ZINVERT高壓變頻在三獅水泥新型干法線各風機上的應用

1、引言

　　能源的供給和消費是關系著國民經濟和社會發展、國家安全和可持續發展的重大問題。我國經濟正處于一個高速發展時期，能源消耗也出現大幅度上升，由于發展比例失調，煤、電、油、交通運輸等方面的制約，缺電和電價居高不下的局面，在今后相當長的一段時間還會繼續存在,能源特別是電力不足，已經嚴重制約了我國經濟的發展。為保證國民經濟持續、快速、健康發展，就必須合理、有效地利用能源，不斷地提高能源利用率。“十一五”規劃提出了我國要建設資源節約型社會的構想，并明確了我國經濟社會發展今年的預期目標，即要求單位國內生產總值能耗降低4%左右。

　　在全國總能耗中，建材工業能耗約占9%，占全國工業能耗的13%左右。而水泥行業是建材工業的資源、能源消耗大戶，其能源消耗占建材行業總能源消耗的50%以上，資源消耗占建材行業資源消耗的30%左右。已被列為國家節約資源的重點領域之一。在國務院提出加快建設節約型社會的政策環境下，提高水泥行業的節約型制造和應用水平，建立節約型水泥工業體系意義重大。在當前國內外能源供需矛盾突出的情況下，水泥行業必須通過各種途徑降低能耗，以獲得最佳的經濟效益和最高的勞動生產率。 目前新型干法水泥生產技術、余熱發電技術、變頻調速技術等等已廣泛應用于水泥行業中。

2、用戶及項目介紹

　　浙江三獅集團，是由浙江省人民政府批準成立并重點培育的15家大型企業集團之一，集團由30多家企事業單位組成，現有總資產近30億元，主導產品為水泥及其衍生產品。“三獅牌”水泥為國內名牌產品，已通過ISO9002質量管理體系認證，為國家級首批水泥免檢產品。產品系列有普通水泥、純硅水泥、特種水泥等數十個品種，被廣泛用于國家重點工程，并批量出口東南亞國家和南太平洋地區。三獅還是國家建材局首批確定的12個水泥出口基地之一。現在，三獅集團每年投產建設多條日產5000噸新型干法水泥生產線，成長為中國水泥行業最具競爭力的企業之一。三獅集團還將通過各種戰略和方式，在“十五”末發展成為年產優質水泥5000萬噸的國家級現代化水泥基地，使水泥主業做大做強做精，躋身世界水泥工業十強之例。

　　作為一家資源消耗型企業，“三獅”近年來以追求資源利用的最大化和污染排放的最小化為目標，努力探索發展循環經歷的路子。在先后引進新型干法生產技術、低溫余熱發電等技術并取了較好的經濟效益后。在引進變頻調速技術對電機進行變頻改造節能上，公司領導通過對各高壓變頻廠家技術等對比，最終選擇了由廣州智光電氣股份有限公司生產的ZINVERT系列高壓變頻調速系統對其下屬的浙江三獅水泥股份有限公司的1條5000t/d、1條2500t/d和安徽三獅和德水泥有限公司1條5000t/d新型干法生產線的高溫風機、窯尾風機、生料循環風機共8臺風機進行高壓變頻改造。下面以安徽三獅和德有限公司5000t/d線高溫風機為高壓變頻改造為例進行介紹。

3、改造方案介紹

　　3.1 2#高溫風機配套電機參數

　　3.2 變頻改造方案

　　此次對2500kW高溫風機改造采用的為ZINVERT-A9H3125/10Y一拖一手動旁路高壓變頻調速系統，裝置一次接線如圖2所示。

　　10kV電源經變頻裝置刀閘K1到高壓變頻裝置，變頻裝置輸出經刀閘K2送至電動機;10kV電源還可經刀閘K2切換至工頻側直接起動電動機。一旦變頻裝置出現故障，即可馬上斷開輸入側10kV開關及刀閘K1，將變頻裝置隔離，切換刀閘K2至工頻側，在工頻電源下起動電機運行。刀閘K1、K2之間具有閉鎖和防止誤操作功能。

　　ZINVERT型智能高壓變頻調速系統主控制部分以新型電機控制專用雙DSP（數字信號處理器）為控制核心，輔以大規?？删幊踢壿嬈骷?，實現SPWM波形控制及各種信號的檢測、分析判斷和處理?？刂破骱凸β蕟卧渲g通過光纖進行信號傳輸，可有效避免電磁干擾，增強系統的可靠性。同時控制系統具有豐富的模擬、數字接口，可用于與用戶中控DCS連接和擴展，以滿足現場各種運行與控制的需要。用戶在后臺可以監控變頻各種狀態并對其進行遠程控制和頻率設定調節。

4、項目改造收益

　　三獅和德在進行變頻改造的同時，也在進行低溫余熱發電的建設，在變頻投運后，余熱鍋爐也開始投入。根據數據記錄，變頻改造前，高溫風機電機運行功率為2600kW，變頻裝置和余熱鍋爐投入后，高溫風機電機運行在43Hz，運行功率約為2350kW。變頻投入運行后，減小的輸入功率為：250kW。按平均每天運行24小時，電價0.5元/度，一年運行330天計算，每年可以節約電費約為：V=250×24×0.5×330=99（萬元）。

　　由上述反饋的節能數據看出，ZINVERT系列高壓變頻調速系統應用于高溫風機的節能及經濟效益是顯著的。另外，采用變頻調速控制后，其他方面的效益也是明顯的，如：

　?。?）改善了工藝，提高了產量。投入變頻器后可以平滑穩定地調整風量風壓，提高了效率;改造前產量約為340t/h，改造后350—360t/h，甚至高達380t/h。

　?。?）設備運行與維護費用下降：采用變頻調節后，由于通過調節電機轉速實現節能，在負荷率較低時，電機、風機轉速也降低，主設備及相應輔助設備如軸承等磨損較前減輕，維護周期可加長，設備運行壽命延長。

　　（3）噪音大大減小，改善運行人員的工作環境：采用變頻調節后，由于通過調節電機轉速實現調節，風門全開，鼓風機、風管的噪音大大下降，改善工作環境條件，現場運行人員反映良好。

　?。?） 延長電機和風機的使用壽命。采用變頻調速后，可以實現軟起動和軟制動，幾乎不產生沖擊，可大大延長機械的使用壽命。

　　附表：三獅各線風機變頻改造前后數據對比。

5、結語

　　目前ZINVERT系列高壓變頻調速系統已在5000T、4000T、2500T、1500T、1000T新型干法水泥生產線的生料磨循環風機、煤磨循環風機、窯頭排風機、窯尾高溫風機、窯尾排風機、水泥磨循環風機成功而廣泛的應用。其性能穩定、節能顯著，值得在同行業中推廣。