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變頻器在制藥行業(yè)的應(yīng)用分析與選型

http://mamafrist.com 2015年09月19日        

1、前言

本文結(jié)合河南利華制藥有限責任公司近幾年來在設(shè)備變頻改造中的應(yīng)用情況,對制藥待業(yè)常見負載變頻改造及應(yīng)用選擇作一總結(jié)。該企業(yè)是一家外資企業(yè),管理規(guī)范,效益良好,是本地區(qū)制藥行業(yè)的佼佼者,公司領(lǐng)導及技術(shù)人員有著極強的成本競爭意識,非常重視節(jié)能降耗的技術(shù)改造自1999年起先后對泵類、空壓機、攪拌器、風機、離心機、冰機等六大類負載三百多臺電機負載進行了變頻節(jié)能及調(diào)速改造。

2、各類負載改造情況

2.1泵類負載
泵類負載量大而廣,主要有冰水泵、循環(huán)水泵、冷凍水泵、深井潛水泵、排污水泵、真空泵等,泵類負載一般屬于平方轉(zhuǎn)矩類負載,故從變頻器的選型上一般選用風機泵類型同功率變頻器,而深井潛水泵、真空泵相對負載較大,根據(jù)經(jīng)驗一般選用放大一檔功率的風機泵類型變頻器或選用同功能恒轉(zhuǎn)矩類變頻器。變頻器控制方式一般采用閉環(huán)或開環(huán),如對潛水泵,采用出口恒壓供水方式,對循環(huán)水泵,冷凍水泵采用恒溫差閉環(huán)控制。根據(jù)該企業(yè)的節(jié)電統(tǒng)計結(jié)果,泵類設(shè)備的節(jié)電率一般在22~51%,是節(jié)電效果較好的負載。

2.2空壓機負載
該企業(yè)共有空壓機8臺,其中132KW2臺,110KW2臺,22KW2臺,37KW2臺,均為活塞式空壓機。2臺132KW空壓機原采用調(diào)節(jié)進氣口閥門調(diào)節(jié)出口壓力,電機為繞線 環(huán)電機,主要為發(fā)酵罐供氣,生產(chǎn)工藝要求供氣平穩(wěn),壓力波動最大應(yīng)小于0.04MPa,而生產(chǎn)用氣量時常變化,供氣壓力波動頻繁,為此供氣壓力由操作人員不斷調(diào)節(jié)進氣閥門來滿足工藝要求。同時原電機起動方式為 電阻降壓起動,起動時對電網(wǎng)沖擊大,對空壓機本身也有較大損害,機房噪音也較大。
2002年對該2臺空壓機進行了變頻恒壓供氣改造,考慮到空壓機負載的連續(xù)性及機房環(huán)境溫度,采用了2臺160KW變頻器,一對一實施變頻改造。保留原工頻降壓回路,變頻器與原工頻降壓控制柜互鎖,確保緊急情況下仍可采用原降壓控制系統(tǒng)。在變頻控制時,應(yīng)將繞線電機 環(huán)短路,壓力反饋信號由普通YZT-1.0MPa耐震遠傳壓力檢測。

壓力信號輸入PCS-PID調(diào)節(jié)器,調(diào)節(jié)器輸出兩路0~10V信號給二臺變頻器,從而調(diào)節(jié)空壓機恒壓供氣。根據(jù)車間用氣情況調(diào)節(jié)空壓機運行臺數(shù)。
變頻改造后管網(wǎng)壓力始終保持在0.19MPa,實際壓力波小于004MPa,而且 根據(jù)生產(chǎn)需要任意無擾動調(diào)速管網(wǎng)壓力。同時空壓機運行噪音大大降低,更換傳送皮帶次數(shù)減少。變頻改造后空壓機工作電流一般在105~130A之間,工作電流下降了20~80A,平均節(jié)電率為53%,其它空壓機變頻改造節(jié)電率在30~40%。值得注意的是,空壓機變頻改造節(jié)電情況根據(jù)多個企業(yè)負載情況而不同,也與空壓機變頻控制模式有很大關(guān)系,根據(jù)經(jīng)驗,一般多臺空壓機并聯(lián)工作情況變頻改造節(jié)電量在10~25%之間。

2.3攪拌器(發(fā)酵罐、攪拌罐)類負載
攪拌器類負載也是制藥車間最常見、比較多的負載,功率規(guī)格較多,目前該企業(yè)5.5KW以上攪拌電機近100臺全部進行了變頻改造,最大功能為90KW。大部分攪拌器類負載穩(wěn)定,其轉(zhuǎn)矩特性介于平方轉(zhuǎn)矩與恒能矩之間,節(jié)能潛力較大,從變頻器選型上選擇同等功率的恒能矩變頻器。另外有3臺11KW抽 罐在第二道工序壓濾后,罐內(nèi)物料出現(xiàn) 結(jié)性團塊物料,采用普通性能變頻器易出現(xiàn)起動困難,要適當放大變頻器功率。根據(jù)該企業(yè)的節(jié)電設(shè)計結(jié)果,攪拌器類負載變頻改造節(jié)電氣平均在23~52%。

2.4離心機類負載
離心機類負載為大慣性負載,功率級別分5.5KW、7.5KW、11KW三種,共計40余臺,全部進行了變頻改造,由于離心機慣性大,起動轉(zhuǎn)矩較大,起動時間較長,變頻器均按恒轉(zhuǎn)矩類變頻器放大一檔選擇。由于變頻器沒有外加制動電阻,離心機停機時間較長,而且變頻停車方式應(yīng)設(shè)置為自由停車(滑行停車、慣性停車)模式.若采用減速停車模式,容易出現(xiàn)過壓報警。離心機類負載變頻改造節(jié)電效果巨大,平均節(jié)電率在40%以上。個別設(shè)備出現(xiàn)共振現(xiàn)象,通過調(diào)整跳躍頻率避開。

2.5風機類負載及其它負載
該企業(yè)的風類負載不多,主要是鍋爐鼓、引風機,但節(jié)電率比較高。傳統(tǒng)鍋爐鍋引風機采用調(diào)節(jié)檔風板開度來調(diào)節(jié)風量,浪費大量電能,采用變頻調(diào)速,即可節(jié)電,可減少機械磨損,延長設(shè)備壽命。該企業(yè)鍋爐風機變頻改造節(jié)電率為35~50%。

3、總結(jié)
另外在冰機類負載上也進行了改造試驗,改造的冰機為75KW 罐氨壓縮機,采用溫度閉環(huán)控制,由于氨壓縮機并聯(lián)臺數(shù)較多,變頻改造后節(jié)電效果不佳,節(jié)電率只有7%。很多企業(yè)對節(jié)能工作不太重視,認為不值得做,一味注重投資新設(shè)備、新項目,擴大再生產(chǎn)。而利華公司通過這幾年的節(jié)電改造工作,確確實實認識到這是一項利國利民的好事,通過變頻改造,可獲得綜合的經(jīng)濟效益,節(jié)省有功功率,節(jié)省峰值電能。以2003年為例,全年投入變頻改造費用近100萬元,當年節(jié)約電費70萬元。此外,采用變頻后,負載及電網(wǎng)功率因 ,節(jié)省無 電能,2003年該企業(yè)有2臺1000KVA變壓器,而且常常滿負荷,2003年第二、第三批變頻改造后,電網(wǎng)負荷大大降,并報停了一臺變壓器。另外,采用變頻后,電機故障率降低,明顯延長了機械設(shè)備的壽命,目前新上的設(shè)備也全部配套了東芝VF-A7系列變頻器。
 
   
  
 
 

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