球磨机使用变频器节能改造的探讨 |
2008-5-8 16:08:00 网络转载 供稿 |
| 一.概述 水泥、陶瓷行业应用变频器已经非常普遍,生产机械如回转窑,窑头、窑尾风机,传送`带等原来用电磁调速或其他的调速方式,都相继改造为变频交流调速。改造的目的是使生产过程中工艺调速方便,提高产品的产量、质量,实现自动化,节能等。但是,在球磨机上使用变频器,其本上还是空白。其原因是,球磨机料筒的转速是恒定的,即使要变化,变化的范围也不大,如果考虑使其转速下降节能,但可能使球磨的时间增长,节能的效果不明显。实际上球磨生产过程比较简单,如某陶瓷厂的球磨机电机90kw,料筒内加料16T~18T,在50Hz下运转8小时,料的细度达到要求就出料,然后再加料,重复上述过程,一般来说,这是一个经验工艺数据,对不同的厂家和球磨的原料不同,工艺参数也有差别。在某地陶瓷行业,普遍使用的球磨机的电气传动方式为,三相交流鼠笼异步电机—液力偶合器—齿轮减速器—皮带轮减速器,在这里,球磨机的料筒作为了减速器的皮带轮使用。容量为90KW电机,在球磨机重载起动时,若传动环节中无液力偶合器,即使使用自耦减压起动器或星—三角启动器,对电网也会造成较大的冲击,并且经常出现起动失败。为缓冲起动时的冲击,传动环节中加入了液力偶合器,这样可在任何状态下顺利起动球磨机。 二.液力偶合器和变频调速节能 球磨机的电机转速为1440r/min,经液力偶合器和减速器减速后,料筒的运转速度为16r/min。 其效率为0.95,在传动环节中去掉液力偶合器,用弹性联轴器直接连接,这时料筒的速度会超过16r/min,为维持原来的工艺状况,电机应减速,变频器的输出频率下降到50x0.95=47.5Hz,由于球磨机是恒转矩负载,电机运转频率下降,其电流基本不变或略有下降,但输出电压按比例下降,现场有就地补偿电容,用变频器后功率因数基本不变,因此应节约5%功率。前两项相加大约有8%的节能。 三.电机的调压节电 异步电机的损耗有铜耗,基本铁心损耗,常称为铁耗,机械磨擦损耗和杂散损耗。对已定型生产的电动机,机械磨擦损耗在运行过程中为常值;铜耗与电机电流的平方成正比,随负载的变化而变化;铁耗近似与电机端电压的平方成正比;杂散损耗与电机电流的平方成正比,随负载的变化而变化。对于90KW电机,以上各种损耗占总损耗的百分数分别是铜耗20%~30%,铁耗20%,机械磨擦损耗40%~50%,杂散损耗15%~20%。对相同的负载,电机端电压的升高,电流会减小,因此当端电压升高时,铜耗和杂散损耗减小;而铁损增加。这样,电机的端电压存在有一点,在这点时电机的总损耗为最小。 某陶瓷厂90KW球磨机的负载情况如下:球磨机电机90KW,料筒的转速为16r/min,每个工作周期等于3.75s,电流在80~110A之间变化,相当于额定电流的46%~62.5%。 下面进行节能效果分析。 负载较低时的功耗 四.结语: 目前,有人从改变球磨的工艺入手,即加料后的一段时间,适当提高变频器的输出频率,加快球磨的效率,然后再降低输出频率,运行一段时间后,继续降低输出频率。这样做可以节省球磨时间,而且球磨的质量可以保证,这是另一种节能思路,还有待于实践检验。 也有采用循环快慢低三速变化,以几小时谓周期循环运行,提高磨效! |
