變頻器在水泥廠的應(yīng)用

　　回顧我國水泥工業(yè)的發(fā)展歷史，逐漸從規(guī)模小、技術(shù)落后、資源浪費(fèi)型工業(yè)向集團(tuán)規(guī)�；�、計(jì)算機(jī)集中控制、節(jié)能增效型現(xiàn)代化管理企業(yè)轉(zhuǎn)變。伴隨著這種轉(zhuǎn)變，不論從宏觀方面處于國家政策大力提倡推行的節(jié)能大趨勢下出發(fā)，還是從企業(yè)本身的降低電耗成本增加產(chǎn)品競爭力的需求出發(fā)，節(jié)能已成為目前水泥工廠設(shè)計(jì)和建設(shè)中不可缺少的環(huán)節(jié)。在水泥生產(chǎn)過程中，電能消耗非常大，電費(fèi)在水泥生產(chǎn)成本中占了很大的比例。在水泥廠的工藝設(shè)備配置中，生料制備和熟料燒成段風(fēng)機(jī)功率約占設(shè)備總功率的40％左右。所以風(fēng)機(jī)的電耗直接影響到水泥企業(yè)的生產(chǎn)成本。能否控制好風(fēng)機(jī)的電耗，特別是大型風(fēng)機(jī)的電耗，對降低水泥生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益是至關(guān)重要的。實(shí)踐證明，采用變頻器控制風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)風(fēng)量，能達(dá)到顯著的節(jié)能效果。

　　目前新建的新型干法生產(chǎn)線，規(guī)模大、技術(shù)要求高、投資較大，因而生產(chǎn)線上高溫風(fēng)機(jī)、循環(huán)風(fēng)機(jī)、廢氣風(fēng)機(jī)通常為大功率高壓電機(jī)，高壓變頻器的應(yīng)用不可避免地越來越多。那么在實(shí)際應(yīng)用中，如何根據(jù)工程實(shí)際情況進(jìn)行選擇?在方案制定及施工圖設(shè)計(jì)時需要注意什么問題?以下就結(jié)合高壓變頻器的節(jié)能原理、類別及應(yīng)用方式對以上問題進(jìn)行探討。

　　一、高壓變頻器的節(jié)能原理

　　所謂的“節(jié)能”，不僅僅是節(jié)省能耗，還包括不浪費(fèi)能源，用一句最簡單的話說就是：“你需要多少，我就給你提供多少!”。通過流體力學(xué)的基本定律可知：風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備均屬平方轉(zhuǎn)矩類負(fù)載，其轉(zhuǎn)速n與流量Q，壓力H以及軸功率lP具有如下關(guān)系Q∝n H∝n2 P∝n3。即流量與轉(zhuǎn)速成正比，壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。在實(shí)際生產(chǎn)中，往往利用調(diào)節(jié)高溫風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)系統(tǒng)風(fēng)量。而隨著轉(zhuǎn)速的降低，風(fēng)機(jī)在維持效率不變（風(fēng)阻不變?yōu)榍疤幔┑臓顟B(tài)下，軸功率以轉(zhuǎn)速的立方關(guān)系下降，電機(jī)消耗的電能急劇減小。例如風(fēng)量下降到80％，轉(zhuǎn)速也下降到80％時，其軸功率則下降到額定功率的5 1％；若風(fēng)量下降到50％，軸功率將下降到額定功率的13％，其節(jié)電潛力非常大。而采用進(jìn)口導(dǎo)流葉片調(diào)節(jié)時，風(fēng)量下降導(dǎo)致風(fēng)機(jī)效率降低和風(fēng)壓的升高，運(yùn)行工況偏離額定工況越遠(yuǎn)效率越低。因此，風(fēng)量雖然下降了，但風(fēng)機(jī)軸功率及電機(jī)消耗的電能變化并不大，這就是風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速的節(jié)能依據(jù)。

　　而在風(fēng)機(jī)調(diào)速的的方法上，目前使用較多的還有液力偶合器調(diào)速及液體電阻調(diào)速。液力偶合器是一種以液體（多數(shù)是油）為工作介質(zhì)，利用液體傳遞能量的傳動裝置。通過改變液力偶合器工作腔內(nèi)液體的充滿度，就可以改變液力偶合器所傳遞的轉(zhuǎn)矩和輸出軸的轉(zhuǎn)速，使液力偶合器電機(jī)端和風(fēng)機(jī)端的轉(zhuǎn)速不一致，從而在電動機(jī)速度不改變的條件下對風(fēng)機(jī)調(diào)速，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)風(fēng)量的目的。由于液力偶合器在調(diào)節(jié)過程中要產(chǎn)生轉(zhuǎn)差功率損耗、容積損耗、機(jī)械損耗，這些損耗所產(chǎn)生的熱量需要大量冷卻介質(zhì)來冷卻，而液力偶合器傳動效率等于轉(zhuǎn)速比，速度越低，液力偶合器效率越低。所以液力偶合器節(jié)能效果不太理想。它主要有以下一些不足：效率低、損耗大、調(diào)速精度低、速度響應(yīng)慢、轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定、滑差大、有時丟轉(zhuǎn)、需配備相應(yīng)的油系統(tǒng)及調(diào)節(jié)系統(tǒng)、可靠性低。

　　而液體電阻調(diào)速器是通過調(diào)整液體電阻中兩極板間的距離，來改變串入電機(jī)轉(zhuǎn)子回路中的電阻，從而改變轉(zhuǎn)差率達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。由于繞線式電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈串入不同電阻后，對應(yīng)的轉(zhuǎn)差率不同。電阻越大，電機(jī)轉(zhuǎn)速越低；電阻為零，電機(jī)達(dá)到全速，這就是液體電阻啟動調(diào)速器的基本原理。由于液體電阻調(diào)速器在調(diào)節(jié)過程中要產(chǎn)生轉(zhuǎn)差功率損耗、電阻通電所產(chǎn)生的熱耗，所以液體調(diào)速器節(jié)能效果也不太理想。它的缺點(diǎn)主要是：調(diào)速范圍