高压变频器在水泥厂节能中的应用
时间：2021-01-08 16:04:48 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：国产高压变频器在水泥生产的各个工艺环节中，具有较高的节能效果；高压变频器在实际的使用过程中，需要与特殊工艺和具体的生产环境相结合，通过合理的分析与应用，以提高生产的效率，并最终实现节能降耗的目的。本文就高压变频器在水泥厂相关工艺、环节中使用的节能效果展开分析与论述。
关键词：高压变频器；水泥厂；节能降耗
中图分类号： TM92 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）13-196-2
0 引言
水泥厂对能源的消耗一直较大，并且这一行业已被国家列入重点节能目录；由于在水泥生产过程中所消耗的电能源、水能源和污染物的排放量，相对于其他工业产业来说，都是比较突出的，所以为了减轻这一现象，建立起一个完善的节约型水泥生产体系，有利于减少能源的消耗，优化生态环境。通过现有的科学技术手段，对系统、设备进行相应的改良，是改善水泥生产所带来的能源消耗的根本所在；寻求节能与生产之间的最大平衡点，从而获取更高的经济效益。
在水泥生产的过程中，每个工艺环节都具有一定的能源消耗量，其中电动机负载消耗在生产线上占有较大的能源消耗量，比例在30%左右；高压电动机主要的功能是拖动电机进行运转生产，其占得比重也是同样的多，在实际的生产线上，由于整个系统的设置，使得在生产运行的过程中，各种风机所消耗的能源占比25%-30%，这样的耗能比例在整个生产过程中属于较大的，降低了整体的节能效果，所以对风机电动机方面的降耗工作，要引起高度的重视。这样的现象不是个别的，而是普遍存在的；根据各个生产厂家的设备、工况和产量的不同，所消耗的电能、风能也都各不相同，由于传统的风机的设计制作上，通过对进出风口的调节来实现所需风量的调节，这一工作原理是建立在增加风阻、牺牲风机的工作效率的基础上而实现的，也就是说传统的风机在使用的过程中，带来了较大的能源损耗量，不利于节能减排工作的开展；所以对其进行适当的技术改造，将生产效率低的、耗能大的风量调节设备，升级为变频调速技术来实现对风量的控制，这样的调节管控方式在满足厂家所需的生产要求的基础上，又可以实现减少电能消耗的目的；经过相应技术改造后，使得原有的一些运行故障得以有效减少，从而获取更好的经济效益。
随着相关的电子技术的发展和应用成熟，变频技术的使用变得越来越普遍，将传统的依靠调整配套的风门大小而实现对用风量的调整，转变为采用变速的电气传动调节；目前变频调速在我国的水泥制造生产过程中，已经成为了风机、泵类的电气传动调节，并且其节能降耗效果也被广泛认可，成为业内使用范围最广、效果最佳的电气传动方案。
1 高压变频的节能原理分析
对高压变频的调节，在生产过程中具有一定的节能作用，一步电动机的变频调速是通过改变电子供电频率f来改变同步转速而实现调速的；在进行调速的时候，速度之间的转换、调频都具有很小的转差率，可以更好的实现节能的效果，因为在进行速度转换的过程中，其转差功率小、效率高，同时也是异步电动机最为合理有效的调速方法。
进行高压变频调速具有几点较为明显的优点：一是传统意义上由档板进行调节方式所带来的能源损耗，在经过技术改造后，对能源的消耗有了明显的减少，高效的实现了节能的目的；二是网侧功率因数有了明显的提高，这对水泥的生产也有较好的节能作用；三是改造后的设备在开启时可以采用零转速的频度，减少了开启过程中带来的电流的消耗流失，同时也减轻了冲击扭振；四是设备自身的能源消耗量有了明显的减少，高压变频器在改造后，整体的机能效率至少能达到97%；可见高压变频器在水泥生产中所起到的节能效果是较为明显的。
2 高压变频器在水泥厂节能应用中的问题及改善对策
2.1 电流机过流或跳停的问题
通常情况下，出现电流机过流或跳停现象，多是由于高温风机的管道“塌料”而引起的；因为在水泥生产过程中，高温风机是保证熟料生产线所使用的物料进行预分解的重要负载，所以在运行的过程中会由于运行时间较长、负荷较大等问题而引起管道“塌料”，导致电流机产生中断运行的情况。水泥生产厂家使用的变频器装置，通产都会有一些电力电子器件，然而对这些电子器件的负荷能力也会做相应的限制，所以会出现跳停的现象；如果不对这样的情况进行限制和改进，出现这样的现象是在所难免的，长时间下来，对水泥生产带来更多的损害和损失。
通过对管道“塌料”而引起的电流机过流或跳停的问题进行分析，通过对现场数据、情况的采集和观察，对实施的工艺进行具体的研究了解，推出了水泥生产中窑尾高温风机专用的改良技术，从多方面进行技术改进，避免这一现象的频发，而给生产厂家带来更过的能源损耗和经济效益的流失。改良后的高压变频器在水泥生产中的应用，解决了由于“塌料”导致的高温风机变频器在生产中中断的问题，有效降低了由于出现这一故障对产销率的影响。
2.2 电机在旋转情况下启动的问题
出现电机在旋转情况下启动的现象，大多时候是由于风门档板在未关严的状态下，受到风机的拖动，使电机处于旋转的状态；当出现这一问题时，变频器会根据生产线的实际情况，进行自动搜索跟踪电动机转速，同时还具有可以根据系统设定的加速或减速时间护肤到正常的运行状态下的功能，通过这样的运行原理设计，来保证风机安全运行不中断。如果处于旋转中的电机需要重新激动，将会根据系统提供的具体参数进行具体的运行与操作，保证系统动作有效，以更高效率适应现场运行状况的需要和要求。
由于水泥生产线自身具备的特殊性，比如连续生产等特点，这就要求所使用的设备具有较高的稳定性和可靠性，其中高压变频器是重要的设备器件之一，因为只有设备原件符合需求具有相应的高性能，才能在生产中正常运行，以保证生产的质量和效率。又由于水泥生产的场地大多地处较为偏远的地带，容易出现的问题就是供电量较低、对设备的电网的影响较差等；对高压变频器进行相应的技术改良后，采用拓扑结构，通过功率单元串联技术等方案，使新技术产品具备更高更好的功能，比如带有具体的适应范围宽、单元故障自动旁路、突然中断再启动功能、工频旁路等功能，通过一系列功能的开发和改善，可以有效提高抗电网波动和负载扰动能力，使得高压变频器在水泥生产线中的可靠性和稳定性增强。
2.3 高压变频器的电机选择和使用
对于新设计的生产线，根据实际情况需要，选择高压变频器后，选高压电机的选择可以使用较为常见普通的异步电动机，不是说对设备进行技术改良，就要对所有器件选用高速变频的，异步电机就是这样的应用原理，当普通的设备可以满足生产需求时，就没有必要再去选择“变频电机”了。在水泥生产线中，“变频电机”是一种在原有的电机基础上增设了绝缘和散热措施的电动机，因为在传统的生产过程中，经常使用到的输出谐波含量较大、电压变化率dv/dt较大的低压变频器，和一些进口国外的电路结构不同的品牌高压变频器；由于在功能上有较大的提升，相应的价格也就比之前使用的电机价格高出许多。但是传统的高压变频器电机可以满足日常的生产需求，并且所耗能源成本并不是很高，基本上在可控制的范围之内。所以在电机的选择方面，根据实际生产情况，并且从经济成本的角度来考虑，普通电机就可以满足生产，而不必选择“变频电机”。
3 结语
基于我国目前具有的变频调速技术较为成熟，并且使用较为广泛，结合相应的生产情况对高压变频器在水泥厂节能应用中存在的一些问题进行具体的分析，并提出相应的改善对策；高压变频器的设备在实际的生产运行中，具备较高的稳定性和可靠性，并且相应的节能效果也较为明显，同时也得到了业内的广泛认可，是在水泥生产行业值得大力推广的技术和新型产品，可以更好的保证并提高水泥的生产质量和效率。
参 考 文 献
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