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類型分類：: 科普知識

數(shù)據(jù)分類：: 變頻器

通過采用羅克韋爾自動化中壓變頻器PowerFlex7000幫助水泥廠減少10%的單位產(chǎn)品能耗

發(fā)布日期：2022-10-09 點(diǎn)擊率：121 品牌：羅克韋爾_Rockwell

        都江堰拉法基水泥廠在采用PowerFlex 7000中壓變頻器之后，單位產(chǎn)品能耗明顯降低，新系統(tǒng)工作更加穩(wěn)定，便于維護(hù)，每年節(jié)省的維護(hù)費(fèi)用就達(dá)2.4萬美元。

背景

        法國Lafarge(拉法基)公司是世界上最大的水泥生產(chǎn)廠商，在42個國家建立有117家水泥廠、27家研磨廠，其水泥年產(chǎn)量高達(dá)一億五千萬噸。

        作為拉法基公司在中國12家合資企業(yè)中最大的一家——都江堰拉法基水泥廠，興建于2002年6月。它是我國西部最大的一家干法旋窯水泥廠，堪稱我國水泥行業(yè)中高品質(zhì)、高效益、高環(huán)保、現(xiàn)代化水泥廠的典范，其設(shè)計年產(chǎn)量為140萬噸水泥。

        從1985年開始，我國水泥年產(chǎn)量處于全球主導(dǎo)地位，占全球產(chǎn)量的30%，占亞洲產(chǎn)量的50%。在最近25年里，我國的水泥行業(yè)得到了長足的發(fā)展，從1978年的年產(chǎn)量6500萬噸，增加到2001年的六億五千萬噸。

        在我國基礎(chǔ)建設(shè)和房地產(chǎn)業(yè)的推動下，從2001年起水泥產(chǎn)銷量急劇攀升。隨著我國政府不斷增大對基礎(chǔ)建設(shè)的投入和城市房地產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展，對水泥的需求量仍將保持增長。

挑戰(zhàn)
        水泥行業(yè)是一個競爭激勵的行業(yè)，眾多水泥廠商都在通過提高產(chǎn)品質(zhì)量、維持較低價格水平來增加市場份額。為了保持企業(yè)的競爭力，必須提高生產(chǎn)效率，充分利用投資，盡可能地降低生產(chǎn)成本。

        對于都江堰拉法基水泥廠來說，首先應(yīng)該降低單位產(chǎn)品的能耗，節(jié)省能源費(fèi)用。因為，能源費(fèi)用是水泥廠最大的生產(chǎn)成本，水泥生產(chǎn)的每個階段都將耗費(fèi)大量的能源，其費(fèi)用占產(chǎn)品成本的70%。因此，任何一項節(jié)能措施都將有助于提高經(jīng)濟(jì)效益。

        為了減少能耗，都江堰拉法基水泥廠希望通過自動控制系統(tǒng)來控制干法旋窯前端排風(fēng)機(jī)、主風(fēng)機(jī)、高溫風(fēng)機(jī)、加煤風(fēng)機(jī)、干法旋窯尾部風(fēng)機(jī)的運(yùn)行速度。

解決方案
        都江堰拉法基水泥廠選擇羅克韋爾自動化為這五臺風(fēng)機(jī)提供控制系統(tǒng)。因為該廠的領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)人員認(rèn)為羅克韋爾自動化在水泥設(shè)備控制領(lǐng)域享有較高的聲譽(yù)，在亞洲地區(qū)多家水泥廠的建設(shè)項目中取得了成功。

        羅克韋爾自動化建議該水泥廠使用變頻器來控制整個通風(fēng)系統(tǒng)。通過調(diào)整風(fēng)板或閥門開啟度來調(diào)節(jié)通風(fēng)量的傳統(tǒng)機(jī)械調(diào)節(jié)方法，不能降低風(fēng)機(jī)的耗電量，并常常使它處于滿負(fù)載情況下運(yùn)行，而實際上根本不需要那樣大的通風(fēng)量。這使得整個系統(tǒng)效率較低，電能浪費(fèi)嚴(yán)重，毫無意義地加大了對設(shè)備的磨損。如果采用變頻器，就可以通過控制電機(jī)轉(zhuǎn)速來直接調(diào)節(jié)通風(fēng)量，節(jié)省耗電量。

        該水泥廠采用了羅克韋爾自動化的PowerFlex 7000中壓變頻器，分別對每個風(fēng)機(jī)進(jìn)行獨(dú)立控制。電機(jī)轉(zhuǎn)速采用電流閉環(huán)控制方式。每個電機(jī)上安裝有速度計，用于顯示電機(jī)的實際轉(zhuǎn)速。

        在本系統(tǒng)中，所有的變頻器均采用ModBus Plus通訊協(xié)議與該水泥廠現(xiàn)有的DCS集散控制系統(tǒng)通訊。同時，每臺變頻器均配備有PanelView操作員界面，不僅方便了對變頻器的操作，還可用于顯示變頻器的數(shù)據(jù)和狀態(tài)。

        PowerFlex 7000中壓變頻器采用18脈沖調(diào)整及PWM脈寬調(diào)制方式對電機(jī)進(jìn)行控制，輸出波形穩(wěn)定，可以有效防止諧波。該變頻器采用對稱門極換流晶閘管（SGCT）代替了輸出變壓器，減少了所需的換流器件數(shù)目，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性。而大多數(shù)競爭對手的產(chǎn)品還在使用傳統(tǒng)的門極絕緣柵場效應(yīng)晶體管（IGBT）技術(shù)，而這樣需要增加更多的換流器件。

成效

        羅克韋爾自動化為風(fēng)機(jī)的控制提供了高效、可靠的解決方案。

        根據(jù)所需的通風(fēng)量，由變頻器向風(fēng)機(jī)提供相應(yīng)的電能，這樣會讓風(fēng)機(jī)運(yùn)行更加經(jīng)濟(jì)。采用PowerFlex 7000中壓變頻器之后，水泥廠的單位產(chǎn)品能耗下降了10%，由此每年將為用戶節(jié)約12.4萬美元。

        由于采用了PowerFlex 7000中壓變頻器，使得維護(hù)工作更加簡便，節(jié)省了維護(hù)費(fèi)用。僅此一項，每年就能為水泥廠節(jié)省2.4萬美元。

        “羅克韋爾自動化的中壓變頻器的確為我們節(jié)省不少的能源費(fèi)用！” 都江堰拉法基水泥廠電氣控制室主任彭利稱贊道，“通過它提高了產(chǎn)品利潤率，讓使我們能夠在國內(nèi)競爭激烈的水泥市場保持領(lǐng)先地位！”

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