目前,在国内水泥企业中,变频节能技术已经被大量使用在风机、泵类等设备上,取得了良好的节能效果。但是,对于各式输送设备,仍然沿用传统形式,即软启动 液耦的工频拖动方式,甚少考虑其中缺点和蕴含的节能降耗空间。

提升机在工频运行时,由于钢丝胶带接头自重大、在头尾轮处高速转向时产生的剪切力以及启停时的冲击力,导致钢丝胶带损伤甚至撕裂。链条提升机的传动链条磨损率与运行速度成正比,提升机降速运行后,链条的工作寿命将会大幅延长。

提升机减速机齿轮长期工频高速运行,易引起齿面磨损、点蚀和剥落,影响减速机使用寿命。特别对于双驱提升机,由于两侧的减速机受力不平衡,会加速一侧的减速机的磨损和打齿。另外提升机的液力耦合器也是一个故障点。

正常情况下,提升机的设计负荷冗余大于30%。如果降速运行则能够降低提升机运行功耗并延长使用寿命。入库提升机每天有长时间因磨机避峰停产的低负荷运行时间,降速空间更大。

本文介绍智能变频系统在南方某水泥厂生料入库提升机上的应用,包括其基本原理、实施方案和节能效果,供同行参考。

一、技改后实际运行(使用)状况:

本次提升机智能驱动技改的水泥生料入库提升机为钢丝胶带斗式提升机,型号为HC800*99600,设计输送量600t/h,电机型号是Y355L-4。电机额定功率200kW。两台磨机的产量为450t/h,单台磨机时的产量为230t/h。正常生产时,每天两台立磨开机时间为13个小时,单台磨机运行时间为5个小时,避峰时两台磨机都停机时间为6个小时。

自动补料提升机(智能驱动在生料入库提升机上实用分享)(1)

提升机空载时运行界面

智能驱动技改后,入库提升机在磨机停机时运行在30Hz,设备运行的负载电流由原来的130A下降到目前的50A。斗提机在此期间的运行速度较之前下降40%。设备机械损耗大大降低,同时钢丝胶带寿命大幅延长。

当单台磨机开机时,入库提升机运行在35Hz以下,提升机电流由改造前的160A左右下降到现在的130A以下,实现节能15%以上。

两台立磨同时开机后,入库提升机运行在42Hz以下,提升机电流由改造前的220A左右下降到现在的200A以下,实现节能效果在10%左右。

入库提升机24小时平均运行频率在40Hz以下,节能效果可达12%,钢丝胶带的使用寿命可以延长20%。

自动补料提升机(智能驱动在生料入库提升机上实用分享)(2)

提升机在两台磨机同时 运行界面

自动补料提升机(智能驱动在生料入库提升机上实用分享)(3)

入库提升机12小时运行数据曲线

二、解决方案:

维鲸智能驱动系统是一个以高性能工业控制器为核心的控制平台,通过专利软件对设备的实时负载、电机转矩与转速进行优化计算。维鲸智能驱动系统在满足设备正常运行的各种指标及安全运行条件下,智能识别设备实时负载状况,提高设备运行效率,降低设备综合运行速度。综合节能和降速效果大于10%,同时延长使用寿命,减少设备磨损和设备维护工作量。

自动补料提升机(智能驱动在生料入库提升机上实用分享)(4)

变频调速电控系统的构成

维鲸科技提升机智能变频控制系统包括: 供电系统、可编程高性能变频器、西门子S7-1200PLC、备用软起旁路系统、监控系统(DCS,控制柜人机界面),其系统结构框图如上图所示。

为进一步保障提升机的运行安全,本系统在变频器中植入了针对提升机的应用软件,当提升机出现异常情况时,如料斗脱落或其他异常造成的转矩异常提升,智能驱动系统将自动判断,并及时进行停机处理,以保障提升机和胶带的安全。作为安全系统的补充,中控一键切换到的带有软启动的旁路系统,进一步增强了提升机运行的安全性、可靠性和稳定性。

智能变频系统外观:

自动补料提升机(智能驱动在生料入库提升机上实用分享)(5)

自动补料提升机(智能驱动在生料入库提升机上实用分享)(6)

提升机智能驱动控制柜实物图

三、总结

维鲸智能的智能驱动控制系统等专利均为国际领先技术,在提升机智能驱动技术上已有多年应用经验,并已在水泥行业广泛推广。

提升机智能驱动的节能效果显著,延长了提升机设备的使用寿命,双回路控制,进一步提高了提升机运行的安全性,把极易发生故障的液力耦合器改为性能可靠的弹性连轴器,降低了提升机的运行风险。

本项技改实施简单方便,将我公司的智能变频控制柜安装在相应的电控室,并连接供电和信号电缆,一天时间即可完成安装与调试。

本系统具有很强的推广价值,除了提升机的应用外,还可应用在入库斜斗式拉链机、熟料输送皮带、入磨皮带等各中提升、输送类设备上,因此,本智能变频系统不仅适用于本行业,同样适用于其他行业的推广使用。

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