球磨機(jī)節(jié)能改造方案
在全國上下用電形勢嚴(yán)峻的情況下,廣州珠峰電氣ACI變頻器推出最新的珠峰3000系列變頻器,利用先進(jìn)的變頻節(jié)能技術(shù),成功在廣東肇慶市大將軍陶瓷、福建騰達(dá)陶瓷、佛山金舵陶瓷、新潤城陶瓷、東莞唯美陶瓷、三水亞洲金牌陶瓷、安徽惠爾普陶瓷、四川建中陶瓷、重慶歌德陶瓷、萍鄉(xiāng)日江水泥等實(shí)行球磨機(jī)節(jié)能改造。實(shí)踐證明,通過一系列的技術(shù)和管理措施把球磨機(jī)的能耗降到最低,既保護(hù)環(huán)境又為企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益,企業(yè)至少可以減少10%的經(jīng)營成本,下面談?wù)勔恍┫嚓P(guān)的技術(shù)問題。
球磨機(jī)的工作原理:在水泥、陶瓷、冶金企業(yè)里,球磨機(jī)由于功率比較大,占據(jù)了企業(yè)總用電量的80%以上,各類球磨機(jī)的結(jié)構(gòu)基本大致相同,只是它們的某些部件有所不同。球磨機(jī)一般均由筒體、襯板、給料器、排料器、空中軸、軸承、傳動裝置和潤滑系統(tǒng)組成。圓形筒體由若干塊鋼板焊接而成,其兩端焊接有法藍(lán),以便于鑄鋼的給料端蓋排料端蓋連接,筒內(nèi)裝有可以更換的襯板,為了使襯板與筒體內(nèi)壁緊密接觸并緩沖鋼球?qū)ν搀w的沖擊,在襯板與筒體之間敷有膠合板,為便于更換襯板和檢查筒體內(nèi)部狀況,在筒體上開有入孔,入孔為矩形,長度一般為350到550毫米。給料部分由帶有中空軸頸的端蓋聯(lián)合給料器,扇形襯板,和軸頸內(nèi)套等部件組成,中空軸頸內(nèi)套可防止給料磨損軸頸內(nèi)表面,內(nèi)套的內(nèi)表面帶有螺旋,有助于給料。
驅(qū)動部分:球磨機(jī)屬于低速重載設(shè)備,裝載量大,起動離矩也很大,一般需要加裝液力耦合器來完成傳動系統(tǒng)的啟動和調(diào)速。水泥、陶瓷、冶金球磨機(jī)通常采用附加啟動電機(jī)沖擊啟動或軟啟動裝置來啟動,對電網(wǎng)沖擊大,而且啟動完成后運(yùn)轉(zhuǎn)時所需的轉(zhuǎn)距減小,所以在節(jié)約能源方面有很大的空間。目前普遍采用的驅(qū)動方式是:三相交流電動機(jī)—液力耦合器—齒輪減速器—皮帶減速器。由于球磨機(jī)屬恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,在用液力耦合器調(diào)速時,其調(diào)速效率等于調(diào)速比,有很大一部分能量在液力耦合器中被浪費(fèi)了。
球磨機(jī)一般以固定的轉(zhuǎn)速運(yùn)行,筒體轉(zhuǎn)速是由皮帶輪或齒輪減速機(jī)構(gòu)(也有用液力耦合器)決定的。球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速直接影響到鋼球和物料的運(yùn)動狀況及物料的研磨過程,在不同的轉(zhuǎn)速下,筒體內(nèi)的鋼球和物料的運(yùn)動狀況。當(dāng)轉(zhuǎn)速較低時,鋼球和物料隨筒體內(nèi)壁上升,當(dāng)鋼球和物料的傾角等于或大于自然傾角時,沿斜面滑下,不能形成足夠的落差,鋼球?qū)ξ锪系难心プ饔煤苄?,球磨機(jī)的效率很低。當(dāng)筒體的轉(zhuǎn)速處于上述二者之間的某一轉(zhuǎn)速時,鋼球被帶到一定的高度后沿拋物線落下,對筒底物料的撞擊作用最大,研磨效率最高,此時的轉(zhuǎn)速稱為最佳工作轉(zhuǎn)速。如果筒體的轉(zhuǎn)速很高,由于離心力的作用,以致使物料和鋼球不再脫離筒壁,而隨其一同旋轉(zhuǎn),這時鋼球?qū)ξ锪弦褵o撞擊作用,研磨效率則很低,這種狀態(tài)的最低轉(zhuǎn)速稱為臨界轉(zhuǎn)速。
球磨機(jī)系統(tǒng)存在的問題:球磨機(jī)一般采用的工頻控制,易造成物料的過度研磨,需研磨周期較長,研磨效率較低,單位產(chǎn)品功耗較大。球磨機(jī)一般采用星三角或自耦降壓啟動,啟動電流特別大,對設(shè)備和電網(wǎng)的沖擊很大,機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)維護(hù)量也大,而且電的損耗量相當(dāng)驚人,這必然會給生產(chǎn)廠家?guī)砗芏嗖槐匾穆闊┖蛧?yán)重的資源浪費(fèi),所以隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及企業(yè)產(chǎn)生規(guī)模的擴(kuò)大,直接工控球機(jī)磨的弊病已暴露無遺,并嚴(yán)重地阻礙了各工業(yè)企業(yè)快速發(fā)展。這促使人們?nèi)パ兄茊悠交?、研磨效率較高、產(chǎn)量大、能耗低的球磨機(jī)—— —變頻控制球磨機(jī)。
球磨機(jī)變頻調(diào)速節(jié)能控制系統(tǒng)的工作原理及系統(tǒng)性能要求:根據(jù)原工況存在的問題并結(jié)合生產(chǎn)工藝要求,改造后的研磨機(jī)系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求:改后的設(shè)備要有足夠的起動轉(zhuǎn)距,滿足球磨機(jī)裝載量大的要求,并保證設(shè)備在變頻運(yùn)行狀態(tài)下使電機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行,保障電動機(jī)具有恒功率特性;利用變頻調(diào)速控制系統(tǒng)改造原有球磨機(jī)低速時的正常運(yùn)行,確保正常的工藝控制要求,延長球磨機(jī)和電動機(jī)的使用壽命,減少維護(hù)。
變頻器的選型:根據(jù)上述原則,廣州市珠峰電氣最新的3000系列是從珠峰2000的基礎(chǔ)升級而成。該系列變頻器有以下特點(diǎn):本系列是采用新一代SVPWM波型生成技術(shù)的變頻器,低速額定轉(zhuǎn)矩輸出,帶載能力強(qiáng),低速時可達(dá)到80%的額定轉(zhuǎn)矩輸出。具有多種轉(zhuǎn)矩提升及V/f曲線可設(shè)定,多種加、減速模式可以選擇,內(nèi)置人性化的PID功能,諸多參數(shù)均可在線調(diào)整。具有各種完善的保護(hù)功能及故障診斷系統(tǒng),具有過電壓、過電流及失速保護(hù)等功能技術(shù)先進(jìn)、功能齊全、使用方便,可滿足電氣節(jié)能及各種生產(chǎn)工藝要求的需要。
應(yīng)用效果:球磨機(jī)安裝變頻節(jié)能控制系統(tǒng)后,取得了以下效果:改造后的設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)自動控制,以及市電/節(jié)電切換功能,并能克服球磨機(jī)大慣性引起的回升電壓,有效地保證設(shè)備正常運(yùn)行。利用變頻器自動電壓調(diào)節(jié)功能,可在與負(fù)載無關(guān)的條件下,保持電機(jī)效率最高,因消除了起動時的沖擊,延長了機(jī)軸、波箱齒輪、皮帶等機(jī)械的使用壽命,減少了維修費(fèi)用;利用變頻節(jié)能調(diào)速技術(shù)改造了球磨機(jī)的拖動系統(tǒng),滿足了球磨機(jī)低速運(yùn)行、大起動轉(zhuǎn)距的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了球磨機(jī)的運(yùn)行速度連續(xù)可調(diào);電機(jī)起動時無沖擊電流,起動力矩足夠,保護(hù)功能完善,保證了工藝控制質(zhì)量,節(jié)約了維護(hù)成本。球磨機(jī)使用變頻調(diào)速后,起動電流小于額定電流的1.5倍,(如132KW電機(jī)原先的起動電流在1000A以上,變頻節(jié)能控制系統(tǒng)起動電流為180~200A之間),實(shí)現(xiàn)了真正的軟起動,也收到了節(jié)能的效果。由于起動電流大大減小,不會造成對電網(wǎng)的沖擊和電網(wǎng)電壓的下降,消除了因球磨機(jī)起動而引起的其它用電設(shè)備調(diào)閘或故障。在同樣的電網(wǎng)容量下,可以增加裝機(jī)臺數(shù),內(nèi)置電流反饋系統(tǒng)自動運(yùn)行功能,可以通過變頻方便地設(shè)定研磨時間,加磨時間和自動停機(jī)功能,使操作更加智能化、人性化。球磨機(jī)變頻節(jié)能系統(tǒng)的節(jié)能效果一般可達(dá)12~15%左右。
投資與回報:以東莞唯美陶瓷為例,其公司安裝的6臺大功率的變頻器,以其中的一臺40噸球磨機(jī)為例:電動機(jī)功率為132KW,球磨機(jī)用電總負(fù)荷為132KW,運(yùn)行時間為每日20小時,每月30天,平均負(fù)荷率0.85%,平均節(jié)電率為10%。電價0.70元/度,則可得出:月節(jié)電費(fèi)=用電總負(fù)荷×平均負(fù)荷率×月運(yùn)行時間×電價×節(jié)電率=132×0.85×20×30×0.70×10%=4712.4元,投資回收期=改造總投入÷月節(jié)電費(fèi)=45368÷4712=9.6個月,即不到一年就可以收回全部的投資,而變頻器的使用壽命一般為10~15年,一年后即為純回報期,也即年節(jié)電收益在6萬元左右。
在我國水泥、陶瓷、冶金行業(yè),球磨機(jī)被大量使用,是物料粉碎不可缺少的重要生產(chǎn)設(shè)備。實(shí)踐證明,變頻器用于水泥、陶瓷、冶金行業(yè)球磨機(jī)的節(jié)能驅(qū)動是十分成功的,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益,對于我國提出的建設(shè)節(jié)約型社會,減少環(huán)境污染具有重大的經(jīng)濟(jì)和社會意義。廣州市珠峰電氣ACI變頻節(jié)電氣產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于火力發(fā)電、冶金、采油采礦、化工、機(jī)械、城市供水、塑膠、水泥、造紙.陶瓷、制藥等領(lǐng)域,其大力的推廣應(yīng)用,將可盡早實(shí)現(xiàn)中國節(jié)能第一品牌的提升。
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