安全保障直到風(fēng)機葉片頂端

newmaker    來源：MM現(xiàn)代制造

為了防止在電網(wǎng)忽然斷電時對重要的設(shè)備零部件造成損傷，采用分散式配置的供電電源。例如，在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中使用的就是DC-USV供電方式，以保障在電網(wǎng)忽然斷電時，風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的各個部分仍然能夠正常工作。 能源價格爆炸般地上漲，CO2的排放，溫室氣體......天天的生態(tài)和可再生能源的新聞和報道中都少不了這些內(nèi)容。人們已經(jīng)充分地熟悉到：應(yīng)該盡一切努力來節(jié)約能源，公道的進步未來的能源使用量。為保證未來世界有一個美好的生存環(huán)境，利用可再生能源來滿足能源增長的需求，是一種非常有益的解決方案。在德國，風(fēng)力發(fā)電的發(fā)電量占地區(qū)性發(fā)電能力的74％左右。在過往的十年里，這些地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電事業(yè)有了飛速的發(fā)展，在進步風(fēng)力發(fā)電效率方面的投資一直保持著很高的水平。在保障風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的安全性方面，人們也做了很多努力。 現(xiàn)在，表示故障報警的指示燈也越來越多地采用LED（發(fā)光二極管）來制作了。與傳統(tǒng)的氙氣指示燈相比較，這種LED報警燈有很多優(yōu)點。例如：在發(fā)光強度相同的情況下，它所消耗的電力較低，更加堅固耐用，具有更長的使用壽命。 用于風(fēng)機葉片頂真?zhèn)�指示燈 Burg市Spreewald區(qū)的高壓燈具生產(chǎn)廠是一家報警燈具的專業(yè)生產(chǎn)廠，能夠提供成套的報警燈具產(chǎn)品。這家具有創(chuàng)新精神的企業(yè)，研發(fā)生產(chǎn)了一種能夠在風(fēng)機葉片頂端使用的LED報警指示燈，這是一種體積很小的報警指示燈，同樣也消耗很少的電力。另外，它對四周居民的燈光干擾也減少到了最低的程度。在大多數(shù)國家和地區(qū)里，最常使用的是申請了專利保護的AOL303系列的中等功率報警指示燈（圖1），這種故障報警燈安裝在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的塔艙上，其控制系統(tǒng)位于塔艙內(nèi)的電氣控制柜中。 圖1 AOL303系列的中等功率報警指示燈 為了保障在出現(xiàn)故障的情況下，例如在工作電壓下降的情況下，能夠為故障報警燈連續(xù)供電，在電氣柜中安裝了西門子公司生產(chǎn)的Sitop系列的DC-USV供電控制模塊。它能保證報警燈在斷電的情況下仍然連續(xù)工作幾個小時，為其提供24V的工作電壓。經(jīng)內(nèi)部集成的報警觸點，可以把出現(xiàn)的故障信息發(fā)送到上一級主控系統(tǒng)之中。 供電控制模塊保障連續(xù)供電 DC-USV模塊多種多樣的保護和監(jiān)控功能，保障了風(fēng)力發(fā)電設(shè)備能夠安全可靠的工作。例如，時間間隔為20s的工作性能檢測。若蓄電池電路出現(xiàn)斷路，就會馬上發(fā)出報警；并同時經(jīng)LED報警指示燈發(fā)出燈光報警信號。通過報警觸點和LED，能夠在蓄電池充電量大于85％時發(fā)出信號。這一信號對于重要的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備部件，也就是那些在啟動過程中盡不答應(yīng)斷電和停電啟動的重要部件的安全保障有著重要意義。在電網(wǎng)斷電的情況下，DC-USV模塊保障了連續(xù)可靠地過渡到由蓄電池供電（圖2），微處理器控制的蓄電池治理系統(tǒng)保障了蓄電池始終有最佳的充電狀況�？焖俚某潆娝俣�、柔和的涓流充電都保障了蓄電池有著極高的可用性能。 圖2 在電網(wǎng)斷電的情況下，DC-USV模塊（右上角）保障了連續(xù)可靠地過渡到由蓄電池供電 另一個非常特別的功能就是：對蓄電池的老化狀況進行監(jiān)控。而蓄電池的老化狀況與多種因素有關(guān)，例如充放電的循環(huán)次數(shù)，環(huán)境溫度或者其他的不同原因。因此，蓄電池的控制系統(tǒng)會有規(guī)律地按照一定的時間間隔，對蓄電池的老化情況自動進行檢測。若這種測試出了題目，系統(tǒng)也會向用戶報警，使得用戶能夠適時地更換有題目的零部件。 “這種多方面的全面監(jiān)控和這些功能的可靠性，保障了在斷電風(fēng)險時能夠連續(xù)地為故障報警提示設(shè)備供電，從而有效地避免了我們承受不起的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備因啟動電力不足而引起的故障�！备邏簾艄饧夹g(shù)部分領(lǐng)導(dǎo)人Bernd Ballaschk先生說道。借助于這種模塊緊湊的結(jié)構(gòu)和體積，以及簡單快速、符合DIN標(biāo)準(zhǔn)的卡槽式安裝方式，使該模塊能夠在狹小的電氣控制柜中占據(jù)很小的一部分空間。 該模塊由Sitop-smart系列的低級觸點處得到工作電壓，這一儀器能夠在電網(wǎng)供電波動較大的情況下，保證穩(wěn)定地提供LED工作所需的24V電壓。這是保障LED前端供電設(shè)備使用壽命長的一個重要基礎(chǔ)，也是保障整個LED系統(tǒng)能夠在故障報警指示燈系統(tǒng)中長期、可靠工作的基礎(chǔ)。利用這種方式，保障了整個故障報警系統(tǒng)的工作性能。在分散式配置、尤其是在工作電壓不穩(wěn)定的電網(wǎng)系統(tǒng)中，Sitop系列的DC-USV模塊的工作可靠性已經(jīng)經(jīng)受了多次考驗。 在投進未幾的用度之后，就可以保障風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的安全了。這是一個小小的進步，但卻是非常重要的一個進步，推動了經(jīng)濟的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的進步。 西門子的DC-USV系列產(chǎn)品 除了DC-USV模塊以外，西門子公司生產(chǎn)的這一系列產(chǎn)品還有額定電流為15A和40A的產(chǎn)品�？蛇x配置包括USB接口；在6A和15A模塊中，還可以選配串行口。其內(nèi)置的軟件工具可以實現(xiàn)對狀態(tài)數(shù)據(jù)的評估。與其配套的蓄電池可以選擇1.2～12Ah的品種規(guī)格，其中包括免維修的耐高溫蓄電池（工作溫度至60℃）。 計劃生產(chǎn)的新產(chǎn)品為Sitop UPS500型帶電容器的免維修型蓄電池。由于大容量、無氣味的電雙層電容器在高溫下也有著很長的使用壽命，從而保證了可靠的供電。額定電流15A的DC-USV模塊既有安裝在電氣柜中的類型，也有具備安全防護級別IP 65等級的類型。

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收錄時間:2011年01月29日 18:36:11 來源:未知 作者:

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一、引言　　
　　　　在水泥行業(yè)，由于電費的本錢已成為原材料本錢，人工本錢之后的第三大開支；在用電緊張的今天，節(jié)省電費已成為企業(yè)經(jīng)營者考慮的一件大事；而水泥廠的立窯風(fēng)機是水泥廠的重要設(shè)備之一，也是主要的耗電設(shè)備之一。立窯風(fēng)機的容量是按照機械立窯最大的設(shè)計產(chǎn)量來選型的，且留有一定的余量。在使用中，立窯風(fēng)機長期固定在最大的轉(zhuǎn)速下運行。由于季節(jié)、晝夜和生產(chǎn)工況的變化，機立窯的實際風(fēng)量需求在盡大部分時間內(nèi)遠(yuǎn)比設(shè)計負(fù)載低；在轉(zhuǎn)速固定的情況下，當(dāng)立窯風(fēng)機的風(fēng)量過剩時，只能通過旁透風(fēng)管排放掉(或控制風(fēng)門的進風(fēng)量)，這樣就造成立窯風(fēng)機功耗的嚴(yán)重浪費，故對立窯風(fēng)機進行變頻節(jié)能改造具有一定的現(xiàn)實意義。
　　　　
　　
　　　　二、變頻節(jié)電原理
　　
　　
　　　　對于風(fēng)機來說，風(fēng)量Q與轉(zhuǎn)速n成正比，風(fēng)壓F與轉(zhuǎn)速n的二次方成正比，而軸功率P與轉(zhuǎn)速n的三次方成正比（見表1），從表中我們可以看出上述幾個量的變化關(guān)系：
　　表1
　　　　
　　
　　轉(zhuǎn)速n風(fēng)量Q頻率風(fēng)壓F軸功率P
　　10010050100100
　　9090458172.9
　　8080406451.2
　　7070354934.3
　　6060303621.6
　　5050252512.5
　　顯然，變風(fēng)量控制系統(tǒng)的節(jié)能效果是十分突出的，請見圖2的比較曲
　　圖2節(jié)能效果圖
　　從上面的圖表中可以明了，當(dāng)風(fēng)機效率一定，調(diào)節(jié)風(fēng)量微小的變化時，轉(zhuǎn)速可成比例下降，則風(fēng)機的軸功率成立方關(guān)系下降。在滿足工藝要求的條件下，若風(fēng)機轉(zhuǎn)速有富余10，將可節(jié)省電耗27.1,若風(fēng)機的轉(zhuǎn)速富余20，將可節(jié)省電耗48.8。由此可見，風(fēng)機、水泵類負(fù)載，其節(jié)電效果將是非常明顯。
　　　　三、立窯基本參數(shù)和工作原理
　　　1、窯爐的基本參數(shù)
　　　1）機械立窯參數(shù)
　　　1、規(guī)格：（窯徑×高度）2.0×8.5,2、年產(chǎn)量：普通水泥5～7萬噸
　　　3、喂料方法：單嘴布料溜子11KW，4、溜子回轉(zhuǎn)速度：6.48轉(zhuǎn)/分
　　　5、塔篦子形式：整體雙偏心，6、塔篦子轉(zhuǎn)速1.2～12.2轉(zhuǎn)/分,
　　　7、傳動方式：中心傳動，功率15KW，8、料封形式：垂直管料封，
　　　9、出料粒度：不大于100毫米
　　　2）風(fēng)機參數(shù)
　　　風(fēng)機功率：132KW，額定電壓：380V，額定電流：245A，轉(zhuǎn)速2980轉(zhuǎn)/分，
　　　運行電流：120A～180A；風(fēng)量：12776m3/h；風(fēng)壓：21995Pa；起動方式：△/Y
　　　2、機立窯燒成工作原理
　　　　由料斗提升機將配置好的生料加一定比例的水，送至成球機成球，然后由布料器勻均地施進窯爐中，園球狀的生料顆粒由底部的離心風(fēng)機送風(fēng)在窯爐中部充分燃燒，到窯爐底部冷卻后，由塔篦子旋轉(zhuǎn)，將燒好的熟料下到漏斗中，經(jīng)適量噴水，經(jīng)熟料破碎機后進進下道工序。由此可見，機立窯風(fēng)機的配置的好壞直接影響到水泥的產(chǎn)量，故此，很多水泥廠廠家在風(fēng)機上做文章，加大電機功率,負(fù)壓風(fēng)機維修，加大風(fēng)量與風(fēng)壓，往往適得其反。
　　　　從整個立窯系統(tǒng)裝機的設(shè)備功率來看，羅茨風(fēng)機電機功率為132KW，是整個機立窯系統(tǒng)裝機功率的一半，對煅燒來說是一個用電較大的設(shè)備。它的改造成功將對廠家有較深遠(yuǎn)的意義。
　　　　四、用戶對變頻節(jié)能改造后功能的要求
　　　a)要求變頻器的跟隨性能好，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，故障率低。
　　　b)要求壹臺變頻器可兩地操縱（也就是提供兩塊操縱面板），一塊用延長線聯(lián)結(jié)至窯面上，替換原操縱系統(tǒng)；該塊操縱面板可以任意設(shè)定、修改參數(shù)，根據(jù)生產(chǎn)情況任意調(diào)節(jié)風(fēng)量大小，能控制變頻器的啟停。另一塊操縱面板必須放在有人值班低壓配電室內(nèi)，只提供運行參數(shù)監(jiān)視和開啟、封閉變頻器，不能設(shè)定參數(shù)和修改參數(shù)，不能調(diào)整風(fēng)量的大小。
　　　c)在窯面和低壓配電室兩處都必須安裝應(yīng)急緊急停車按鈕。
　　在用風(fēng)量較小的情況下，必須保證電機的溫升和電機的噪聲不得超過答應(yīng)的范圍
　　　　五、立窯風(fēng)機變頻調(diào)速'>調(diào)速節(jié)能改造方案設(shè)計
　　　1）根據(jù)現(xiàn)場情況和用戶的要求，我們設(shè)計安裝一臺品質(zhì)優(yōu)良、性能穩(wěn)定可靠的平方轉(zhuǎn)矩（風(fēng)機水泵型）威科變頻器，其型號為VEC—V6—132F3，容量為132KW；并聯(lián)在原風(fēng)機起動柜主回路電路中，并和原主電路做成安全電器互鎖；對立窯風(fēng)機進行變頻節(jié)能控制，具體的控制頻率，由窯爐操縱員工根據(jù)實際生產(chǎn)工藝和窯爐的煅燒情況，通過控制變頻器面板上的上、下鍵操縱，就能控制窯爐風(fēng)量的大小。從而放棄了立窯風(fēng)機過往傳統(tǒng)的控制方式，改造成了目前調(diào)速'>調(diào)速效果最好、節(jié)電效果最佳的變頻調(diào)速。
　　　2）在變頻器的硬件上加裝一路（顯示面板）牛腳插痤，制作成兩路面板控制；鍵盤和牛腳插座之間用一條50米長的屏蔽線聯(lián)結(jié)，以滿足用戶的要求。保存原風(fēng)機窯面和值班室兩處的緊急停車按鈕，在空開和變頻器之間的主電路中，增設(shè)交流按觸器。用鋼材把原放風(fēng)閥封牢。變頻改造后要依次公道調(diào)節(jié)每一個窯爐風(fēng)腰的開度。
　　
　　
　　　　　　
　　
　　
　　
　　　六、變頻參數(shù)的設(shè)定
　　變頻器安裝完畢后，必須對變頻器的參數(shù)進行公道的設(shè)定，有些參數(shù)和設(shè)定，將直接影響變頻器的運行，導(dǎo)致電機不能啟動，造成工程改造的失敗。所以在設(shè)定時要耐心細(xì)致，使參數(shù)設(shè)定和電機匹配。下面的參數(shù)是根據(jù)煅燒工藝和窯爐操縱工現(xiàn)場試運行確認(rèn)的參數(shù)。僅供大家參考。
　　
　　基本參數(shù)
　　
　　
　　序號功能描述設(shè)定值　備注
　　1控制方式鍵盤調(diào)速鍵盤運行
　　2上限頻率50HZ
　　4加速時間112
　　5減速時間80
　　6轉(zhuǎn)矩提升17
　　7載波頻率5
　　9上升/下降控制有效
　　10自由停車功能有效
　　11電流限幅功能有效
　　
　　　　七、立窯風(fēng)機變頻改造中留意事項
　　　　1）面板控制方式應(yīng)置為用鍵盤的（上）或（下）鍵調(diào)節(jié)風(fēng)機的風(fēng)量較為公道，由于窯面的工作環(huán)境較惡劣，假如用電位器調(diào)節(jié)，天永日久地往返旋轉(zhuǎn)，會使電位器接觸不良，造成電機電流波動很大；筆者經(jīng)過很多家水泥廠的實踐證實，鍵盤（上）、（下）鍵控制優(yōu)于電位器控制。
　　　　2）變頻器的停車方式設(shè)定為自由停車。由于風(fēng)機是大慣量負(fù)載，若加減速時間設(shè)定過短，在加速時過程中輕易會出現(xiàn)過流、過載，在減速時輕易出過電壓保護，但設(shè)定時間過長，會導(dǎo)致風(fēng)量調(diào)節(jié)緩慢，跟隨性能會變差，使系統(tǒng)易處在短期不穩(wěn)定狀態(tài)中，有時滿足不了窯爐生產(chǎn)的要求。因此，在滿足變頻器正常運行（不跳故障）的前題下，盡量把加減速時間設(shè)定公道。
　　　　3）在變頻器的輸進和輸出加裝零序電抗器，以減少諧波的份量，以進步變頻器的功率因數(shù)。
　　　　八、變頻改造后的節(jié)電效果
　　　　為了了解應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)后產(chǎn)生的節(jié)電效果，我們和廠方一起做了在相同工況條件下的節(jié)電效果測試，具體原始數(shù)據(jù)如下：
　　
　　　　8月31日（24H）9月1日（24H）9月2日（24H）9月3日（24H）9月4日（24H）9月5日（24H）9月6日（24H）
　　工頻運行2640。2720。2680。2688。2656。2704。2712。
　　變頻運行2240。2280。2264。2248。2224。2256。2232。
　　節(jié)省用電400度440度416度440度432度448度480度
　　
　　　　從上面數(shù)所可知立窯風(fēng)機天天均勻節(jié)約電費436.5度；按廠家提供的數(shù)據(jù)，水泥廠立窯風(fēng)機全年運行　10個月（即300天計算）,電價每KW.h為0.50元，則全年節(jié)約電費為：
　　　300天×436.5度×0.50=65,475（元）
　　　此后該項目每年可為廠家節(jié)約電費6.5萬元，經(jīng)濟效益非常顯。
　　
　　　　九、本系統(tǒng)的特點
　　　1）采用節(jié)能單機控制，根據(jù)生產(chǎn)的實際需要通過調(diào)節(jié)風(fēng)機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)送風(fēng)量，在滿足使用要求的條件下達到最大限度的節(jié)能。
　　　2）實現(xiàn)了風(fēng)機的高效調(diào)速，調(diào)速平穩(wěn)、精度高，調(diào)速過程中轉(zhuǎn)差損耗小，由于降速運行和軟啟動，使電機啟動電流大大減小，起動時定、轉(zhuǎn)子消耗減少，對延長電機壽命十分有利。
　　　3）先進的設(shè)置監(jiān)控及調(diào)節(jié)功能改善了系統(tǒng)運行特性，使系統(tǒng)操縱更簡便。
　　　4）系統(tǒng)具有過載、過流、過壓、短路、欠壓保護措施，使系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)率和安全性、可靠性大大進步，有效地防止了噴窯的發(fā)生。
　　　5）運用威科變頻器最大特點就是電機在低頻運行時，不發(fā)生振蕩現(xiàn)象。
　　結(jié)束語
　　　　在風(fēng)機水泵上采用變頻調(diào)速技術(shù)不僅調(diào)速性能優(yōu)越，而且節(jié)能效果十分明顯；隨著變頻器制技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，變頻器價格不斷下降，我們相信所有的水泥廠立窯風(fēng)機都會改造成用變頻調(diào)速來控制。
　　
　　
　　

威科達VEC變頻調(diào)速器在風(fēng)機上的應(yīng)用
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收錄時間:2011年02月16日 04:53:19 來源:中國電力技術(shù)資訊 作者:

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