優(yōu)化水泥廠風(fēng)機(jī)控制

信息來源：發(fā)布時(shí)間：2020-08-26閱讀：341

都江堰拉法基水泥廠在采用羅克韋爾自動(dòng)化中壓變頻器之后，單位產(chǎn)品能耗明顯降低，新系統(tǒng)工作更加穩(wěn)定，便于維護(hù)，每年節(jié)省的維護(hù)費(fèi)用就達(dá)2.4萬(wàn)美元。

　　優(yōu)化水泥廠風(fēng)機(jī)控制的解決方案▲由于采用了PowerFlex7000中壓變頻器，使得維護(hù)工作更加簡(jiǎn)便，節(jié)省了維護(hù)費(fèi)用。僅此一項(xiàng)，每年就能為水泥廠節(jié)省2.4萬(wàn)美元。

　　司是世界上最大的水泥生產(chǎn)廠商，在42個(gè)國(guó)家建立有117家水泥廠、27家研磨廠，其水泥年產(chǎn)量高達(dá)1億5000萬(wàn)t. 12家合資企業(yè)中最大的一家一一都江堰拉法基水泥廠，興建于2002年6月。它是我國(guó)西部最大的一家干法旋窯水泥廠，其設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為140萬(wàn)t水泥。

　　泥年產(chǎn)量處于全球主導(dǎo)地位，占全球產(chǎn)量的30%，占亞洲產(chǎn)量的50%.在最近25年里，我國(guó)的水泥行業(yè)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，從1978年的年產(chǎn)量6500萬(wàn)t，增加到2001年的6億5000萬(wàn)t.在我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)和房地產(chǎn)業(yè)的推動(dòng)下，從2001年起水泥產(chǎn)銷量急劇攀升。隨著我國(guó)政府不斷增大對(duì)基礎(chǔ)建設(shè)的投入和城市房地產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)水泥的需求量仍將保持增長(zhǎng)。

　　挑戰(zhàn)水泥行業(yè)是一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)激烈的行業(yè)，眾多水泥廠商都在通過提高產(chǎn)品質(zhì)量、維持較低價(jià)格水平來增加市場(chǎng)份額。為了保持企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，必須提高生產(chǎn)效率，充分利用投資，盡可能地降低生產(chǎn)成本。

　　對(duì)于都江堰拉法基水泥廠來說，首先應(yīng)該降低單位產(chǎn)品的能耗，節(jié)省能源費(fèi)用。因?yàn)?，能源費(fèi)用是水泥廠最大的生產(chǎn)成本，水泥生產(chǎn)的每個(gè)階段都將耗費(fèi)大量的能源，其費(fèi)用占產(chǎn)品成本的70%.因此，任何一項(xiàng)節(jié)能措施都將有助于提高經(jīng)濟(jì)效益。

　　為了減少能耗，都江堰拉法基水泥廠希望通過自動(dòng)控制系統(tǒng)來控制干法旋窯前端排風(fēng)機(jī)、主風(fēng)機(jī)、高溫風(fēng)機(jī)、加煤風(fēng)機(jī)、干法旋窯尾部風(fēng)機(jī)的運(yùn)行速度。

　　解決方案都江堰拉法基水泥廠選擇羅克韋爾自動(dòng)化為這五臺(tái)風(fēng)機(jī)提供控制系統(tǒng)。因?yàn)樵搹S的領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)人員認(rèn)為羅克韋爾自動(dòng)化在水泥設(shè)備控制領(lǐng)域享有較高的聲譽(yù)，在亞洲地區(qū)多家水泥廠的建設(shè)項(xiàng)目中取得了成功。

　　羅克韋爾自動(dòng)化建議該水泥廠使用變頻器來控制整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)。通過調(diào)整風(fēng)板或閥門開啟度來調(diào)節(jié)通風(fēng)量的傳統(tǒng)機(jī)械調(diào)節(jié)方法，不能降低風(fēng)機(jī)的耗電量，并常常使它處于滿負(fù)載情況下運(yùn)行，而實(shí)際上根本不需要那樣大的通風(fēng)量。這使得整個(gè)系統(tǒng)效率較低，電能浪費(fèi)嚴(yán)重，毫無(wú)意義地加大了對(duì)設(shè)備的磨損。如果采用變頻器，就可以通過控制電機(jī)轉(zhuǎn)速來直接調(diào)節(jié)通風(fēng)量，節(jié)省耗電量。

　　都江堰拉法基水泥廠采用了羅克韋爾自動(dòng)化的PowerFlex7000中壓變頻器，分別對(duì)每個(gè)風(fēng)機(jī)進(jìn)行獨(dú)立控制。電機(jī)轉(zhuǎn)速采用電流閉環(huán)控制方式。每個(gè)電機(jī)上安裝有速度計(jì)，用于顯示電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速。

　　在本系統(tǒng)中，所有的變頻器均采用ModBus Plus通訊協(xié)議與該水泥廠現(xiàn)有的DCS集散控制系統(tǒng)通訊。同時(shí)，每臺(tái)變頻器均配備有PanelView操作員界面，不僅方便了對(duì)變頻器的操作，還可用于顯示變頻器的數(shù)據(jù)和狀態(tài)。

　　PowerFlex7000中壓變頻器采用18脈沖調(diào)整及PWM脈寬調(diào)制方式對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制，輸出波形穩(wěn)定，可以有效防止諧波。該變頻器采用對(duì)稱門極換流晶閘管（SGCT）代替了輸出變壓器，減少了所需的換流器件數(shù)目，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性。而大多數(shù)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的產(chǎn)品還在使用傳統(tǒng)的門極絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管（IGBT）技術(shù)，而這樣需要增加更多的換流器件。

　　效果羅克韋爾自動(dòng)化為風(fēng)機(jī)的控制提供了高效、可靠的解決方案。根據(jù)所需的通風(fēng)量，由變頻器向風(fēng)機(jī)提供相應(yīng)的電能，這樣會(huì)讓風(fēng)機(jī)運(yùn)行更加經(jīng)濟(jì)。采用PowerFlex7000中壓變頻器之后，水泥廠的單位產(chǎn)品能耗下降了10%，由此每年將為用戶節(jié)約12.4萬(wàn)美元。

　　拉法基水泥廠運(yùn)行部彭立稱贊道，通過它提高了產(chǎn)品利潤(rùn)率，讓使我們能夠在國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)激烈的水泥市場(chǎng)保持領(lǐng)先地位！

　?。ㄎ恼虏樵兲?hào)64）換流晶閘管（SGCT），逆變開關(guān)器件數(shù)量少，功率結(jié)構(gòu)為無(wú)熔斷器，具有電流抑制DC電抗器。

　　行。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，能量可回饋電網(wǎng)，電機(jī)再生制動(dòng)。適用于需四象限工作的應(yīng)用（如窯、皮帶傳輸?shù)龋┘按髴T量負(fù)載（如離心式風(fēng)機(jī)）負(fù)載的快速調(diào)整。

　　免傳感器的直接矢量控制免傳感器的直接矢量控制對(duì)馬達(dá)的磁通是測(cè)算而不是估算。如同直流驅(qū)動(dòng)，馬達(dá)力矩可快速改變而不影響馬達(dá)磁通。此控制方式可產(chǎn)生較標(biāo)準(zhǔn)V/Hz型變頻更優(yōu)越的運(yùn)行性能。對(duì)持續(xù)運(yùn)行在6Hz以下的低速應(yīng)用，可選用帶測(cè)速反饋的完全矢量控制。

　　SGCT中壓變頻器的理想功率開關(guān)：門驅(qū)動(dòng)集成，開關(guān)頻率高，雙面冷卻的對(duì)稱門極換流晶閘管是用于中壓變頻器的理想功率半導(dǎo)體開關(guān)。通過對(duì)控制SGCT的脈寬調(diào)制（PWM）模式的優(yōu)化，將器件的導(dǎo)通和開關(guān)損耗降至最低，產(chǎn)生了極為緊湊和高效的逆變器設(shè)計(jì)，由于SGCT獨(dú)特的性能及Power Flex7000的技術(shù)結(jié)構(gòu)，該組件可通用于PWM逆變器和PWM整流器。

　　Flex7000的核心是創(chuàng)新的功率機(jī)架PowerCage.它可將主要功率器件以緊湊的模塊化的形式集成于一體。先進(jìn)的散熱器設(shè)計(jì)，加上高壓冷卻氣流模式，確保了高效的熱傳遞且降低了熱損傷，獨(dú)特的組件形式意味著不必移動(dòng)機(jī)架，無(wú)需特殊工具便可在5min之內(nèi)完成對(duì)器件的更換；器件數(shù)量少，PowerFlex7000只須6個(gè)SGCT組成逆變器（2頻）而使用IGBT或IGCT的其他產(chǎn)品需要1236個(gè)功率開關(guān)器件。

　　美國(guó)珥動(dòng)賽專為惡劣工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)的交換機(jī)。

　　集線捶口轉(zhuǎn)器及路蟲酋低壓ac/dck.理供冗余電琢連接外理設(shè)計(jì)ffl巧。適合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安裝寬度范圉室外應(yīng)用，工作a度可達(dá)產(chǎn)品系列齊±，即潘即用型配置型。