一、用戶基本情況
　　安丘山水水泥有限公司坐落于風(fēng)景秀美、有中國(guó)草莓之鄉(xiāng)美譽(yù)的安丘市石埠子鎮(zhèn)，系山東山水水泥集團(tuán)有限公司投資12億元人民幣建設(shè)的日產(chǎn)萬(wàn)噸（2×5000t/d）水泥熟料生產(chǎn)基地。公司注冊(cè)資本2.5億元，一期工程5000T/D水泥熟料項(xiàng)目，投資5.40億元人民幣，于2003年10月開(kāi)工建設(shè)，2004年11月6日建成投產(chǎn)。該項(xiàng)目利用當(dāng)?shù)刎S富的石灰石資源，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)旋窯水泥熟料，產(chǎn)品除滿足集團(tuán)青島水泥粉磨站和日照水泥粉磨站市場(chǎng)需要外，部分產(chǎn)品出口海外。公司廠區(qū)綠化率40%，粉塵排放和噪聲污染低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，2005年年初一次通過(guò)國(guó)家環(huán)評(píng)驗(yàn)收。

　　安丘山水水泥廠從2007年6月，陸續(xù)上馬了HICON品牌的2臺(tái)大功率高壓變頻器，最大的為窯尾高溫風(fēng)機(jī)6kV 4000kW，采用了合康億盛的HIVERT-Y06/500的高壓變頻器，另一臺(tái)為生料磨風(fēng)機(jī)6kV 2500kW，采用了合康億盛的HIVERT-Y06/310的高壓變頻器 。

　　二、工況簡(jiǎn)述
　　旋窯是一個(gè)有一定斜度的圓筒狀物，預(yù)熱機(jī)來(lái)的料從窯尾進(jìn)入到窯中，借助窯的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)促進(jìn)料在旋窯內(nèi)攪拌，使料互相混合、接觸進(jìn)行反應(yīng)，物料依靠窯筒體的斜度及窯的轉(zhuǎn)動(dòng)在窯內(nèi)向前運(yùn)動(dòng)。窯內(nèi)燃燒產(chǎn)生的余熱廢氣，在窯尾高溫風(fēng)機(jī)的作用下，通過(guò)預(yù)熱器對(duì)進(jìn)入窯尾前的生料進(jìn)行預(yù)熱均化，降溫后的余熱廢氣再通過(guò)高溫風(fēng)機(jī)抽出進(jìn)入廢氣處理。均化好的生料預(yù)熱后在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煅燒成熟料，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)需要合適的氣壓及溫度，才能使煤粉有一定的懸浮時(shí)間進(jìn)行充分燃燒，生料才能在窯內(nèi)達(dá)到很好的熱處理。窯內(nèi)因物料的堆積變化很大，所以瞬時(shí)氣壓變化頻繁。窯尾高溫風(fēng)機(jī)一方面用來(lái)調(diào)整窯內(nèi)氣壓，另一方面回轉(zhuǎn)窯內(nèi)鍛燒后的高溫熟料出來(lái)有廢氣，廢氣帶灰，通過(guò)窯尾高溫風(fēng)機(jī)引出由電收塵器將灰塵進(jìn)行處理，再將廢氣排掉。

　　窯尾高溫風(fēng)機(jī)是保證水泥生產(chǎn)線窯內(nèi)負(fù)壓的重要負(fù)載，即使在以往工頻運(yùn)行、采用液力耦合器調(diào)速的高溫風(fēng)機(jī)，也常見(jiàn)由于管道“塌料”導(dǎo)致高溫風(fēng)機(jī)電機(jī)過(guò)負(fù)荷跳閘，導(dǎo)致生產(chǎn)中斷。而對(duì)于由于變頻器裝置的電力電子器件的過(guò)負(fù)荷能力的限制，以上由于塌料造成的高溫風(fēng)機(jī)過(guò)負(fù)荷導(dǎo)致的變頻器保護(hù)停機(jī)現(xiàn)象如無(wú)專業(yè)技術(shù)是不可避免的，將給水泥生產(chǎn)線造成更多的損害。

　　高溫風(fēng)機(jī)由于“塌料”導(dǎo)致的過(guò)負(fù)荷是由于在旋窯水泥生產(chǎn)線生產(chǎn)過(guò)程中的預(yù)熱器管壁上的粉塵粘附到一定厚度時(shí)就會(huì)坍塌脫落，造成管道內(nèi)粉塵濃度增大，阻力增加，負(fù)壓升高，使排風(fēng)機(jī)負(fù)荷增加或如果垂直煙道或預(yù)熱器內(nèi)在清結(jié)皮或有物料塌料時(shí)，同樣也會(huì)造成氣流波動(dòng)，使排風(fēng)管內(nèi)氣流紊亂，造成高溫風(fēng)機(jī)過(guò)負(fù)荷停機(jī)，該現(xiàn)象的頻繁出現(xiàn)對(duì)高溫風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)造成損壞。

　　在實(shí)際使用過(guò)程中的“塌料”現(xiàn)象，會(huì)不定期的導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)行電流在極短的時(shí)間內(nèi)超出正常電流的數(shù)倍，如使用目前國(guó)內(nèi)外一般廠家的通用型高壓變頻器，可能導(dǎo)致變頻器運(yùn)行過(guò)程中頻繁跳機(jī)，直接影響高溫風(fēng)機(jī)與水泥生產(chǎn)線的正常運(yùn)行。

　　生料磨循環(huán)風(fēng)機(jī)在生料磨系統(tǒng)中起到很大作用，通過(guò)調(diào)節(jié)循環(huán)風(fēng)機(jī)可以控制磨系統(tǒng)的以下參數(shù)：
　　1.調(diào)節(jié)磨內(nèi)通風(fēng)量：立磨靠風(fēng)掃磨，通風(fēng)量要適當(dāng)。風(fēng)量不足，合格的生料不能及時(shí)帶出，料層增厚，排渣量增多，設(shè)備負(fù)荷高，產(chǎn)量降低；風(fēng)量過(guò)大，料層過(guò)薄，影響磨機(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　2.調(diào)節(jié)磨內(nèi)壓力： 壓差是指風(fēng)環(huán)處的壓力損失,在磨機(jī)運(yùn)行時(shí)，磨內(nèi)負(fù)荷量的變化不僅從磨機(jī)電流、料層厚度、振動(dòng)幅度等參數(shù)上反應(yīng)出來(lái)，而且壓差更能反映磨內(nèi)狀況。

　　3.調(diào)節(jié)磨機(jī)出口溫度：有效的控制出口溫度，可以保持良好的烘干及粉磨作業(yè)條件。

　　4.調(diào)節(jié)料層厚度：立磨穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的另一重要因素是料床穩(wěn)定。料層穩(wěn)定，風(fēng)量、風(fēng)壓和喂料量才能穩(wěn)定，否則就要通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)量和喂料量來(lái)維持料層厚度。若調(diào)節(jié)不及時(shí)就會(huì)引起震動(dòng)加劇，電機(jī)負(fù)荷上升或系統(tǒng)跳停等問(wèn)題。

　　5.調(diào)節(jié)磨機(jī)振動(dòng)：振動(dòng)是輥式磨機(jī)工作中普遍存在的一個(gè)現(xiàn)象,合理的振動(dòng)是允許的,但若振動(dòng)過(guò)大，則會(huì)造成磨盤和磨輥以及襯板的機(jī)械損壞。

　　合康公司技術(shù)人員針對(duì)高溫風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工藝情況進(jìn)行了大量的研究分析，并針對(duì)性地研制出“負(fù)載突變電流控制及追蹤起動(dòng)技術(shù)”，成功地解決了高溫風(fēng)機(jī)的管道“塌料”問(wèn)題。該產(chǎn)品從2005年投入水泥生產(chǎn)線的變頻改造，從設(shè)備的硬件設(shè)計(jì)、控制軟件設(shè)計(jì)等多方面對(duì)高溫風(fēng)機(jī)的不定期的尖峰負(fù)荷運(yùn)行進(jìn)行全方位針對(duì)性的設(shè)計(jì)改進(jìn)。具有這種技術(shù)的高壓變頻器有效地避免了其他廠家的通用高壓變頻器在運(yùn)行中由于“塌料”所導(dǎo)致的反復(fù)跳機(jī)，與工頻液耦運(yùn)行相比也降低了跳機(jī)的可能性，從而使安裝了變頻器的水泥生產(chǎn)線達(dá)到節(jié)能又增效，降低電機(jī)、風(fēng)機(jī)設(shè)備故障率，為水泥企業(yè)保證生產(chǎn)安全性、經(jīng)濟(jì)性作出技術(shù)與設(shè)備保證。

　　三、不同調(diào)速方式的能耗比較

　　液力耦合器與變頻調(diào)速節(jié)能比較表

　　四、用戶現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備參數(shù)
　　1、6kV 4000kW高溫風(fēng)機(jī)與電機(jī)參數(shù):
　　電機(jī)參數(shù)：（使用液力耦合器調(diào)速）
　　型號(hào)：YR0S 4000-6        額定轉(zhuǎn)速：994r/min
　　額定功率：4000kW         額定電流：468.9A     運(yùn)行電流：375A  電壓：6.1kV
　　額定功率因數(shù)：0.87
　　高溫風(fēng)機(jī)參數(shù):
　　額定功率：4000kW         額定轉(zhuǎn)速：992r/min   實(shí)際轉(zhuǎn)速:807r/min
　　額定風(fēng)量: 980000m³/h    額定風(fēng)壓：10100Pa   

　　2、6kV 2500kW生料磨風(fēng)機(jī)與電機(jī)參數(shù):
　　電機(jī)參數(shù)：（使用液力耦合器調(diào)速）
　　型號(hào)：YRKK 710-6          額定轉(zhuǎn)速：994r/min  運(yùn)行電流：214A  電壓：6.1KV
　　額定功率：2500kW          額定電流：295A
　　額定功率因數(shù)：0.86
　　高溫風(fēng)機(jī)參數(shù):
　　額定功率：2240kW          額定轉(zhuǎn)速：992r/min  實(shí)際轉(zhuǎn)速:785-800r/min
　　額定風(fēng)量: 570000m³/h     額定風(fēng)壓：9500Pa   

　　五、變頻節(jié)能改造簡(jiǎn)述
　　經(jīng)過(guò)對(duì)原系統(tǒng)進(jìn)行分析，對(duì)原系統(tǒng)的風(fēng)壓控制由原來(lái)的液力耦合器調(diào)節(jié)改為變頻器調(diào)節(jié)，即取消原液力耦合器，將電機(jī)與液力耦合器之間用一連接軸取代液力耦合器連通，而由變頻器對(duì)電機(jī)本身進(jìn)行調(diào)速，最后達(dá)到調(diào)整窯尾預(yù)熱器（高溫風(fēng)機(jī)入口）的壓力為工況要求值。變頻器設(shè)備接入用戶側(cè)高壓開(kāi)關(guān)和擬改造電機(jī)之間，變頻器控制接入原有的DCS系統(tǒng)，由DCS系統(tǒng)來(lái)完成正常操作。

　　由于原電機(jī)控制為液力耦合器調(diào)速，為了安裝變頻器，必須重新設(shè)計(jì)變頻器專用房。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，我們選擇在高壓配電室旁另建一變頻器專用房，此地方距高壓室較近，動(dòng)力電纜敷設(shè)方便。由于現(xiàn)場(chǎng)灰塵較大，而變頻器為強(qiáng)迫風(fēng)冷，設(shè)備內(nèi)空氣流通量較大，為保障變頻器盡量少受外界灰塵的影響，在房間通風(fēng)設(shè)計(jì)上，設(shè)計(jì)了大面積專用進(jìn)風(fēng)窗，房間不另設(shè)其它窗口，基本上是密閉設(shè)計(jì)。通風(fēng)窗采用專用過(guò)濾棉濾網(wǎng)，這樣使進(jìn)入變頻器室內(nèi)的空氣經(jīng)過(guò)通風(fēng)窗濾灰，進(jìn)入變頻器室內(nèi)的灰塵大大減小。
由于本變頻器功率較大，為保證足夠的通風(fēng)冷卻效果，在變壓器柜頂和功率柜頂分別獨(dú)立安裝了一整體風(fēng)罩，與各自的出風(fēng)口連成整體，保證變頻器整體冷卻通風(fēng)要求，即使在夏季高溫季節(jié)也不需開(kāi)空調(diào)進(jìn)行降溫。

　　為減小安裝成本，動(dòng)力電纜保留了原高壓柜至電機(jī)的電纜，將電纜原接線由高壓柜牽至變頻器，再重新由高壓柜到變頻器敷設(shè)一根動(dòng)力電纜，由于變頻器房緊鄰高壓室，此電纜長(zhǎng)度較短。變頻改造后，由于需要取消原液力耦合器，我們按照液力耦合器的聯(lián)接尺寸設(shè)計(jì)制作了一套直接連接軸來(lái)代替液耦。連接軸的基座安裝尺寸、軸連接中心尺寸、軸徑尺寸、軸與電機(jī)及風(fēng)機(jī)側(cè)的連接靠背輪均與原液耦一致，安裝時(shí)，僅需將原液耦拆除，將連接軸代替液力耦合器，現(xiàn)場(chǎng)僅作少量調(diào)整即可達(dá)到安裝要求，而不用對(duì)風(fēng)機(jī)及電機(jī)作任何調(diào)整，安裝方便快捷。

　　安裝高壓變頻后，原繞線電機(jī)對(duì)滑環(huán)進(jìn)行短接，廢除了原水電阻啟動(dòng)器，每年對(duì)碳刷及水阻啟動(dòng)器和電機(jī)的維護(hù)減少，綜合運(yùn)行成本大幅度下降，且高壓變頻啟動(dòng)時(shí)間任意可調(diào)，實(shí)現(xiàn)平滑啟動(dòng)，對(duì)設(shè)備運(yùn)行起了良好的保護(hù)。

　　六、節(jié)能考核
　　安裝變頻器后,用戶通過(guò)安裝電量表與時(shí)間計(jì)時(shí)器，計(jì)量出以下數(shù)據(jù):
　　1. 高溫風(fēng)機(jī)  原工頻輸入電流375A左右,每小時(shí)平均耗電量 3120kWh，安裝變頻器后,輸入電流下降到229-231之間,平均每小時(shí)耗電量2309kWh,每小時(shí)節(jié)約811kWh，年省電量6163600kWh。

　　2. 生料磨循環(huán)風(fēng)機(jī)  原工頻輸入電流213-215A左右，每小時(shí)平均耗電量1842kWh，安裝變頻器后，輸入電流下降到132左右，平均每小時(shí)耗電量1327kWh，每小時(shí)節(jié)約515kWh，年省電量3914000kWh。
下表是以上二臺(tái)風(fēng)機(jī)變頻改造前后的數(shù)據(jù)匯總