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礦山機械

    德弗斯變頻器在球磨機上的應用


    1、前言:

    21世紀的今天,全球能源緊張,節能的呼聲越來越高,先進的節能技術已經成為社會的一道亮點;然而在很多企業里的節能意識也很強,但就因為偶很制約因素使很多企業沒有將節能落到了實處。特別是在水泥;陶瓷;冶金行業,普遍認為球磨機難以被控制的,因為用電設備消耗多少電,是與其電機特性所決定的,主觀的控制無能為力。很顯然,此觀念是錯誤我國水泥廠中,大多數球磨機還處于人工手動控制的狀態,造成磨機內物料變化大、粉磨效率低、單位電耗大、鋼球和襯板損耗大等現象。而且,由于粉磨狀態變化大,導致了水泥細度及煤粉細度的均勻度也難以保證

    2 、球磨機節能基本原理

    球磨機內物料、鋼球和襯板相互碰撞產生噪音,該噪音隨著球磨機內物料量的變化而變化。物料較少時,鋼球、襯板碰撞的幾率大、能量大,產生的噪音大;隨著物料量增多時,因為物料的不斷填充,鋼球、襯板碰撞的幾率減小、能量變小,產生的噪音也減小。因此,用音頻傳感器就可以檢測到球磨機內物料量變化的多少。球磨機自控節能設備正是通過借助測量學、電子學、聲學等多學科知識,進一步通過音頻變送器對代表物料量的信號進行放大、濾波和噪音特征譜識別,輸出符合DDZIII型儀表標準、正比于球磨機內物料量的直流電流信號,以此達到節能控制的效果。該傳感變送器還具有Profibus現場總線接口,可方便地與現場總線系統對接。

    3 、球磨機節能技術的應用

    球磨機是一個大慣性、純滯后、動態特性復雜的對象,數學模型難以建立,而且其數學模型隨著時間變化也在緩慢變化著。針對球磨機運行的這一特點,其基本控制策略適于采用PIPI是近幾年發展起來的一種PID改進算法,這種控制方法不需要知道被控對象的數學模型,可以根據運行人員的實際經驗總結模糊控制規律,并在被控量接近給定值時,采用PI控制,以保證被控量快速、穩定地運行在給定值上。我們的研究表明,該PI控制器能夠獲得良好的動、靜態控制性能,可以保證球磨機內的物料量快速準確地穩定在設定值。

    深入分析球磨機的工作特性曲線(圖1),有助于尋找球磨機的最佳工作點,即球磨機的最大出力點。

    變頻器的選型:根據上述原則浙江德瑪電氣最新的D6B系列是從原有DM系列基礎升級而成。該系列變頻器有以下特點:本系列是采用新一代SVPWM波型生成技術的變頻器,低速額定轉矩輸出,帶載能力強,低速時可達到250%的額定轉矩輸出。具有矢量控制和多種轉矩提升及V/f曲線可設定,多種加、減速模式可以選擇,內置人性化的PID功能,諸多參數均可在線調整。具有各種完善的保護功能及故障診斷系統,具有過電壓、過電流及失速保護等功能技術先進、功能齊全、使用方便,可滿足電氣節能及各種生產工藝要求的需要。


    應用效果:球磨機安裝變頻節能控制系統后,取得了以下效果:改造后的設備能夠實現自動控制,以及市電/節電切換功能,并能克服球磨機大慣性引起的回升電壓,有效地保證設備正常運行。利用變頻器自動電壓調節功能,可在與負載無關的條件下,保持電機效率最高,因消除了起動時的沖擊,延長了機軸、波箱齒輪、皮帶等機械的使用壽命,減少了維修費用;利用變頻節能調速技術改造了球磨機的拖動系統,滿足了球磨機低速運行、大起動轉距的特點,實現了球磨機的運行速度連續可調;電機起動時無沖擊電流,起動力矩足夠,保護功能完善,保證了工藝控制質量,節約了維護成本。球磨機使用變頻調速后,起動電流小于額定電流的1.5倍,(如132KW電機原先的起動電流在1000A以上,變頻節能控制系統起動電流為180~200A之間),實現了真正的軟起動,也收到了節能的效果。由于起動電流大大減小,不會造成對電網的沖擊和電網電壓的下降,消除了因球磨機起動而引起的其它用電設備調閘或故障。在同樣的電網容量下,可以增加裝機臺數,內置電流反饋系統自動運行功能,可以通過變頻方便地設定研磨時間,加磨時間和自動停機功能,使操作更加智能化、人性化。球磨機變頻節能系統的節能效果一般可達12~15%左右。


    投資與回報:以東莞陶瓷公司為例,其公司安裝的6臺大功率的變頻器,以其中的一臺40噸球磨機為例:電動機功率為132KW,球磨機用電總負荷為132KW,運行時間為每日20小時,每月30天,平均負荷率0.85%,平均節電率為10%。電價0.70/度,則可得出:月節電費=用電總負荷×平均負荷率×月運行時間×電價×節電率=132×0.85×20×30×0.70×10%=4712.4,投資回收期=改造總投入÷月節電費=45368÷47129.6個月,即不到一年就可以收回全部的投資,而變頻器的使用壽命一般為10~15年,一年后即為純回報期,也即年節電收益在6萬元左右。
    在我國水泥、陶瓷、冶金行業,球磨機被大量使用,是物料粉碎不可缺少的重要生產設備。實踐證明,變頻器用于水泥、陶瓷、冶金行業球磨機的節能驅動是十分成功的,取得了良好的經濟效益,對于我國提出的建設節約型社會,減少環境污染具有重大的經濟和社會意義。深圳德弗斯變頻廣泛應用于火力發電、冶金、采油采礦、化工、機械、城市供水、塑膠、水泥、造紙.陶瓷、制藥等領域,其大力的推廣應用,將可盡早實現中國節能第一品牌的提升。

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