機(jī)械制造

一、前言

      我們奕創(chuàng)飛公司多年來，一直進(jìn)行工業(yè)節(jié)能技術(shù)的推廣，在工業(yè)節(jié)能領(lǐng)域積累了相當(dāng)豐富的經(jīng)驗(yàn)。針對目前國內(nèi)眾多的商品混凝土生產(chǎn)企業(yè)能耗偏高的情況，我公司研發(fā)出矢量變頻器對廣東省某混凝土有限公司成功地進(jìn)行了針對混凝土攪拌生產(chǎn)線的節(jié)能改造，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。為了使廣大商品混凝土生產(chǎn)企業(yè)能夠及時(shí)享受到這一應(yīng)用成果，我們在此對這一應(yīng)用案例進(jìn)行公布，希望能對混凝土攪拌行業(yè)的節(jié)能降耗工作起到很好的推動(dòng)作用。

 

 二、項(xiàng)目改造背景

      廣東省某混凝土有限公司原有兩條混凝土攪拌線，每條生產(chǎn)線的主要耗電設(shè)備為一臺(tái)30kW斜皮帶和一臺(tái)2×37kW雙攪拌機(jī)，三臺(tái)電機(jī)皆采用Ｙ－Δ起動(dòng)裝置，系統(tǒng)在無料輕載時(shí)（等待狀態(tài)），總電流為80A，在滿載時(shí)（入料攪拌），總電流為100～130A,系統(tǒng)工作占空比平均約50%，單臺(tái)系統(tǒng)的平均運(yùn)行電流約為100A左右，折合消耗功率約50kW。兩臺(tái)的平均消耗功率為100kW。年耗電量約為100kW×20小時(shí)×300天×0.7元＝42萬元。

 

 三、項(xiàng)目改造方案

1、改造方法   
為了適應(yīng)市場，提高產(chǎn)品的競爭力，節(jié)能是降低生產(chǎn)成本的最有效途徑之一。針對該公司混凝土攪拌線的實(shí)際情況，我公司和客戶達(dá)成了對混凝土攪拌線進(jìn)行節(jié)能改造的共識(shí)。通過雙方的通力配合，解決了改造過程中遇到的諸多問題，最終完成該項(xiàng)改造，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。   
本次改造方法是采用先進(jìn)的可編程控制技術(shù)（PLC）和變頻器技術(shù)，以程序控制取代繼電器，接觸器控制，實(shí)現(xiàn)斜皮帶機(jī)和雙攪拌機(jī)根據(jù)工藝流程的協(xié)調(diào)運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)安全、節(jié)能、降低維修成本和方便操作的效果。

2、系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)   
（1）攪拌機(jī)電機(jī)：三相交流異步電動(dòng)機(jī)，4極，37kW，數(shù)量2臺(tái)，連軸同步運(yùn)行   
（2）斜皮帶輸送機(jī)：三相交流異步電動(dòng)機(jī)，30kW，4極，數(shù)量1臺(tái)   
（3）系統(tǒng)負(fù)荷率：50%  
（4）電機(jī)控制和運(yùn)行方式：采用Ｙ－Δ起動(dòng)，連續(xù)運(yùn)行方式 
（5）空載總電流：80A   
（6）滿載總電流：120A

 

3、系統(tǒng)主要控制方案  

（1）保留原有Ｙ－Δ起動(dòng)裝置，作為備用系統(tǒng)；
（2）由于場地的限制，變頻器采用壁掛式安裝；   
（3）Ｙ－Δ工作方式和變頻器工作方式采用自動(dòng)切換形式；   
（4）采用可編程控制器根據(jù)配料工藝流程控制和協(xié)調(diào)兩臺(tái)變頻器的工作；   
（5）具有詳細(xì)的控制功能和工作狀態(tài)、故障信號(hào)顯示，便于操作人員監(jiān)視、操控和維護(hù)人員維護(hù)；  

（6）完善的保護(hù)功能。  

4、系統(tǒng)的控制要點(diǎn)   
（1）調(diào)速方法   
 采用具有矢量控制功能的ECF500變頻調(diào)速系統(tǒng)。　　   
（2）系統(tǒng)的控制動(dòng)作包括：起動(dòng)、停止、低速運(yùn)行、高速運(yùn)行、急停等所有這些都可以通過可編程序控制器（PLC）進(jìn)行控制。  

5、控制系統(tǒng)中需要注意的問題是：  

（1）變頻器的動(dòng)作是由PLC控制的，PLC的控制條件是由生產(chǎn)工藝決定的；

（2）變頻器的加速、減速時(shí)間和有關(guān)參數(shù)是根據(jù)負(fù)載的實(shí)際情況來設(shè)定的。 

四、 系統(tǒng)改造主要成果   

1、節(jié)能效果顯著   
 改造前后相比，系統(tǒng)綜合可節(jié)電30%以上。  

系統(tǒng)狀態(tài)	系統(tǒng)電機(jī)總功率	電機(jī)轉(zhuǎn)速	改造前平均電流	改造后平均電流	節(jié)電率
無料	104kW	25Hz	80A	20A	約70%
有料	104kW	50Hz	110A	65A	約40%

 

2、提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低系統(tǒng)故障率，減少了系統(tǒng)維護(hù)成本。 主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：   

   （1）延長使用壽命

由于使用了變頻器控制電機(jī)的運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng)，從而避免了以往電機(jī)Ｙ－Δ起動(dòng)時(shí)對電氣設(shè)備和機(jī)械設(shè)備的沖擊，延長了設(shè)備使用壽命。   
   （2）保護(hù)功能強(qiáng)   
由于變頻器的電氣保護(hù)功能十分完善，使系統(tǒng)具有短路、過載、過流、缺相、欠壓等保護(hù)功能，最大限度地保護(hù)了電機(jī)的安全。   
   （3）控制系統(tǒng)的故障率大為下降 

原系統(tǒng)是由于十分復(fù)雜的接觸器、繼電器系統(tǒng)進(jìn)行控制的，故障率較高。采用了變頻調(diào)速控制系統(tǒng)后，控制系統(tǒng)可大大簡化，可靠性大為提高。

（4）提高了攪拌機(jī)雙絞刀的同步性能   
由于采用了變頻器一拖二的驅(qū)動(dòng)方式，使得攪拌機(jī)雙絞刀的同步特性非常好，大大減少了雙攪拌機(jī)的內(nèi)耗，節(jié)約了大量的電能。   
  （5）提高了功率因數(shù)   
采用變頻器實(shí)現(xiàn)了功率因數(shù)就地補(bǔ)償，功率因數(shù)可達(dá)0.95以上，既節(jié)約了電能又提高了用電效率。  

五、結(jié)束語   

本節(jié)能改造項(xiàng)目保留了原來的控制系統(tǒng)及配電系統(tǒng)，同時(shí)，在總系統(tǒng)電源進(jìn)線安裝電度表，通過變頻和工頻的切換，可以直接體現(xiàn)改造后的節(jié)能效果，為以后的行業(yè)推廣提供了參觀考察的有力依據(jù)。