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BD550變頻器在藥廠攪拌機上的應用

攪拌機械在藥廠、化工等行業的生產過程中應用很廣泛。攪拌機械在設計時均是按使用工況的要求考慮一定余量的,而攪拌機在實際使用過程中,則不一定要在最大轉速下工作,有很多時間都可以工作在非滿載狀態;傳統...

引言
      攪拌機械在藥廠、化工等行業的生產過程中應用很廣泛。攪拌機械在設計時均是按使用工況的要求考慮一定余量的,而攪拌機在實際使用過程中,則不一定要在最大轉速下工作,有很多時間都可以工作在非滿載狀態。傳統的攪拌機通常不進行調節或采用機械方式調速,機械方式調速會增大攪拌機的損耗,同時會使攪拌機工作在波動狀態,也會使攪拌機設備工作在“大馬拉小車”的狀態,很不經濟。

原系統工況存在的問題

 主電機雖然是星-角減壓起動,但起動時的電流仍然很大,會影響電網的穩定及其它用電設備的運行安全
 主電機工頻運行,屬非經濟運行,電能浪費嚴重
 主電機工頻運行致使攪拌機運行時噪音很大
 主電機工頻起動設備的沖擊大,電機軸承的磨損大,所以設備維護工作繁瑣

 

變頻改造的節電原理
       由流體傳輸設備攪拌機的工作原理可知:攪拌機的流量(風量)與其轉速成正比;攪拌機的壓力(揚程)與其轉速的平方成正比,而攪拌機的軸功率等于流量與壓力的乘積,故攪拌機的軸功率與其轉速的三次方成正比(即與電源頻率的三次方成正比)。根據上述原理可知:降低攪拌機的轉速,那么其功率可以下降得更多。例如:將供電頻率由50Hz降為45Hz,則P45/P50=(45/50)3=0.729,即P45=0.729P50(P為電機軸功率);將供電頻率由50Hz降為40Hz,則P40/P50=(40/50)3=0.512,即P40=0.512P50(P為電機軸功率)。
       攪拌機消耗功率與轉速的三次方成正比。即P=KN3,P:為攪拌機消耗功率;N:為攪拌機運行時的轉速;K為比例系數。而攪拌機設計是按工頻運行時設計的,但攪拌時除高速外,大部分時間流量較小,由于采用了變頻技術及微機技術有微機控制,因此可以使攪拌機運行的轉速隨流量的變化而變化,最終達到節能的目的。實踐證明,使用變頻設備可使攪拌機運行平均轉速比工頻轉速降低20%,從而大大降低能耗,節能率可達20%-40%。
       因攪拌機屬于典型的平方轉矩負載類型,所以其功率(軸功率)、轉矩(壓力)、速(風量)滿足以下關系(相似定理):
       P電=P軸=QH
       Q'/Q=N/N   則Q'=Q(N'/N)
       P'/P=(N/N')3     則P'=P(N/N')3
       異步電機的轉速公式 n=60f(1-s)/p
       式中:N、Q、H、P——攪拌機的額定轉速,風量,軸功率
       N'、Q'、H'、P'——調速后攪拌機的額定轉速,水量,軸功率
       在一定范圍滿足生產要求的前提下,可以通過改變轉速來靈活的調節攪拌的速度,以方便均勻攪拌,并且不改變工作周期。這種特性表明,調節攪拌機轉速,改變電動機出力,使攪拌速度始終滿足工藝要求。
l 攪拌機變頻方案:
        根據攪拌機配置及運行轉矩大的特點,通常是在攪拌機上加裝一套T通用型的變頻器調速裝置。保留攪拌機原工頻系統,并與攪拌機的變頻系統互為備用可相互切換使用,工頻與變頻之間設聯鎖。

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       在實際工作的過程中,可以根據攪拌物料的特性以及加入其它化學物質的時間不同,設定多段速度,最多可以達到八段不同速度。同時也可以采用變頻器的程序運行功能,最多可以設定七段不同速度,不同時間的自動程序運行模式,大大減輕工人的勞動強度,提高生產效率。
       利用富凌系列變頻器強大的通訊功能,配合工控機和組態軟件等,還可實現與主控室進行聯網控制,便于監控人員自動化管理。如果用戶希望采用DCS或者是FCS,那么則可以由D/FCS負責采集模擬量、開關量等信號,變頻器輸出的模擬量、開關量信號全部進入DCS系統,形成閉環控制,同時實現相關輔機聯鎖功能等。為確保系統可靠性,建議在變頻系統上增加工頻軟啟動旁路裝置。
l 攪拌機變頻調速裝置的功能及優點
 攪拌機變頻節能裝置為開環調節
 軟啟動方式可減小啟動沖擊電流
 變頻器帶有智能保護,故障時可自動停機
 可根據不同的工藝采用不同的轉速
 通過變頻調速實現節能

l 參數設置

功能碼建議設定參數參數含義
F0.001

V/F控制

F0.011外部端子控制
F0.032

調速信號為DCS 4~20mA模塊信號

F0.04視現場而定最大輸出頻率
F0.05
上限頻率
F0.0840加速時間
F0.0940減速時間
F0.191自由停車
F2.0按需求端子功能

 

結束語
 采用變頻器控制,在滿足使用要求的前提下達到了最大限度的節能
 由于降速運行和軟啟運,減少了振動、噪音和磨損,延長了設備維修周期和使用壽命,提高了設備的MTBF(平均故障維修時間)值,并減少了對電網沖擊,提高了系統的可靠性
 系統具有各種保護措施,使系統的運轉率和安全可靠性大大提高
 變頻調速閉環控制系統與工頻控制系統互為互鎖,不影響原系統的運行,且在變頻調速閉環控制系統檢修維護或故障時,原工頻控制系統照樣可以正常運行


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