高壓變頻器在活化石灰回轉(zhuǎn)窯引風(fēng)機(jī)的應(yīng)用(一)

1、1、 引言：    隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持繼發(fā)展，國(guó)內(nèi)各類能源消耗逐漸增大，限于能源開(kāi)采能力與從國(guó)外進(jìn)口的限制，使我國(guó)的能源供應(yīng)十分緊張。但我國(guó)各行業(yè)的能源利用處于比較原始，能源浪費(fèi)還非常嚴(yán)重，如何高效利用能源已經(jīng)被國(guó)家擺在重要的戰(zhàn)略位置。    工業(yè)大型風(fēng)機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)都按20-30年的運(yùn)行期考慮，綜合風(fēng)機(jī)葉片，爐膛，風(fēng)道等損耗，密封的變化，風(fēng)動(dòng)介質(zhì)的擾動(dòng)的綜合因素，余量都選得較大。特別對(duì)于爐膛運(yùn)行用的風(fēng)機(jī)，在運(yùn)行后，由低溫空氣介質(zhì)變?yōu)楦邷乜諝饨橘|(zhì)，在同等的輸出風(fēng)量條件下，其要求的功率也隨之大幅下降。檔板的開(kāi)度經(jīng)常處于60%-40%之間運(yùn)行，

2、使大量的電能都浪費(fèi)在的檔板截流，介質(zhì)擾動(dòng)，和風(fēng)壓損耗上。利用調(diào)速運(yùn)行的方式降低各類損耗，提高電能的利用率真，已經(jīng)是大型風(fēng)機(jī)節(jié)能高效運(yùn)行的首要選擇方式。隨著現(xiàn)代變流技術(shù)的發(fā)展，硅元件制造工藝的提高，大功率、高電壓的電力電子器件制造愈加成熟，性能不斷提高，價(jià)格不斷下降。應(yīng)用大功率IGBT、CPLD、DSP制作的大功率高壓變頻器技術(shù)相應(yīng)成熟，價(jià)格逐步下降，已能將高壓變頻器高昂的價(jià)格降為企業(yè)能夠接受的價(jià)格門檻，在大型風(fēng)機(jī)進(jìn)行節(jié)能調(diào)速的范圍高壓變頻器出現(xiàn)了大規(guī)模的實(shí)際應(yīng)用，本文專門介紹在鋼廠中的石灰回轉(zhuǎn)窯引風(fēng)機(jī)的高壓變頻技術(shù)改造的應(yīng)用。2、華菱漣源鋼鐵集團(tuán)石灰車間石灰回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)簡(jiǎn)介：（1）、華菱漣源鋼鐵

3、集團(tuán)田湖公司活性石灰車間，活化石灰生產(chǎn)線上的核心設(shè)備是石灰燒制回轉(zhuǎn)窯系率，其結(jié)構(gòu)示意圖如下：                   圖1   回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)示意圖    （2）、工作流程：    回轉(zhuǎn)窯處于備用  窯中加預(yù)熱木料  用煤油點(diǎn)火  窯中溫度升到額定  引風(fēng)機(jī)運(yùn)行 噴煤粉  連續(xù)投料 

4、; 連續(xù)出料  根據(jù)窯溫對(duì)風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)  定時(shí)沖窯皮  根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃停料  停止噴煤  強(qiáng)風(fēng)冷卻窯體  停止引風(fēng)機(jī)    修窯  備用    （3）、引風(fēng)機(jī)設(shè)備型號(hào)：    風(fēng)機(jī)型號(hào)為GW-GR168D,額定壓力8000Pa。    電動(dòng)機(jī)型號(hào)YKK450-2-4，功率500KW。    引風(fēng)機(jī)電機(jī)啟動(dòng)采用水阻啟動(dòng)器，啟動(dòng)器內(nèi)水溶液為兩噸，啟動(dòng)一次的溫升為30攝氏度。 

5、0;  （4）引風(fēng)機(jī)運(yùn)行流程：     在木料烘窯后期，啟動(dòng)引風(fēng)機(jī)，點(diǎn)燃煤粉，使木料充份燃燒，并將灰分吸出。當(dāng)窯內(nèi)溫度均衡后，降低出風(fēng)量，連續(xù)投料開(kāi)始。風(fēng)量采用檔板調(diào)節(jié)，正常時(shí)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的負(fù)壓為100-250Pa，運(yùn)行擋板開(kāi)度為25%左右。冷卻窯體時(shí)，運(yùn)行檔板開(kāi)度為90%。在冷卻完畢后，修窯初期，擋板開(kāi)度為10%，用于窯內(nèi)清灰。    3、引風(fēng)機(jī)電機(jī)定速拖動(dòng)的運(yùn)行簡(jiǎn)介：    （1）引風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)：    引風(fēng)機(jī)的慣量力矩輸大，在廠內(nèi)的電網(wǎng)容量條件下，直接啟動(dòng)

6、時(shí)電機(jī)的啟動(dòng)電流很高，將引起高壓電源進(jìn)線保護(hù)動(dòng)作，必須采用軟啟動(dòng)器進(jìn)行啟動(dòng)。每一次啟起引起水阻啟動(dòng)器溫升30至40攝氏度，當(dāng)連續(xù)三次啟動(dòng)時(shí)，將會(huì)使啟動(dòng)器內(nèi)水溶液沸騰，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)失敗。水阻器在沸騰后，需二天的時(shí)間方能冷卻至正常溫度。在操作在決定了電機(jī)每天的啟動(dòng)次數(shù)必須的二次之內(nèi)。    （2）引風(fēng)機(jī)運(yùn)行：    運(yùn)行中，由于電機(jī)的余量較大，常常將檔板調(diào)到25%左右運(yùn)行，在高轉(zhuǎn)速，低負(fù)荷的運(yùn)行工況下，風(fēng)機(jī)振動(dòng)較大，現(xiàn)場(chǎng)噪音極強(qiáng)，工作環(huán)境非常惡劣。當(dāng)擋板調(diào)到10%以下時(shí)，由于負(fù)壓過(guò)大，會(huì)引管道和前側(cè)高壓除塵器的喘振，危及設(shè)備運(yùn)行安全。

7、60;   （3）石灰燒制期間的運(yùn)行：    回轉(zhuǎn)窯采用煤粉加熱，由于煤粉的灰度較大，在燃燒中灰分在窯壁上積累，俗稱窯皮。當(dāng)窯皮積累到一定程度時(shí)，將會(huì)影響出料。這時(shí)將停下煤槍，用水將窯皮炸開(kāi)，稱為沖窯皮。在沖窯皮時(shí)，引風(fēng)機(jī)擋板關(guān)至最低。    在上午出料，下午入料時(shí)，引風(fēng)機(jī)運(yùn)行擋板開(kāi)度調(diào)至15%左右，晚間大火燒制時(shí)，引風(fēng)機(jī)擋板調(diào)至25%左右。    （4）引風(fēng)機(jī)運(yùn)行風(fēng)量由擋板進(jìn)行調(diào)節(jié)，檔板執(zhí)行機(jī)構(gòu)為大力矩電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在控制室內(nèi)進(jìn)行操作。4、引風(fēng)機(jī)定速拖動(dòng)時(shí)的缺陷： 

8、0; （1）引風(fēng)機(jī)電能損耗嚴(yán)重：電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，每次啟動(dòng)水阻啟動(dòng)器的電能消耗約為正常運(yùn)行時(shí)一天耗電量。正常運(yùn)行時(shí)，擋板開(kāi)度在25%左右，在擋板兩側(cè)風(fēng)壓較大，出現(xiàn)極大的節(jié)流損耗和風(fēng)壓損耗。由于電機(jī)工作時(shí)負(fù)荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電機(jī)額定，且風(fēng)機(jī)流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于設(shè)定流量，在高速運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生大量的擾動(dòng)，使電機(jī)運(yùn)行振動(dòng)較大，風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)換效率低。由于啟動(dòng)次數(shù)的限制與啟動(dòng)時(shí)電能的消耗，在其它附屬設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題進(jìn)行短時(shí)維修時(shí)，引風(fēng)機(jī)繼續(xù)保持運(yùn)行，由于風(fēng)量較大，散熱較快，不但是耗費(fèi)電能，同時(shí)為保持窯溫，還需經(jīng)常噴粉加溫，增大的煤粉的消耗量。    （2）工作環(huán)境惡劣：在進(jìn)行木料烘窯時(shí)，由于引風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后風(fēng)量太

9、大，引起木料燃燒過(guò)快，使窯內(nèi)加溫時(shí)間不夠。烘窯時(shí)，不運(yùn)行引風(fēng)機(jī)，不但點(diǎn)火費(fèi)油費(fèi)時(shí)，而且現(xiàn)場(chǎng)煙霧很大，環(huán)境變差，每次烘窯后車間都是遍地黑灰。沖窯皮時(shí)，引風(fēng)機(jī)不停，使沖窯皮時(shí)危險(xiǎn)性加大，易出現(xiàn)灼傷事故。在進(jìn)行修窯時(shí)，為防止系統(tǒng)喘振，引風(fēng)風(fēng)量較大，增加了工作的危險(xiǎn)程度。引風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，振動(dòng)，噪音極大，使旁邊的電工室內(nèi)振動(dòng)和噪音都超標(biāo)，危害操作者的人身健康。    （3）對(duì)設(shè)備的危害：?jiǎn)?dòng)時(shí)電流較大，不但使廠內(nèi)電源產(chǎn)生波動(dòng)，耗電較大。同時(shí)對(duì)電機(jī)壽命降低。運(yùn)行中振動(dòng)大，使電機(jī)軸承，風(fēng)機(jī)軸承磨損較大，且造成風(fēng)道，高壓除塵裝置的使用年限降低。擋板內(nèi)外風(fēng)壓相差較大，使擋風(fēng)板調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)

10、與調(diào)節(jié)電機(jī)磨損程度加快。    5、風(fēng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行時(shí)的節(jié)能原理：    （1）風(fēng)機(jī)運(yùn)行特性：    離心式風(fēng)機(jī)，其屬于平方轉(zhuǎn)矩類型的負(fù)載，在額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行的特性曲線如圖：。 圖2  離心式風(fēng)機(jī)特性曲線（=90º）Q曲線：當(dāng)轉(zhuǎn)速為恒定時(shí)，表示風(fēng)壓與風(fēng)量間的關(guān)系特性。Q曲線：當(dāng)轉(zhuǎn)速為恒定時(shí)，表示功率與風(fēng)量間的關(guān)系特性。Q曲線：當(dāng)轉(zhuǎn)速為恒定時(shí)，表示風(fēng)機(jī)的效率特性。（2）風(fēng)機(jī)流量的確定：    風(fēng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)，一定轉(zhuǎn)速的風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的離心壓力作用在一個(gè)截面上時(shí)，介

11、質(zhì)在單位時(shí)間內(nèi)的通過(guò)量，就是我們所說(shuō)的流量，風(fēng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)，通過(guò)風(fēng)機(jī)壓力與管網(wǎng)阻力的共同作用，出現(xiàn)一個(gè)穩(wěn)定的流量輸出，我們稱之為工況點(diǎn)，其特性曲線如圖： 圖3  風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況點(diǎn)M     工況點(diǎn)R     管網(wǎng)的阻力曲線H     風(fēng)機(jī)壓力曲線（3）風(fēng)機(jī)流量的調(diào)節(jié)方法：通過(guò)改變管網(wǎng)阻力實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)輸出的調(diào)節(jié)當(dāng)管網(wǎng)阻力發(fā)生變化時(shí)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速保持不變，風(fēng)壓隨之上升，風(fēng)機(jī)運(yùn)行的工況點(diǎn)將改變，風(fēng)機(jī)的輸出流量將隨之發(fā)生變化，其特性曲線如圖： 圖4  管網(wǎng)阻力變化時(shí)的風(fēng)機(jī)流量特性曲線    在實(shí)際運(yùn)行中，是通過(guò)調(diào)節(jié)擋風(fēng)板的開(kāi)關(guān)程度來(lái)實(shí)現(xiàn)的，