水泥廠行業(yè)現(xiàn)代化驅動控制

1水泥廠行業(yè)特點

2傳統(tǒng)水泥廠電控柜主要缺失

3 水泥廠行業(yè)待解決電氣問題

4 各種啟動裝置啟動特性比較

5 瘦斯達帶來的效益

6 傳統(tǒng)變頻器缺失

1.水泥廠行業(yè)特點 

石灰石經皮帶輸送機由礦山輸送進廠經石灰石破碎機破碎后由皮帶輸送機輸送至石灰石庫中間揚塵點有袋式收塵器，配料站，石灰石、砂巖、鐵粉、粉煤灰等經皮帶秤，皮帶輸送機送至原料磨（現(xiàn)在一般是立式輥磨）；粉磨后經空氣斜槽，斗式提升機輸送至生料庫；生料經斗式提升機送至預熱器，經預熱、分解入窯煅燒，熟料經篦冷機冷卻，熟料破碎機破碎，經鏈板機送至熟料庫。熟料、混合材、石膏經輸送機至水泥磨（球磨機）粉磨，成品入水泥庫。

水泥廠耗電量最大為旋窰機、羅茨風機、磨粉機、破碎機、輸送設備等，水泥廠電費約占水泥成本的20%左右，因此誰能節(jié)能比例高誰家的利潤就高，這是水泥行業(yè)的鐵則。因此，水泥廠經營管理最重要的課題是交流異步電機節(jié)能省電。 

水泥廠電機大部分運行在“大馬拉小車”工況下較多，傳統(tǒng)交流異步電機受限于啟動沖擊電流均不能隨意啟停導致能源利用率較低，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)變頻器的電機因為轉子高頻感應導致電腐蝕現(xiàn)象軸承壽命嚴重縮短，電機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軟啟動器及高壓變頻器作為節(jié)能改造的節(jié)能產品，通過一段時間的運行驗證，發(fā)現(xiàn)移相電機軟啟動器啟動困難，不能帶載啟動而且啟動電流很大，無法達到限流啟動效果，變頻器節(jié)能效果與可行性計劃預期數(shù)據(jù)大不相同，而且?guī)黼娋W污染及電機故障率提高等副作用問題嚴重。

2.傳統(tǒng)水泥廠電控柜主要缺失

瘦斯達交流驅動器替代傳統(tǒng)電控柜的效益：

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

高壓單元串聯(lián)變頻器采用串聯(lián)疊加性原理，高壓10KV經過移相變壓器降壓改變相序及電壓等級，再經過功率單元變頻調速，最后串聯(lián)起來輸出為10KV電壓等級。

高壓變頻器缺失：

1.移相變壓器的損耗最低10%，全部驅動運行損耗達到25%左右。

2.低壓變頻器本身運行時會增加電網變壓器的諧波損耗2-5%。

3.高壓變頻器PWM高頻開關導致電機發(fā)燙運行損耗提高10%左右。

4.高壓變頻器本身的損耗約2-4%。

5.電網諧波污染無法忍受；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買一臺高壓變頻器，那么運行損耗再加倍計算。

7.高壓變頻器投資金額極高，加上故障率極高，回收時間遙遙無期。

8.高壓變頻器的PWM波形帶來嚴重的無線電干擾（EMI）問題。

9.風機水泵設備一般不允許調速，調速以后所有運行參數(shù)均改變（壓力、流量平方下降），調速后負載設備運行效率急劇惡化。

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

通過以上分析后就知道單元串聯(lián)高壓變頻器不適合做風機、水泵、壓縮機節(jié)能改造，這是所有已經使用高壓單元串聯(lián)變頻器節(jié)能改造驗證的共同結果。

3.水泥廠行業(yè)待解決電氣問題

1.降低電氣總投資成本，也就是降低電控柜、動力線等相關費用。

2.電機啟動時無啟動沖擊電流，應該允許多次啟動不會影響到電網及驅動電機。

3.有效降低電網啟動容量，最好沒有啟動沖擊電流。

4.降低流動電費；允許多次啟停方式提高電機能源利用率。

5.解決大馬拉小車問題，減免無功補償設備。

6.價格合理（最好高壓變頻器的1/3以內），產品可靠性高。

7.可免除再投資購買各種電氣輔助設備（沒有環(huán)境污染問題）。

8.能夠智能自動化節(jié)能驅動控制，通過壓力、流量反饋信號閉環(huán)控制。

9.具備現(xiàn)代化人機界面控制，各種通訊接口或觸摸屏人機界面。

4.各種啟動裝置啟動特性比較。

5.瘦斯達替代傳統(tǒng)電控柜的主要效益

破碎機械，水泥機械等由于電機容量大，頻繁啟動，負載不均勻，頻繁過載必須倒車再前進控制，安裝環(huán)境的水汽、粉塵、導電粉塵較多，導致接觸器與碳刷滑環(huán)更換頻繁問題。

羅茨風機與集塵風機節(jié)能驅動應用

羅茨風機傳統(tǒng)采用放風泄壓方式控制壓力，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)境污染問題；選用瘦斯達節(jié)能型交流驅動器可以按照壓力信號反饋閉環(huán)控制自動啟停電機，由于瘦斯達啟動額定轉矩負載只需要額定電流，沒有任何沖擊電流，因此可隨意啟停控制，達到恒壓控制。采用啟?？刂品绞焦?jié)能效果最好，一般可達30%左右（依據(jù)工況決定）。

瘦斯達交流驅動器可接受物理量反饋控制應用在集塵風機，作為電機啟?？刂菩盘?，全速時可以旁路運行沒有額外損耗發(fā)生可帶載啟動沒有沖擊電流。 

旋窰機節(jié)能應用

瘦斯達節(jié)能型交流驅動器采用交交變頻轉矩控制，可以在額定負載下額定電流就可以啟動，最適合應用在旋窰機驅動控制，啟動沒有任何沖擊電流，替代傳統(tǒng)繞線式電機節(jié)能效果超過20%左右。 

傳統(tǒng)旋窰機選用繞線式電機較多，而繞線式電機滑環(huán)碳刷壽命很短，短路電阻產生高溫及環(huán)境污染嚴重，加上環(huán)境粉塵、水汽較多導致繞線式電機故障率高，運行效率低、功率因數(shù)低等問題，亟待技術改造；采用瘦斯達節(jié)能型交流驅動器可以有效解決傳統(tǒng)驅動控制缺失，并能有效降低電費。

1.電氣投資總成本下降20%左右，包括電網容量下降，動力線及開關設備等。

2.電控柜體積可縮小80%。

3.電網容量下調，無功補償及基本電費同時下調。

4.接觸器采用半導體過零開關控制，沒有火花拉弧現(xiàn)象。

5.節(jié)能控制（間歇式控制）-流動電費下降20%左右。

6.不必再投資購買節(jié)能改造、技術改造、無功補償、污染防治設備。

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

8.全方位電機保護功能，電機不再燒毀。

9.標配串行通訊接口，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造成電網諧波電流污染嚴重，又是采用高頻載波PWM技術，帶來了極大的無線電干擾（EMI）與PWM污染問題，導致驅動電機損耗提高10%左右，電腐蝕現(xiàn)象嚴重，線圈承受3倍的突波電壓，電機驅動線集膚效應嚴重。

低壓電壓型變頻器驅動系統(tǒng)的損耗超過15%以上，高壓多電平控制技術因為使用移相變壓器導致效率再降低10%以上，因此傳統(tǒng)高壓變頻器體積大、價格高、器件多、故障率高、運行效率低的特點。

傳統(tǒng)電壓型變頻器的環(huán)境污染問題嚴重，治理需要投資高于變頻器的價格，而且無法全部有效抑制，治理設備的損耗更大。因此完全失去了節(jié)能驅動的價值。