術(shù)因?yàn)槭褂靡葡嘧儔浩鲗?dǎo)致效率再降低10%以上，因此傳統(tǒng)高壓變頻器體積大、價(jià)格高、器件多、故障率高、運(yùn)行效率低的特點(diǎn)。

傳統(tǒng)電壓型變頻器的環(huán)境污染問(wèn)題嚴(yán)重，治理需要投資高于變頻器的價(jià)格，而且無(wú)法全部有效抑制，治理設(shè)備的損耗更大。因此完全失去了節(jié)能驅(qū)動(dòng)的價(jià)值。