球磨机变频节能改造方案(2009[1].10)
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球磨机高压变频方案
球磨机电机额定数据:
1、额定电压:10KV
2、额定功率:630KW
3、额定转速:960rpm
4、额定电流:
实际运行情况:
1、电网电压:8.5-10KV
2、运行电流:
3、球磨机是低速重载设备,启动时所需的转矩较大,目前采用的是工频直接启
动方式,所以启动时对设备本身及电网的冲击都非常大
4、机械设备的维护工作量较大
5、球磨机实际的电网供电电压偏低,时有出现欠压停机情况发生
6、机器的工频运行工况易造成物料的过度研磨,单位产品的功耗大
变频改造可行性:
如球磨机加装变频器后,将有以下几点优点:
1、在电网电压偏低时,变频器仍能正常运行,变频器的电压输入范围广:
-20%~+15%
2、输出过载能力:过载110%可长期稳定运行,过载120%/M,150%/10S,180%
立即保护
3、在球磨机装载量大时,变频的转矩提升功能(可达150%)可以保证足够的起
动转矩
4、变频器的软启功能,加装变频后,球磨机的启动电流比工频启动的电流要小
5倍左右,实现真正的软启动功能,实现对设备和电网的无冲击启动
5、变频器的调速功能:通过调整球磨机的转速,监测相关参数的变化规律,可
分析判断球磨机的转速与磨矿效果、耗能指标的变化趋势,发挥球磨机的最大工作效率。
连续式球磨机节能实用方案作者:黄慧林来源:《佛山陶瓷》 2011年第3期黄慧林(科达机电股份有限公司,佛山528313)摘要:本文对球磨机节能的各个因素进行分析,对比了各种球磨方式的能耗,提出一种新的连续球磨机工艺,即取消原料均化工序,使连续球磨机的推广应用更加可行。
关键词:建筑陶瓷;湿法球磨机;节能;多单元连续式球磨机1 概述建筑陶瓷行业中,湿法球磨机使用非常普遍,以现有在建或拟建的墙地砖生产线为例,一条生产线要配置40t球磨机8~10台,或者60t球磨机6~8台。
按每条生产线6台40t球磨机计算,装机功率为6x160kW=960kW,约占整条生产线的20%~30%,所以生产线中球磨机的电耗非常大。
按2009年全国墙地砖总产量67亿m2计算,每平方米砖约需原料20kg,平均球磨周期为14h(含装料和卸料时间),平均每日工作22h,每年工作330日,过程损耗以15%计算,选用40t球磨机、装机功率为160kw时所需的球磨机数量计算为式(l):(6,700,OOO,000÷330) x20÷(1-15%)÷[40 xl000 x22÷14)]=7600台(l)每年需消耗的电量计算为式(2):7600x160x22x330x80%(功率因数)=7.062xl09 kWh/年(2)或按球磨机每吨原料消耗45kWh电量计算,年耗电量计算为式(3):(6,700,OOO,OOOx20÷lOOO÷(l-15%)x45=7.094xl09 kWh/年(3)即2009年仅球磨机需消耗电量约70亿kWh,而按最新统计,2010年全国墙地砖总产量已达80亿m2,则2010年建陶行业球磨机总耗电量约需84亿kWh,每节约l%即可节电8400万kWh。
所以球磨机节能具有非常重要的意义。
当前有不少球磨机节电器厂家一直坚持不懈地推动变频节电,并声称可以节电15%以上,但不少用户却反映节能效果并不明显。
变频节能改造方案随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益凸显,节能已经成为一个备受关注的话题。
在工业生产中,变频节能技术被广泛应用,并取得了显著的效果。
本文将探讨变频节能改造方案的实施和效果。
首先,我们来了解一下变频技术的原理。
变频技术是一种通过改变电机运行频率来实现节能的技术手段。
传统的电机工作在恒定的频率下,无法根据实际负载的需求进行调节,这样会导致电机运行的效率低下。
而变频器可以根据负载的需求,调整电机的运行频率和转速,实现节能的目的。
然后,我们可以考虑将变频技术应用于工业生产中的水泵系统。
以一个工厂为例,该工厂使用多台水泵进行生产过程中的供水和排水工作。
传统的水泵系统通常采用运行频率固定的方式,无论实际需求量大小,水泵的运行频率都保持不变,这样会造成能源的浪费和损耗。
通过将变频器与水泵系统相结合,可以实现水泵的变频控制,根据实际需求量对水泵的运行频率进行调节。
当负载小的时候,水泵可以运行在低频率,降低能源的消耗;当负载大的时候,水泵可以运行在高频率,提高工作效率。
同时,通过变频器还可以实现软启动和软停止,减少机械设备的损耗和噪音。
变频节能改造方案的实施既需要技术的支持,也需要工程实施的保障。
首先,需要选用符合要求的变频器,根据实际负载的需求确定其额定功率和额定工作频率。
同时,还要对水泵系统进行检测和分析,了解其负载特点和能耗情况。
然后,进行系统的改造和调试。
在安装变频器时,需要合理布置电气线路和设备,确保其稳定和安全运行。
同时,还要对水泵系统进行参数设置和调试,确定适合的运行模式和频率,以达到节能的目的。
最后,通过实施变频节能改造方案,可以获得显著的节能效果。
首先,由于变频技术的应用,水泵系统的能耗将大幅度下降,降低了能源的消耗和生产成本。
其次,变频器的启动和停止过程比传统启动更加平稳,减少了设备的机械损耗和维修成本。
此外,由于运行频率的可调性,水泵系统的运行效率得到了提高,生产过程的稳定性和可靠性也得到了保证。
钢球磨煤机节能改造应用与研究摘要:钢球磨煤机是火力发电站煤粉制备系统的主体设备,其作用是将一定尺寸的煤块干燥、破碎并磨制成煤粉以供给锅炉燃烧。
在国内发电厂中钢球磨煤机占各类磨煤机总量的60%以上。
然而钢球磨煤机的缺点也是显而易见的,如运行复杂、电耗高、噪音大、耗钢多、磨损多等,磨煤机节能改造的关键目的是综合解决磨煤机能耗高的问题。
本文就我厂钢球磨煤机的节能改造实例进行研究,以供同行业人员交流参考。
关键词:钢球磨煤机;磨煤机;节能我厂钢球磨煤机低速钢球磨煤机的主体是一个直径3.5m,长7m的筒体。
筒体内部安装有W型中铬波浪形衬板,作用是保护筒体内壁,不受物料和钢球的撞击而损坏,同时还可以通过不同的衬板形状,来调整筒体内磨矿介质的运动状态,帮助研磨介质更好的磨碎物料,加强研磨效率和磨碎效果。
当电机通过减速机,传动轴装置及大齿轮带动筒体转动时,筒体内的钢球在波浪形衬板带动下,依靠磨擦力和离心力的作用升到一定高度,然后由于自身重量下落将煤砸碎,同时,也靠钢球挤压和碾压作用将煤制成煤粉。
钢球在研磨煤粉的同时,也在损耗,当钢球磨损到¢20mm以下时,基本对原煤失去撞击、研磨功能。
失效钢球不能及时清除,就会降低磨煤机出力,并在研磨过程中被大钢球继续研磨成铁粉,使煤粉中含铁量增多,对锅炉燃烧系统和除渣系统有影响。
目前我厂钢球磨煤机使用的是低铬铸铁(含铬0.5%~5%左右)钢球,使用中存在以下问题:1. 磨煤机运行电流过大,出力过低;钢球初装量大,球耗高;衬板使用寿命较低,衬板更换工作量大。
2.磨球表层与芯部的耐磨性相差较大,使磨球的磨损过程中磨球直径的减小很不均衡,从而使磨球的级配发生了较大的偏离,由此造成煤粉细度均匀性差或制粉出力降低;为保证煤粉的细度和产量,球磨机中必须加入更多钢球,使载荷不断增大。
过多的已经磨小或已失效的磨球不能从运行或热备用球磨机中清理出来,进一步增大球磨机的载荷,使磨煤机耗电量随之增大。
水泥行业、陶瓷行业、矿山选矿行业缺一不可的设备之一就是球磨机设备,它主要是将要磨碎的物料进行研磨,然后才能投入后续工艺。
当然,其耗电量约占整个生产用电的40%-50%。
在保障生产质量、产量不受影响的前提下,如何降低节能球磨机的耗电量,一直是这球磨机生产厂家中海重工所关注的问题。
保瓦球磨机节电控制柜用变频的方式,通过调整电机的转速,使电机的输出转矩和速度与球磨机的工艺要求达到最佳的配合,这样既提高了球磨机的效率,优化了球磨机的生产工艺,又大大降低了球磨机的耗电。
1.球磨机筒体内的通风:球磨机内部通风状况的好坏,干式球磨机直接影响到粉磨效率的发挥,选矿球磨机这是开流磨及采取自然拔风的磨机比较普遍存在的问题。
通风的作用一是及时将磨内细粉排出,以免影响粉磨效率;二是降低磨内温度,避免石膏脱水和尾仓糊球堵篦。
当物料水分偏大而磨机通风不良时,磨内水蒸汽排放困难,不仅潮湿细粉粘附堵篦缝,降低了单位时间内物料的通过量及流速。
同时,这些研磨体。
2.入磨物料水分与温度:首先需要说明,入磨物料的水分并不是越湿越好,水泥细度越细,对水分越敏感,水分不合要求时就要糊球糊磨。
一般认为,入磨物料综合水分每增加1%,磨机产量会降低10%。
当水分大于5%时,磨机就基本“停止”粉磨了。
3.在冬季,若停磨时间较长时,应将装在主轴承过水口处的三通旋塞转到放水位置,利用虹吸作用,将球面瓦串水道内积水排除,以免冻裂球面瓦或轴承座。
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SINE303球磨机变频节能控制系统设计、调试指南
一、概述
对于陶瓷生产厂家来说,电耗是其生产成本的重要部分,而原料车间或釉料车间球磨机
是陶瓷厂主要能耗设备之一,因此降低球磨机的能耗成为陶瓷行业降低成本、提高产品竞争
力的有效途径。
球磨机对物料的粉碎作用主要是研磨体对物料的碰击与研磨,用间歇式球磨机粉磨物料
时,在开始不久粗颗粒的含量迅速减少,物料粉磨的速度很快,随着粉磨过程的进行,粉磨
速度逐渐减慢下来,以后则愈来愈慢。产生这种现象的原因是颗粒愈细,颗粒上的微裂纹等
缺陷愈少,不易形成应力集中,颗粒愈难粉碎。如何选择一套理想的球磨工艺,是提高球磨
效率,减少球磨能耗的关键所在。
研磨体在球磨机中的运动状态基本上可以分为:泻落式运动状态,抛落式运动状态和离
心式运动状态,实验证明,在离心式运动中,研磨体不再对物料产生碰击和研磨作用,而研
磨体泻落式运动和抛落式运动所产生的研磨效果随着粉磨的过程,其对物料的粉碎作用也不
一样,根据球磨工艺,合理控制球磨机的转速来控制研磨体的运动状态是球磨机节能改造获
得成功的有效途径。
目前大多数的陶瓷厂除了在风机上进行了节能改造外,绝大多数厂家在球磨机的节能改
造上没有任何进展,这其中的主要原因有以下几点:
1:球磨机在运行过程中负荷波动大,要求变频器过流、过载、限流功能强;
2:球磨机启动时负荷非常重,要求点动即可将球磨机运行到任何位置,这样要求变频
器低频转矩大,一定要用到矢量型变频器;
3:节能效果一定要和球磨工艺过程相结合,否则达不到节电效果;
因此如何选择一种性能良好的变频器,采用可靠、适用的控制方案来进行球磨机的节能
改造,对于减少能源浪费具有重要意义。
二、球磨机机节能改造的注意事项
1、将球磨工艺技术与变频器技术完美结合
派遣球磨工艺技术人员、变频器技术的工程师,前往现场详细了解球磨机的工况及控制
系统的实现过程。尽量不改变球磨机原有的控制系统,做到随时可进行工、变频转换,将球
磨机控制技术与变频器技术完美结合,是陶瓷厂球磨机变频器节能改造成功的前提。
2、关于变频器的选型
对变频器的选型应根据负荷的性质和要求来定。因球磨机的负载性质是恒转矩类,机
械特性较硬,动态特性要求较高,所以应选用高性能矢量型变频器。普通V/F型变频器在
低速时虽然具有转矩提升功能,但提升不足,电机转矩可能无法满足起动或低速稳速运行的
需要,如果提升过大,又可能使因磁路饱和而过流。
3、电机、变频器容量的选择
在选配电机、变频器容量前,应实测一下球磨机在各个工序过程中最大的输出力矩,作
为选择电机容量的依据。变频器的额定电流最好为控制电机额定电流的1.2~1.5倍,且电压
等级与控制电机相符。
4、变频器的安装环境
因为陶瓷厂温度高,粉尘多,因此柜体要设计合理,柜内变频器周围应留足够的空间,
保证良好的通风管道,并加装冷却风扇以强迫风冷,变频器最好选用散热器柜外安装方式。
现场需安装在通风良好,远离热源和尘埃多的地方。
5、改造后的特性
•
节电率可达16%左右。
•
减少冲击,延长球磨机轴和齿轮波箱的使用寿命。
•
减少对电网的冲击,减少电网装机容量。
•
平滑软起动,对电机具有过压、过流、缺相等多种保护,延长使用寿命 。
节电计算实例:陶瓷生产用14吨球磨机,电机55kw
市电工频运行时,球磨时间13.5小时,耗电370度
用正弦变频器进行节能改造后,球磨时间13.0小时,耗电310度
每球节电:60度电,节电率:60/370=16.2%
6、设备安装程序
用户需提供球磨机电气控制系统图。
用户方工艺、电气技术人员配合,共同完成设备安装。
7、参考资料
在本方案中所引用的参考资料:
(1) 正弦变频器应用手册
(2) 球磨工艺
(3) 陶瓷工业机械与设备
三、设计球磨机变频节能控制系统控制柜
控制柜电气原理图如下图1所示
图4-1 控制柜电气原理图
1、控制柜操作面板上安装有:
A)三位选择开关K1:用于变频运行/工频运行切换;
B)常开控制按钮K2:用于变频器电动运行;
R SINE303 U
S V
T W
X1
X7
COM
VCI
GND
电机
接线
柱
KM1
KM2
MCCB
C)面板工频运行指示灯ED1;
D)面板变频运行指示灯ED2。
2、上图中,KM1和KM2为变频运行接触器,这两个接触器与原来工频运行接触有互
锁的关系,MCCB为进线空气断路器,选用规格和线径可参考用户手册的有关说明。
3、注意:应在操作面板的显要位置提示:工变频转换的注意事项。
对工/变频转换时的注意事项,应在控制柜操作面板上重点醒目位置印出,以提醒操作
人员。
(例如:请先按下球磨机的停止按钮,将工/变频转换按钮打到停止位置, 等电机停止
后,再转换到变频起动球磨机工作;如变频出现故障,请按操作面板上的复位按钮。)
四、安装、调试和使用过程中常出现的问题
1、控制柜通风设计:SINE303变频器支持散热器柜外安装,请务必做好控制柜的通风设
计,(否则会出现通风不良,变频器过热,控制柜内部过热,需要现场加装风扇的情况);
2、关于过流
球磨机一般不易空载辨识电机参数,在此情况下可采取以下措施:
1)进行电机静态参数整定;
2)满载起动或点动,调整变频器参数,不出现失速过流或过压现象。
五、功能码设定和调试
SINE303简易PLC功能是变频器内置一个可编程控制器(PLC)来完成对多段频率逻辑
进行自动控制。可以设定运行时间、运行运行方向和运行频率,以满足工艺的要求。
SINE303系列变频器可以实现7段速变化控制,有4种加减速时间供选择。
当频率源参数 F0-08、F0-10确定为PLC运行方式时,需要设置F6-00~F6-07、F6-08、
F6-14、F6-15-F6-21来确定其特性。
1、
功能码设定
相关功能码设定一览
功能码设定值 功能码意义 说明
F0-02=2 无PG矢量控制
F0-04=1 端子运行命令通道
F0.-08=1 PLC运行
F0-16=30 加速时间
F0-17=30 减速时间
F5-02=1 X1端子为正转运行;
F5-08=9 X7输入端子为外部故障复位功能
F9-01~F9-06 根据电机铭牌输入电机参数
F9-08~F9-14 通过静止或完整调谐获得相关电机参数
F6-00~F6-21 设置变频器的运行曲线
五、售后服务
12个月免费保修,终生维护
24小时服务响应
附:球磨机中研磨体运动情况
在球磨机中研磨体的运动状态与筒体的转速和研磨体与筒体内壁的摩擦因素
等有关系。研磨体在筒中的运动状态基本上可以分为:
(1)泻落式运动状态 当球磨机转速较低时,全部研磨体可以看成是一个松散
的“团块”,“团块”的界面随着筒体的转动而沿着转动方向不断向上偏斜,形
成斜坡。当斜坡的倾斜角到达研磨体的自然休止角时,研磨体在重力等作用下将
沿斜坡滚下,形成泻落式运动,如下图所示。在泻落式运动中,物料主要在研磨
体相对运动时产生的碰击和研磨作用而被粉碎。
(2)抛落式运动状态 当球磨机转速较高时,研磨体随筒体上升致一定高度后,
象抛射体一样抛落下来,在抛落式运动状态下,物料主要是在研磨体抛落时的碰
击作用以及部分的研磨作用下而被粉碎的。
(3)离心式运动状态 当筒体转速过高时,由于离心力的作用,研磨体“贴附”
在筒体内壁上与筒体一道做旋转运动而不再抛落。在离心式运动中,研磨体不再
对物料产生碰击和研磨作用,物料当然就不会被粉碎。
球磨机的转速对其工作有很大的影响,如果转速适当,则能使粉磨工作
以较快的速度和在较高的效率下进行,太快,由于离心力太大,研磨体紧贴在筒
体内壁不会沿抛物线轨迹落下,当然就不能给物料以有效粉碎,反之,转速太慢,
在单位时间内研磨体对物料作用的次数就减少,同时研磨体上升高度不足,落下
时对物料做的功也少,粉磨速度和效率当然也底。
何时让研磨体做抛落运动,抛落运动的最佳转速是多少,何时让研磨体做
泻落式运动,泻落式运动时球磨机的最佳转速是多少,是球磨机节能改造成功的
关键。正弦变频器厂家的技术人员和陶瓷行业的设备专家、工艺专家通过长期不
懈的努力和合作,取得了大量关于球磨机变频器节能改造的数据和经验,取得了
一次又一次的成功,正弦变频器应用于陶瓷行业球磨机变频器节能改造必将开启
陶瓷行业球磨机变频器节能改造的新局面,为社会和行业的发展做出新的、更大
的贡献!
泻落式运动状态 抛落式运动状态 离心式运动状态