水泥厂行业现代化驱动控制

1水泥厂行业特点

2传统水泥厂电控柜主要缺失

3 水泥厂行业待解决电气问题

4 各种启动装置启动特性比较

5 瘦斯达带来的效益

6 传统变频器缺失

1.水泥厂行业特点 

石灰石经皮带输送机由矿山输送进厂经石灰石破碎机破碎后由皮带输送机输送至石灰石库中间扬尘点有袋式收尘器，配料站，石灰石、砂岩、铁粉、粉煤灰等经皮带秤，皮带输送机送至原料磨（现在一般是立式辊磨）；粉磨后经空气斜槽，斗式提升机输送至生料库；生料经斗式提升机送至预热器，经预热、分解入窑煅烧，熟料经篦冷机冷却，熟料破碎机破碎，经链板机送至熟料库。熟料、混合材、石膏经输送机至水泥磨（球磨机）粉磨，成品入水泥库。

水泥厂耗电量最大为旋窰机、罗茨风机、磨粉机、破碎机、输送设备等，水泥厂电费约占水泥成本的20%左右，因此谁能节能比例高谁家的利润就高，这是水泥行业的铁则。因此，水泥厂经营管理最重要的课题是交流异步电机节能省电。 

水泥厂电机大部分运行在“大马拉小车”工况下较多，传统交流异步电机受限于启动冲击电流均不能随意启停导致能源利用率较低，因此水泥厂存在许多节能改造空间。

水泥行业大部分建在荒郊野外潮湿多水气的环境，加上粉尘充斥，电气设备故障率较高（接触器故障最多），特别是使用传统变频器的电机因为转子高频感应导致电腐蚀现象轴承寿命严重缩短，电机线圈收突波电压影线圈很容易破坏绝缘而烧毁。

许多水泥厂选用移相电机软启动器及高压变频器作为节能改造的节能产品，通过一段时间的运行验证，发现移相电机软启动器启动困难，不能带载启动而且启动电流很大，无法达到限流启动效果，变频器节能效果与可行性计划预期数据大不相同，而且带来电网污染及电机故障率提高等副作用问题严重。

2.传统水泥厂电控柜主要缺失

瘦斯达交流驱动器替代传统电控柜的效益：

降低30%电气总投资费用，每月节约25%电费，电控柜缩小80%体积。

高压单元串联变频器采用串联叠加性原理，高压10KV经过移相变压器降压改变相序及电压等级，再经过功率单元变频调速，最后串联起来输出为10KV电压等级。

高压变频器缺失：

1.移相变压器的损耗最低10%，全部驱动运行损耗达到25%左右。

2.低压变频器本身运行时会增加电网变压器的谐波损耗2-5%。

3.高压变频器PWM高频开关导致电机发烫运行损耗提高10%左右。

4.高压变频器本身的损耗约2-4%。

5.电网谐波污染无法忍受；谐波污染影响到二次变电所，大功率影响到一次变电所。

6.如果需要谐波治理等于再购买一台高压变频器，那么运行损耗再加倍计算。

7.高压变频器投资金额极高，加上故障率极高，回收时间遥遥无期。

8.高压变频器的PWM波形带来严重的无线电干扰（EMI）问题。

9.风机水泵设备一般不允许调速，调速以后所有运行参数均改变（压力、流量平方下降），调速后负载设备运行效率急剧恶化。

10.高压变频器的电子元器件太多，损耗大，发热量高，导致产品故障率极高。

通过以上分析后就知道单元串联高压变频器不适合做风机、水泵、压缩机节能改造，这是所有已经使用高压单元串联变频器节能改造验证的共同结果。

3.水泥厂行业待解决电气问题

1.降低电气总投资成本，也就是降低电控柜、动力线等相关费用。

2.电机启动时无启动冲击电流，应该允许多次启动不会影响到电网及驱动电机。

3.有效降低电网启动容量，最好没有启动冲击电流。

4.降低流动电费；允许多次启停方式提高电机能源利用率。

5.解决大马拉小车问题，减免无功补偿设备。

6.价格合理（最好高压变频器的1/3以内），产品可靠性高。

7.可免除再投资购买各种电气辅助设备（没有环境污染问题）。

8.能够智能自动化节能驱动控制，通过压力、流量反馈信号闭环控制。

9.具备现代化人机界面控制，各种通讯接口或触摸屏人机界面。

4.各种启动装置启动特性比较。

5.瘦斯达替代传统电控柜的主要效益

破碎机械，水泥机械等由于电机容量大，频繁启动，负载不均匀，频繁过载必须倒车再前进控制，安装环境的水汽、粉尘、导电粉尘较多，导致接触器与碳刷滑环更换频繁问题。

罗茨风机与集尘风机节能驱动应用

罗茨风机传统采用放风泄压方式控制压力，这种方式不节能而且造成漫山遍野的森林披上一层灰泥的环境污染问题；选用瘦斯达节能型交流驱动器可以按照压力信号反馈闭环控制自动启停电机，由于瘦斯达启动额定转矩负载只需要额定电流，没有任何冲击电流，因此可随意启停控制，达到恒压控制。采用启停控制方式节能效果最好，一般可达30%左右（依据工况决定）。

瘦斯达交流驱动器可接受物理量反馈控制应用在集尘风机，作为电机启停控制信号，全速时可以旁路运行没有额外损耗发生可带载启动没有冲击电流。 

旋窰机节能应用

瘦斯达节能型交流驱动器采用交交变频转矩控制，可以在额定负载下额定电流就可以启动，最适合应用在旋窰机驱动控制，启动没有任何冲击电流，替代传统绕线式电机节能效果超过20%左右。 

传统旋窰机选用绕线式电机较多，而绕线式电机滑环碳刷寿命很短，短路电阻产生高温及环境污染严重，加上环境粉尘、水汽较多导致绕线式电机故障率高，运行效率低、功率因数低等问题，亟待技术改造；采用瘦斯达节能型交流驱动器可以有效解决传统驱动控制缺失，并能有效降低电费。

1.电气投资总成本下降20%左右，包括电网容量下降，动力线及开关设备等。

2.电控柜体积可缩小80%。

3.电网容量下调，无功补偿及基本电费同时下调。

4.接触器采用半导体过零开关控制，没有火花拉弧现象。

5.节能控制（间歇式控制）-流动电费下降20%左右。

6.不必再投资购买节能改造、技术改造、无功补偿、污染防治设备。

7.具有远程监控功能，局网、总线、RS-485，MODBUS-RTU，PROFIBUS-DP

8.全方位电机保护功能，电机不再烧毁。

9.标配串行通讯接口，具有在线上故障诊断系统。

6.使用传统交直交变频器的缺失

传统电压型变频器采用交直交技术造成电网谐波电流污染严重，又是采用高频载波PWM技术，带来了极大的无线电干扰（EMI）与PWM污染问题，导致驱动电机损耗提高10%左右，电腐蚀现象严重，线圈承受3倍的突波电压，电机驱动线集肤效应严重。

低压电压型变频器驱动系统的损耗超过15%以上，高压多电平控制技术因为使用移相变压器导致效率再降低10%以上，因此传统高压变频器体积大、价格高、器件多、故障率高、运行效率低的特点。

传统电压型变频器的环境污染问题严重，治理需要投资高于变频器的价格，而且无法全部有效抑制，治理设备的损耗更大。因此完全失去了节能驱动的价值。