多项解决方案全面提升电机系统能效

 

　　告别大干快上的“十一五”，工业发展在“十二五”这五年间进入了全面产业升级的阶段，我们的节能工作也必须面对基础节能初步完善、企业能效提升进入深度挖掘的局面，任重而道远。

 

　　依托技术创新优势、发展节能服务、实现转型升级的智光，无论是行业积淀、创新思维和技术研发能力均体现了智光人对节能行业的深刻理解。不断深入了解客户的需求，解决用户在生产运行中发生的问题，满足用户提高生产效率、实现产业升级的愿望，是智光始终如一的追求。

 

　　智光市场总监刘海燕如是说：“智光的解决方案是一个系统的、整体的解决办案，不是装一个设备解决一个点的问题，简单的安装类似高压变频等节能设备是无法使生产发挥到最佳状态的，同时有可能给生产带来安全的隐患。”

 

　　智光积极与各行业专家研究、探讨，针对电厂、钢厂、陶瓷厂等推出了多项系统解决方案，从电机系统在工业生产的作用出发，全面解决关乎生产、节能的电机本体、电机调速、控制系统等多方面问题，实现了电机系统的整体优化与效率提升。智光推出的多个电机系统整体解决方案部分处于国内甚至国际领先水平，并成为新技术的倡导者和行业标准制定者。

 

　　相关节能增效整体解决方案与案例赏析：

 

　　关于火电厂锅炉电动给水泵节能改造综合解决方案

 

　　解决方案一：节能改造总体方案是在保留液偶的同时，通过对运行泵液偶油路、前置泵等系统进行全面的技术改造，每台机组配备智光生产的给水专用高压变频器，而备用泵仍保留液偶调速。

 

　　解决方案二：改造方案是在解决方案一的基础上为进一步提升给水泵系统的节能潜力，智光在国内首次提出并采用一种全新的将液偶改造为增速箱的技术方案，改造内容包括将偶合器输入轴驱动的齿轮润滑油泵和离心工作油泵移出偶合器箱体，拆除输出侧轴系的泵轮、涡轮，通过配置一套新设计的联轴器取代原有的泵轮、涡轮传递扭矩。在液力偶合器壳体外新增一套润滑油泵系统，具备改造前同样功能，压力、流量、温度等运行参数都与原偶合器相同的前提下，保持同等级的安全性能。

 

　　解决方案三：第三种改造方案是将液力偶合器整体更换成定制增速箱的技术方案，该专利技术方案中的定制增速箱，其几何尺寸在三维空间上与原偶合器安装尺寸完全一致，给水泵组的全部基础均无须改动，简单易行，在机组C级（15天）检修中完成给水泵系统节能改造成为可能。

 

　　案例：六盘山热电厂2号机组电动给水泵系统节能改造

 

　　六盘山热电厂运行的330MW空冷供热机组，配置3台液偶调速电动给水泵，给水泵电机为6300kW／6kV，德国VOITH液力偶合器， 带前置泵，运行方式为两用一备。

 

　　两台运行泵改变频调速，备用泵仍保留液偶调速。 2013年9月18日，2号机组变频改造两台锅炉给水泵先后投入运行。每台电机配8000kVA／6kV智光给水泵专用变频器。本次改造智光采用定制增速箱更换液偶的方案，为今后给水泵变频改造项目缩短施工工期开辟了一条新路，令在机组C级（15天）检修中完成给水泵变频改造成为可能。

 

　　六盘山热电厂2号机组全年运行7900小时，可利用小时5950小时， 年平均负荷率75％，两台给水泵变频改造后全年可节电1795万度，折合标煤5745吨。节电率26％ 。

 

　　在改造受益方面，改造投资费用成本将在三年内全部回收。而针对不同项目采用的不同方案、设备采购、上网电价、全年运行负荷率等直接因素，成本的回收时间也有所不同。

 

　　关于钢铁厂烧结主抽（排）风机系统节能增效整体解决方案

 

　　解决方案：针对烧结生产线电机-风机系统进行全面诊断和效率测试，结合风机系统效率曲线及相关参数、对运行可靠性的要求制定主抽（排）风机系统节能运行优化方案。具体措施包括高压电机变频驱动节能运行、电控系统可靠性设计及改造、风机风烟管道密封检测及管网优化、主抽风机系统运行优化控制及监控等。通过技术改造，能确保电机-风机系统在高效率区可靠运行，节能效果显着，同时系统性能、可靠性及自动化水平大幅提升。

 

　　烧结主抽风机调速专用高压变频器：针对烧结主抽风机，智光专门研发了适合大功率同步电机变频器调速系统（大部分主抽风机的电机为同步电机）。采用同步电动机专用控制技术，实现同步电动机的精确控制和“飞车启动”，可将电机无扰动切换至工频运行，切换过程电机电流无突变冲击，设计冗余量大，在一级单元旁路状态下，仍可满载变频运行或将负载无扰切换至工频运行模式。

 

　　烧结主抽风机调速专用励磁系统：针对烧结主抽风机，智光专门研发了一款适合大功率同步电机的励磁系统，该励磁系统能无扰实现变频器运行励磁方式与工频运行励磁方式的切换，从而实现电机从变频状态无扰动切换至工频运行，解决了励磁系统与变频器系统工频无扰切换配合的难题。

 

　　烧结主抽风机调速专用后台集控系统：烧结主抽风机改造后，原风机、电机、油站的监控系统需要拆除，则必须加装一台新的后台集控系统实现对风机、电机、油站、高压开关柜、高压变频器的监视、控制与保护（其中现场仪表箱用来监测现场风机、电机、油站，并输出信号）。

 

　　变频器冷却系统：高压变频调速系统装置中使用了大容量移相隔离变压器及大功率电力电子开关元件，其发热量较大。针对超大容量高压变频器需要采用密闭式空水冷却方式，即保证了变频器洁净、低温的运行环境，又保证了冷却系统低功耗的经济运行。

 

　　烧结漏风节能优化治理：如何减少烧结机系统漏风,是设计新烧结厂及改造老烧结机考虑的重要问题之一，我国烧结厂的漏风率高达40%~60%,大大落后于外国先进水平。从节约能源的观点看,烧结风机所耗电能大约占烧结厂的一半左右，降低漏风率是烧结生产增加产量，降低成本，增加效益的最直接，有效的途径。

 

　　针对烧结漏风难题，智光推出了烧结密封装置优化治理整体解决方案，主要包括有：针对机头、机身、机尾风箱密封改造；台车与滑道采用双弹性密封装置改造；风箱、弯道及大烟道漏风处理等，平均漏风率可降低20%-30%，效果显着。

 

　　案例一：宝钢集团宁波钢铁厂二期项目新建430m2烧结生产线

 

　　宝钢集团宁波钢铁厂，该厂的二期项目为新建的430m2烧结生产线，电机是2台功率为7800Kw/10KV的西门子无刷同步电动机，风机品牌为英国的豪顿。整个烧结主抽风机系统，除了电机、风机、油站由西门子供货外，其他的如高压开关柜、高压变频器、励磁系统、变频器冷却系统、后台监控系统、低压配电系统及其部分工程实施都由智光设计及供货，现场的调试与投运也全由智光主导。该项目的启动时间为2011年的年底，投运时间为2012年11月份，设备自投运以来，运行非常稳定，节能可观。也正因为该项目的成功运作，业主方也把该厂的一期烧结项目（420m2烧结生产线，电机使用的是7650KW/10KV的西门子无刷同步电动机，使用的是西门子的高压固态软起）的节能改造交予智光，改造的方案把原西门子的软起系统、励磁系统、及其后台控制系统完全更换，参考二期的烧结节能改造来实施（本期的改造工作目前正在实施中，预计2014年10月份投运）。此外，宁波钢铁二期烧结主抽风机的改造，一次方案采用的也是上述典型的二拖二、带同期切换软起功的设计方案。

 

　　案例二：江阴兴澄特钢360m2烧结生产线节能改造

 

　　江阴兴澄特钢，该厂为360 m2烧结生产线，电机是2台功率为6500KW/10KV的有刷同步电机，励磁系统为北京前锋励磁系统，通过水电阻实现风机的软起。针对该项目，业主从成本的考虑出发，采用的一次设计方案为保留原来的水阻启动的一拖一手动旁路方案，励磁系统也予以保留，只是对原励磁柜予以改动，增加变频器励磁方式。本项目智光负责高压变频器、变频器冷却系统的设计与供货，及其整个项目的土建、安装与调试。项目于2011年年中开始启动，2011年10月份投运，超短投运时间为本项目的特殊亮点：烧结生产线的停运检修时间为15个小时。15个小时的停运时间内，完成了部分高压、低压电缆的敷设，低压信号的校对与调试，及其整个系统的高、低压调试，最后实现整个系统的成功投运。用户对设备、技术、服务予以了高度的评价，并加强了后续合作。

 

　　关于陶瓷工业节电增效整体解决方案与案例

 

　　在国家倡导节能，需求侧管理，电机能效提升下，智光从电机系统角度研究节能技术和方案；采用定制的最高效率的新一代永磁电机设计制造技术；采用最先进的永磁电机驱控一体伺服控制技术，成功研制了陶瓷行业球磨机和压砖机专用永磁同步电机伺服控制系统

 

　　，系统解决与实现陶瓷工业生产过程和工艺过程节能，提升生产效率和效益，提高装备自动化的智能化水平，节能效果显着，得到用户的一致认可与好评，成为陶瓷企业节能降耗的首选。智光陶瓷行业球磨机和压砖机专用永磁同步电机伺服控制系统为陶瓷工业节电15%~50%。

 

　　陶瓷工业球磨机节电增效整体解决方案

 

　　采用国际最先进的永磁同步电机无传感器矢量控制技术，为国内大功率高效永磁同步电机伺服驱动系统应用于大型间歇式球磨机的首创者！

 

　　球磨机是目前建材工业上广泛使用的原料细粉磨设备，是建材行业主要的耗电设备，对球磨机节能改造，提高球磨机的工作效率，是建材行业节能降耗的关键环节。

 

　　智光专门为球磨机设计的高效节能驱动系统，采用永磁同步电机伺服系统，具备良好起动特性，高过载倍数，全速度范围高效率，既覆盖原球磨机的特性要求，又适合通过变速磨实现高效研磨。

 

　　球磨机的粉磨功能决定了它的工作环境高污染、大粉尘。智光研发出永磁同步电机无传感器驱动系统，使驱动器安装距离不受传感器限制，同时大大提高了系统可靠性。

 

　　电机采用嵌入式转子，既提高了无传感器矢量控制的识别度，增强了电机抗退磁能力，同时通过利用电机磁阻转矩，使电机有最小的电流输出最大扭矩；系统通过对运行电流的检测分析调整电机运行速度改变研磨体和物料的运动状态，在保证研磨效果的同时实现系统节能。

 

　　由于系统通过变频调速实现软起动，大大减少了起动电流对电网的冲击，同时也可去掉辅助起动的液力偶合器。

 

　　实验证明，系统可实现节能20%~60%。

 

　　陶瓷工业球磨机应用案例

 

　　智光以大功率高效永磁同步电机伺服驱动系统为佛山市某陶瓷有限公司改造19号球磨机驱动系统（原系统采用90kw异步电机，星三角起动）。

 

　　该系统是国内首创将大功率高效永磁同步电机伺服驱动系统应用于大型间歇式球磨机，系统采用国际最先进的永磁同步电机无传感器矢量控制技术，保证系统高可靠性，电机效率超过IE4(超高效率GB1级以上)，同时具备高功率因数及快速响应特点；系统通过自动检测负载变化调整球磨速度，保证球磨机利用抛磨结合的工艺达到最佳球磨效果并最大程度减少能耗；系统实现软起动，大大减少了对电网的冲击。

 

　　改造前19号机球磨周期14小时，用功率仪测得平均功率82.7kw。改造后测得系统随着负载变化调整速度，功率明显变化，改造后13.52h耗电765.09kwh，平均功率56.6kw，平均节电率31.5%，球磨周期内平均运行功率改造前由82.7kw下降至56.6kw。年节约电量140672.7(度)。折合人民币101284元。节能工程实施后，运行稳定正常，细度达到甚至超过工艺要求，颗粒直径最细为1mm，球磨产品全部合格。

 

　　陶瓷工业压砖机节电增效整体解决方案

 

　　智光采用陶瓷压砖机伺服动力系统，包括：变频驱动器-永磁同步伺服电机-油泵-压力传感器/速度传感器，整个陶瓷压砖机处于一个闭环控制系统中，使伺服电机的转速与油泵流量和压力比更加匹配，按需供油，没有溢流损耗，系统效率提高，油温降低，漏油减少，机器维护成本降低，设备使用寿命提高。

 

　　陶瓷工业压砖机应用案例

 

　　某大型陶瓷企业萨米特PH2890压砖机原采用某公司伺服系统改造压砖机，原压机电机为90kw异步电机，对方先采用110kw伺服系统进行改造，由于温升过高，不得已改用132kw系统，但成本过高，节能效果不理想，之后智光应邀对其系统进行更换。智光采用公司压砖机专用伺服驱动器，改善了驱动器输出波形，减少高次谐波，电机温升明显下降，然后通过专用液压控制软件，提高系统响应速度，系统采用模糊控制理论，自动匹配最佳速度而非原系统通过开关信号强制升速，明显改善了节能效果，同时，该厂采用了合适的90kw智光压砖机专用伺服系统，明显改善了系统惯量，提升了响应速度，比前改造系统提高了10%节电率，同时降低了成本。

 

　　以上系统，针对传统定量泵或变量泵压砖机进行节能改造，节能效果可达20%~60%。