豬舍通風(fēng)降溫_空氣調(diào)節(jié)設(shè)備機械百科高壓變頻器在SO2風(fēng)機中的應(yīng)用
由于生產(chǎn)過程中系統(tǒng)煙氣量波動較頻繁,且波動范同較大,為達到調(diào)節(jié)準(zhǔn)確、減小對電網(wǎng)的沖擊、節(jié)省能源的目的,在S02風(fēng)機中采用了高壓變頻調(diào)速技術(shù)。從3個方面論述了變頻調(diào)速的技術(shù)方案的優(yōu)缺點,從高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的工作原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)組成等方面闡述了高壓 變頻器 的技術(shù)特點.從而論證了高壓 變頻器 在使用中的優(yōu)越性及顯著的節(jié)電效果。 近年來.高壓變頻調(diào)速技術(shù)已越來越多的應(yīng)用在各行各業(yè),以達到節(jié)約電能、改善電機系統(tǒng)壽命、提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的高壓變頻器在全世界的應(yīng)用比低壓變頻器晚.其主要原岡是受逆變器開關(guān)器件制造水平的制約近十年來.隨著新器件的問世.器件耐壓水平不斷提高.高壓變頻器得到了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用[1]。按我國的電壓標(biāo)準(zhǔn).通常把額定電壓3kv以上的電機稱為高壓電動機.其主要電壓等級為3、6、10kV等,文中將用于這些電壓等級電動機的變頻器稱為高壓變頻器。 應(yīng)用高壓變頻器的優(yōu)勢 某企業(yè)生產(chǎn)裝置中有一臺1400kW、l0kV的S0,風(fēng)機,其是丁藝流程中的關(guān)鍵 設(shè)備 。由于生產(chǎn)過程中系統(tǒng)炯氣量波動較頻繁.且波動范圍較大.如果川傳統(tǒng)的前導(dǎo)可調(diào)機構(gòu)來調(diào)節(jié)風(fēng)機的流量和壓力,淵節(jié)范圍受到限制.一般在40%~100%.且調(diào)節(jié)線性太差.跟不上工況變化速度,故能耗很高:而用變頻調(diào)節(jié)響應(yīng)極快.基本與工況變化同步.可滿足工藝的需要,且風(fēng)機啟動運行平滑,不會對電機、軸承、風(fēng)機產(chǎn)生較大的沖擊.可達到調(diào)節(jié)準(zhǔn)確、節(jié)省能源的目的。 根據(jù)異步電動機轉(zhuǎn)速公式:n=60f(1一s)/p,可以看出.轉(zhuǎn)差率s變化不大,可視為恒定,一旦電機制造完成電機極對數(shù)p也是常數(shù).所以電機轉(zhuǎn)速n與電源頻率f是成正比的。只要改變頻率f,即可改變電機轉(zhuǎn)速.當(dāng)頻率廠在0~50Hz之間變化時,電機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍是非常寬的根據(jù)流體力學(xué)流量與風(fēng)機轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知.電機功率P與轉(zhuǎn)速n的立方成正比.隨著轉(zhuǎn)速的降低。電機功率以轉(zhuǎn)速的3次方關(guān)系遞減因此隨著電機轉(zhuǎn)速的降低.電機消耗的電能下降幅度很大?梢姡褂酶邏鹤冾l器對SO2風(fēng)機調(diào)速的節(jié)電效果將非常顯著.經(jīng)估算.2~3年就可以收回成本。 變頻調(diào)速技術(shù)方案 變頻調(diào)速一般有以下3種方案可以實施應(yīng)用:①高一高方式,即采用10kv(6kv)電壓等級的變頻器,直接由電網(wǎng)l0kV(6kV)供電,電機選用高壓電機;②高一低一高方式,就是先將高壓電源變成低壓電源.采用低壓變頻器變頻后再升壓.電機選用高壓電機;③高一低方式,就是用一臺單獨的 變壓器 ,將l0kV(6kv)高壓降至380V,采用低壓變頻器,用低壓電動機。 對比3個方案.使用高一高變頻器.在變頻器故障時可以直接啟動.有定型產(chǎn)品.性能良好,穩(wěn)定可靠,但費用較高:高一低一高方式無定型產(chǎn)品.要重新設(shè)計電路,電路煩瑣龐大.要增加兩臺變壓器.費用也較高;高一低方式中變頻器直接使用低壓電源,需要設(shè)一臺降壓變壓器當(dāng)降壓變壓器的容量比較小時,在變頻器故障后,電機不能直接啟動。如果降壓變壓器容量過大.會增加增容費用同時變壓器還有一定的電能損耗從經(jīng)濟的角度出發(fā).對于800~1000kW以上的風(fēng)機、水泵等電機.建議采用6kv或10kV直接高一高方式的高壓變頻器:對于40O~800kW的電機.建議采用6kV/660v進線變壓器、660V高壓變頻器及660V電動機:對于400kW以下的電動機.宜采用高一低方案.即采用6kV/380V降壓變壓器.380V級變頻器及380V電動機.在某企業(yè)工程中,S0風(fēng)機為l400kW.電網(wǎng)電壓為10kV,綜合比較,選擇了直接高一高變頻調(diào)速方案為了充分保證系統(tǒng)的可靠性.變頻器同時加裝工頻旁路裝置。變頻器異常,不能正常運行時.電機可以自動切換到工頻運行狀態(tài)下運行.以保證生產(chǎn)的需要.其一次系統(tǒng)接線圖見圖1。 QF為用戶側(cè)高壓開關(guān)柜內(nèi)斷路器,K1、K2、K3為同一柜內(nèi)真空接觸器;QS1、QS2為同一柜內(nèi)隔離開關(guān),與變頻器配套提供。K2、K1電氣互鎖,以防止高壓工頻電反送人高壓變頻器。 在變頻運行時,手動合隔離開關(guān)OS1、OS2,此時高壓變頻器輸出開關(guān)接點允許用斷路器QF合閘。QF合閘后,在DCS(或PLC)上可啟動高壓變頻器,高壓變頻裝置自動合K1、K2真空接觸器。 當(dāng)高壓變頻裝置本體故障(如每相故障單元數(shù)大于2、高壓變頻器功率單元超溫、散熱冷卻風(fēng)機故障),高壓變頻器自動分開K1、K2,待電機電壓衰減到額定電壓的1O%左右,延時合K3高壓變頻裝置自動切換到工頻繼續(xù)運行.以提高系統(tǒng)的可靠性變頻到工頻切換大約在3s以內(nèi)完成。 當(dāng)高壓變頻器檢測到電機故障(如三相電流不平衡、三相電壓不平衡、過流、過載),高壓變頻器自動封鎖脈沖停止輸出,并跳開真空接觸器K1、K2、K3,同時輸出跳閘接點用于跳開斷路器QF。 高壓變頻器技術(shù)特點 目前高壓變頻器的主電路拓?fù)浞矫嬷饕?電平(或更多電平)電壓型高壓變頻器和單元串聯(lián)多電平電壓型高壓變頻器。羅賓康HARMONY系列、國產(chǎn)高壓變頻器多采用單元串聯(lián)多電平電壓型高壓變頻器,現(xiàn)以其為例.闡述高壓變頻器技術(shù)特點變頻器主要由移相變壓器、功率模塊和 控制器 組成[1]。 (1)系統(tǒng)結(jié)構(gòu):高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)見圖2,由移相變壓器、功率單元和控制器組成。如:10 kV系列有24個功率單元.每8個功率單元串聯(lián)構(gòu)成一相。每個功率單元結(jié)構(gòu)上完全一致,可以互換。其電路結(jié)構(gòu)見圖3,其為基本的交一直一交單相逆變電路.整流側(cè)為二極管三相全橋.通過對IGBT逆變橋進行正弦PWM控制。 (2)輸入側(cè)結(jié)構(gòu):輸入側(cè)由移相變壓器給每個功率模塊供電,移相變壓器的副邊繞組分為3組,根據(jù)電壓等級和模塊串聯(lián)級數(shù),一般由24脈沖系列、3O脈沖系列、42脈沖系列、48脈沖系列等構(gòu)成多級相疊加的整流方式,可以大大改善網(wǎng)側(cè)的電流波形(網(wǎng)側(cè)電壓電流諧波指標(biāo)滿足IEEE 519一l992和GBT/14549-93的要求).使其負(fù)載下的網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)接近1,無需任何功率因數(shù)補償、諧波抑制裝置。由于變壓器副邊繞組的獨立性.使每個功率單元的主回路相對獨立.類似于常規(guī)低壓變頻器.便于采用現(xiàn)有的成熟技術(shù)。 (3)輸出側(cè)結(jié)構(gòu):輸出側(cè)由每個功率模塊的U、V輸出端子相互串接而成星型接法給電機供電.通過對每個單元的PWM波形進行重組.可得到階梯正弦PWM波形。這種波形正弦度好dv/dt。畬﹄娎|和電機的絕緣無損壞.無須輸出濾波器就可以延長輸出電纜長度.可直接用于普通電機。同時.電機的諧波損耗大大減少.消除負(fù)載機械軸承和葉片的振動。當(dāng)某一個功率模塊出現(xiàn)故障時.通過控制使輸出端子短路.可將此單元旁路退出系統(tǒng).變頻器可降額運行.由此可避免很多場合下停機造成的損失。 。4)控制器:控制器由高速單片機、嵌入式人機界面和PLC共同構(gòu)成 單片機實現(xiàn)PWM控制、嵌人式人機界面提供友好的全中文WINDOWS監(jiān)控和操作界面.同時可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)化控制 內(nèi)置PLC則用于柜體內(nèi)開關(guān)信號的邏輯處理.可以和用戶現(xiàn)場靈活接口.滿足用戶的特殊需要。 變頻器可運行于閉環(huán)模式或開環(huán)模式。在開環(huán)模式下.運行頻率南界面設(shè)定或通過DCS(或PLC)設(shè)定(數(shù)字方式或模擬方式) 在閉環(huán)模式下。可以設(shè)定并調(diào)節(jié)被控量(比如壓力)的期望值.變頻器根據(jù)被控量的實際值自動調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率.控制電機的轉(zhuǎn)速.使被控量的實際值自動逼近期望值 控制器可與上級DCS系統(tǒng)直接連接.對變頻器進行啟動、停車、急停、報警或設(shè)定運行頻率。 應(yīng)用效果 主要應(yīng)用效果如下:①使用變頻器后風(fēng)機可以實現(xiàn)變頻軟起動.避免了起動電流的沖擊.不僅對電網(wǎng)沒有任何沖擊,而且還可以隨時起動或停止;②使用變頻器后,風(fēng)機的送風(fēng)量不再需要由風(fēng)門來調(diào)節(jié).而是由變頻器通過變頻調(diào)節(jié)風(fēng)機的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn).調(diào)節(jié)范圍可以從0%~l00%.可以根據(jù)生產(chǎn)需要隨意調(diào)節(jié)風(fēng)量,減少了不必要的浪費:③變頻節(jié)能運行,節(jié)約了大量能源 使用變頻器后.不再使風(fēng)機一直處于滿負(fù)荷工作狀態(tài).節(jié)能率非常高:④ 由于高壓變頻器能平滑調(diào)節(jié)電機負(fù)載的轉(zhuǎn)速.使之與原來相比在較低轉(zhuǎn)速下運行.從而大大減少了負(fù)載以及電機的機械磨損,同時降低了軸承、軸瓦的溫度,有效減少了檢修費用,延長了設(shè)備的使用壽命:⑤ 高壓變頻器為高一高電壓源型單元串聯(lián)多電平結(jié)構(gòu).功率因數(shù)可高達0.95.不僅無需功率補償.還可提高電網(wǎng)的功率因數(shù).減少了無功損失.減少了線損:⑥系統(tǒng)完善的監(jiān)控性能和高可靠性提高了工作效率.可實現(xiàn)參數(shù)的實時恒定運行.提高了系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定性.減少了檢修和維護的工作量。 高壓變頻器的使用不僅能取得顯著直接的經(jīng)濟效益,還具有較好的間接經(jīng)濟效益。從節(jié)能角度看.在SO2風(fēng)機中采用高壓變頻器調(diào)速.年節(jié)電率能達到30%以上。目前在各行各業(yè).如火力發(fā)電、城市供水、石油、化工、冶金、水泥等行業(yè)也越來越多的得以應(yīng)用,應(yīng)用前景十分廣闊。PLC控制技術(shù)、Profibus總線技術(shù)和高壓變頻技術(shù)的完美結(jié)合.使得集成自動化程度高.運行穩(wěn)定,操作簡單,節(jié)能效果更加明顯。
偉創(chuàng)風(fēng)機變頻節(jié)能改造方案 |
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貴廠有大量不同功率的風(fēng)機,均采用百葉閥門(擋風(fēng)板)來調(diào)節(jié)控制風(fēng)量,能源浪費嚴(yán)重,F(xiàn)以改造一強210KW的風(fēng)機為例,作如下方案。
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大多數(shù)金屬礦選廠比較常用的過濾機是真空過濾機,它又分為外濾式圓筒過濾機、內(nèi)濾式圓筒過濾機及圓盤式過濾機三種。
此外還有磁性過濾機、折帶式過濾機及壓逮機等。選用什么樣的過濾機為好?主要應(yīng)根據(jù)過濾物料的性質(zhì)(如粒度特性、密度等等)、精礦量、礦漿性質(zhì)以及對產(chǎn)品水分的要求等因素來確定。
內(nèi)濾式過濾機主要用來過濾既含有粗粒,又含有細粒的精礦,尤其是對于沉降速度較快的粗粒精礦,在過濾時能夠使粗粒優(yōu)先積聚在濾餅的最下層,使濾布表面形成一種粗!按矊印,減少濾布的孔眼堵塞,提高濾液通過速度,從而可以提高過濾機的生產(chǎn)率。由于磁鐵礦精礦的“磁團聚”現(xiàn)象比較普遍,因此內(nèi)濾式過濾機對于鐵精礦的過濾獲得比較普遍地應(yīng)用,真空磁力過濾機用于處理磁鐵礦精礦,過濾效率更高,濾餅水分也低。過濾沒有預(yù)先濃縮的精礦時,也采用內(nèi)濾式真空過濾機,但必須考慮備用。內(nèi)濾機的缺點是操作看管不便。濾布更換也比較麻煩。外濾式真空過濾機比較適宜于處理細粒精礦,并且對產(chǎn)品水分要求較低時應(yīng)用它是合適的。圓盤過濾機也適宜于過濾細粒物料及含泥質(zhì)較多的物料,但是濾餅的水分比外濾式過濾機略高些。再就是折帶式過濾機與壓濾機,對于含泥質(zhì)較多、粘度較大的細粒精礦,其過濾效率較其他型式過濾機高,精礦產(chǎn)品的水分也較低。
此外,應(yīng)該引起我們重視的是離心過濾機,它是一種高效的脫水設(shè)備,國內(nèi)外都在注重研究之中。
關(guān)于過濾機的計算是要確定必須的過濾面積,再根據(jù)這一面積確定過濾機的臺數(shù)及其相應(yīng)的輔助設(shè)備-真空泵、鼓風(fēng)機等。計算方法較多,這里只介紹按單位面積生產(chǎn)能力的計算方祛,舉例說明如下:
例某硫化銅礦選廠需過濾的銅精礦量為500噸/日,計算需要的過濾機臺數(shù)及其相應(yīng)的真空泵與鼓風(fēng)機的臺數(shù)。
Q
必須的過濾機總面積為 F = ??,米2
q
式中 F??需要的過濾機總面積,米2;
Q??需要過逮的精礦量,噸/日;
q??過逮機單位面積的生產(chǎn)能力,噸/米2?時。一般參照類似廠礦生產(chǎn)指標(biāo)選取,本例題參照類似硫化銅礦選
廠的生產(chǎn)率,選取0.18噸/米2?時。
Q 500
所以 F = ?? = ?????? = 115.7(米2)
q 0.18×24
選用40米2外濾式圓筒過濾機,它的過濾面積為f=40米2,那末需要過濾機的臺數(shù)為:
F 115.7
n = ?? = ??? = 3(臺)
 ,浙江車間通風(fēng); f 40
相應(yīng)的真空泵和鼓風(fēng)機,一般在過濾機的技術(shù)規(guī)格中都注明了必須的真空泵和鼓風(fēng)機的生產(chǎn)率,如果需要計算,則可用下表中的數(shù)字選取。
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