節(jié)能降耗

一、開放式煉膠機(jī)簡介

    開放式煉膠機(jī)簡稱開煉機(jī)或煉膠機(jī)，又稱雙輥捏煉機(jī)。它通過兩個(gè)水平放置并以不同線速度相對回轉(zhuǎn)的輥筒，將橡膠原材料進(jìn)行剪切、擠壓使其塑化、混合，制成符合生產(chǎn)加工要求的坯料。開煉機(jī)可供橡膠的塑煉、混煉、熱煉和壓片等，主要由輥筒、機(jī)架、軸承、調(diào)距裝置、加熱冷卻系統(tǒng)、事故停車裝置、潤滑系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)等部分組成。

 其工作原理：開煉機(jī)的兩個(gè)輥筒以不同的速度相對回轉(zhuǎn)，當(dāng)膠料加到輥筒上時(shí)，在被輥筒擠壓的同時(shí)，由于摩擦力和粘附力的作用而被拉入兩輥筒的間隙，膠料在間隙中受到強(qiáng)烈的擠壓從而達(dá)到加工膠料的目的。從輥隙中排出的料片，由于兩個(gè)輥筒表面溫度和速度的差異而包覆在一個(gè)輥筒上面，后重新返回兩輥間，這樣多次反復(fù)，完成煉膠。

二、煉膠機(jī)變頻控制系統(tǒng)

    該控制系統(tǒng)通過在煉膠機(jī)馬達(dá)和工頻電源之間加裝奕創(chuàng)飛ECF500變頻器，同時(shí)在變頻器控制面板上做一部分控制線路的連接，實(shí)現(xiàn)了對煉膠機(jī)的無級變頻調(diào)速，實(shí)現(xiàn)了對煉膠機(jī)馬達(dá)的平穩(wěn)啟動(dòng)和速度可調(diào)。其反轉(zhuǎn)功能端子能夠方便實(shí)現(xiàn)在輥筒堵塞時(shí)電機(jī)反轉(zhuǎn)退膠，操作簡易。另外做一個(gè)工頻切換備用電路，防止萬一變頻器發(fā)生故障不至影響工廠生產(chǎn)。 

三、奕創(chuàng)飛變頻器在江蘇某橡膠廠改造煉膠機(jī)的應(yīng)用效果

1、通過變頻器的直流母線支撐電容可起到無功交換的作用，大大提高了設(shè)備的輸入功率因數(shù)，而不必再另外購買功率因數(shù)補(bǔ)償裝置。

2、變頻器實(shí)現(xiàn)了對電機(jī)的軟啟動(dòng)，消除了工頻啟動(dòng)對設(shè)備和電網(wǎng)的沖擊，避免了對其他用電設(shè)備可能造成的跳閘故障，延長了機(jī)軸、齒輪、減速機(jī)、潤滑系統(tǒng)、冷卻部件等機(jī)械件的使用壽命，實(shí)現(xiàn)了更好的安全運(yùn)行。

3、變頻器的無級調(diào)速功能可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要方便設(shè)定輥筒的正反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速大小和加減速時(shí)間，使設(shè)備操作更加簡易方便。奕創(chuàng)飛變頻器具有行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的自動(dòng)轉(zhuǎn)矩提升等電機(jī)控制性能，最大限度提高設(shè)備的工作效率，減少了電能的浪費(fèi)。

4、ECF500變頻器具有欠電壓、過電壓、輸入缺相、過電流檢測、過載檢測等多種檢測保護(hù)功能，從而保證設(shè)備能夠長期穩(wěn)定安全運(yùn)行。

5、關(guān)于在煉膠機(jī)上加裝變頻器后的節(jié)能效果

    ①功率因數(shù)補(bǔ)償節(jié)能：無功功率不但增加線損和設(shè)備的發(fā)熱，更主要的是功率因數(shù)的降低導(dǎo)致電網(wǎng)有功功率的降低，大量的無功電能消耗在線路當(dāng)中，設(shè)備使用效率低下，浪費(fèi)嚴(yán)重，煉膠機(jī)馬達(dá)電機(jī)的功率因數(shù)一般在0.7左右，使用變頻調(diào)速裝置后，由于變頻器內(nèi)部濾波電容的作用，cosφ一般大于0.9，功率因數(shù)提高后，變頻器實(shí)際輸入電流減小，從而減小了電網(wǎng)與變頻器之間的線損和供電變壓器的銅耗，同時(shí)減小了無功電流上串電網(wǎng)。

提高功率因數(shù)后，配電系統(tǒng)對單臺(tái)電機(jī)補(bǔ)償后的電流下降率為：

上式，cosφ1為補(bǔ)償前電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行功率因數(shù)；      

      cos φ2為補(bǔ)償后電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行功率因數(shù)。
   配電系統(tǒng)對單臺(tái)電機(jī)補(bǔ)償后的損耗的下降率為：

②在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，ECF500變頻器使用節(jié)能運(yùn)行功能可以根據(jù)負(fù)載狀況自動(dòng)計(jì)算最佳輸出電壓（在負(fù)載較輕時(shí)可以降低輸出電壓）供給負(fù)載以達(dá)到節(jié)能的效果。

（通過實(shí)際監(jiān)測，目前該煉膠機(jī)客戶現(xiàn)場煉膠機(jī)實(shí)際運(yùn)行電流普遍只有額定電流的50%~60%，負(fù)載率較低，使用節(jié)能運(yùn)行功能可以實(shí)現(xiàn)一定的節(jié)能）

   ③煉膠機(jī)屬于恒轉(zhuǎn)矩類負(fù)載，有：

即電機(jī)的輸入功率與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，采用變頻調(diào)速后節(jié)省的功率為：

所以，節(jié)省的功率與系統(tǒng)調(diào)速前后的速差成正比，速差越大，節(jié)能越顯著。

在該煉膠機(jī)客戶現(xiàn)場，我們發(fā)現(xiàn)煉膠機(jī)上料主要靠工人人工填料，中間存在煉膠機(jī)無料空轉(zhuǎn)的時(shí)間，以煉膠機(jī)煉膠20秒，再空轉(zhuǎn)4秒為例（此時(shí)煉膠機(jī)馬達(dá)一直以工頻50Hz運(yùn)行）：我們完全可以通過降低馬達(dá)轉(zhuǎn)速達(dá)到在這整個(gè)24秒時(shí)間里煉膠機(jī)均勻加工完等量的膠料而不至機(jī)器有空轉(zhuǎn)的時(shí)間，即

其中，V1為馬達(dá)50Hz運(yùn)行對應(yīng)的輥筒的線速度，V2由于沒有加工膠料，所以為零，這一段時(shí)間周期共24秒，經(jīng)調(diào)速后的V3為馬達(dá)運(yùn)行41.7Hz對應(yīng)的輥筒線速度，即我們通過變頻器將馬達(dá)轉(zhuǎn)速設(shè)為41.7Hz，即可完成等量的生產(chǎn)量。

由此按理論計(jì)算，不計(jì)其他因素，單一就馬達(dá)通過調(diào)速節(jié)能率在16%以上。實(shí)際上，使用變頻器的節(jié)電率需要綜合考慮包括功率因數(shù)改善部分的節(jié)能，通過調(diào)速和變頻器內(nèi)部的自動(dòng)節(jié)能功能實(shí)現(xiàn)的節(jié)能，變頻器本身只有很少部分的元器件工作損耗，現(xiàn)場實(shí)際節(jié)電率需要進(jìn)行實(shí)際測量。

    該橡膠廠共有70多臺(tái)55KW~185KW開煉機(jī)、密煉機(jī)設(shè)備，據(jù)此我們根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可以粗略估算，所有煉膠機(jī)加裝奕創(chuàng)飛ECF500系列變頻器進(jìn)行工藝改造和節(jié)能，節(jié)電率約在8%~20%左右。按以往設(shè)備每年耗電2000萬計(jì)算，改造后，每年可節(jié)約電費(fèi)在150<