引言

湖南韶峰水泥集團(tuán)從實(shí)際出發(fā)，在分析、綜合、比較的基礎(chǔ)上，經(jīng)充分論證，選用希望森蘭高壓變頻器，與湘潭亞太高科技節(jié)電有限公司聯(lián)手，對(duì)干法生產(chǎn)線窯頭排風(fēng)機(jī)進(jìn)行了高壓變頻改造，于2004年4月5日投入運(yùn)行以來(lái)，改造效果非常顯著。

1、高壓變頻器特點(diǎn)及性能

1.1設(shè)計(jì)特點(diǎn)　SLANVERT高壓變頻調(diào)速裝置采用先進(jìn)的無(wú)跳閘高功能型VVVF控制或矢量控制技術(shù)，據(jù)有以下的特點(diǎn)和性能：

（1）設(shè)計(jì)在充分考慮到我國(guó)電網(wǎng)供電的實(shí)際狀況，將輸入電壓的波動(dòng)范圍增加到了±15%左右，有效化解了由于電壓波動(dòng)和電網(wǎng)輸入諧波造成的可靠性問(wèn)題。

（2）單元模塊單個(gè)旁路的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)可以有效地保證在單個(gè)模塊出現(xiàn)故障之后，將該單元旁路退出整個(gè)系統(tǒng)。在降低額定轉(zhuǎn)速使用的情況下，可以有效保證風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的不間斷運(yùn)行。

（3）整機(jī)旁路設(shè)計(jì)。一旦出現(xiàn)整機(jī)故障之后，可在毫秒級(jí)時(shí)間內(nèi)變頻器由變頻狀態(tài)自動(dòng)切換至工頻狀態(tài)（50Hz），也可根據(jù)要求手動(dòng)切換至工頻狀態(tài)。

（4）具有各種電力電子級(jí)的完善保護(hù)，如過(guò)載過(guò)流、短路、三相不均衡、過(guò)熱等保護(hù)。特別是具有“3秒鐘高壓失電保護(hù)重啟運(yùn)”功能，滿足電廠等用戶對(duì)高壓變頻器的特殊要求。

（5）標(biāo)準(zhǔn)化的單元模塊設(shè)計(jì)，使維護(hù)和更換十分方便，幾分鐘便可更換受損的功率模塊，大大提高了設(shè)備的工作效率。

1.2產(chǎn)品性能　采用低壓IGBT作為主要的功率器件，以多電平串聯(lián)技術(shù)為基礎(chǔ)的高壓變頻裝置，技術(shù)方案中主要采用作為成熟產(chǎn)品的低、中壓IGBT功率元器件（1200-3300V），從該類器件的各項(xiàng)技術(shù)性能、參數(shù)指標(biāo)以及通過(guò)考察了解實(shí)際的應(yīng)用情況來(lái)看，能夠滿足產(chǎn)品的使用功能及環(huán)境等各項(xiàng)要求，保證產(chǎn)品本身和使用者對(duì)可靠性的要求。

高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的功率單元結(jié)構(gòu)上完全一致，可以互換，為基本的交－直－交單相逆變電路。整流側(cè)為二極管三相全橋，通過(guò)對(duì)IGBT逆變橋進(jìn)行正弦PWM控制。

輸入側(cè)由移相變壓器向每個(gè)單元供電，移相變壓器的副邊繞組分為5組，構(gòu)成30脈沖整流方式。這種多級(jí)移相疊加的整流方式可以大大改善電網(wǎng)側(cè)的電流波形，使其負(fù)載下的電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)接近1。

另外，由于變壓器副邊繞組的獨(dú)立性，使每個(gè)功率單元的主回路相對(duì)獨(dú)立，類似常規(guī)低壓變頻器，便于采用現(xiàn)有的成熟技術(shù)。

2、水泥廠窯頭排風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速運(yùn)行特性分析

（1）水泥生產(chǎn)工藝中，需要經(jīng)常通過(guò)調(diào)節(jié)窯頭排風(fēng)機(jī)、預(yù)熱器高溫風(fēng)機(jī)和窯尾排風(fēng)機(jī)的風(fēng)量大小來(lái)滿足工藝生產(chǎn)需要。由于窯況在變化，工藝在變化，風(fēng)量就需要調(diào)整，窯頭排風(fēng)機(jī)的風(fēng)量調(diào)節(jié)是通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)的大小來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量的，大量的能量無(wú)端地?fù)p失在擋風(fēng)板上。

（2）窯頭排風(fēng)機(jī)風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)方式控制引風(fēng)量變化，控制窯頭微負(fù)壓，調(diào)節(jié)精度差。因?yàn)殚_(kāi)合度大小不與流量成比例，所以不能充分滿足工藝要求。同時(shí)啟動(dòng)電流大，噪音大，因此工作效率低。

3、改造效果

韶峰水泥集團(tuán)干法部生產(chǎn)線窯頭排風(fēng)機(jī)、電機(jī)額定參數(shù)為：額定功率280kW，額定電壓6000V，額定電流36A，額定轉(zhuǎn)速583rpm，功率因數(shù)0.814。

由此可見(jiàn)，采用變頻變速方式取代風(fēng)門(mén)調(diào)節(jié)后，每月可節(jié)約電費(fèi)開(kāi)支31752元。

設(shè)：280kW變頻調(diào)速的技術(shù)技術(shù)改造費(fèi)用為80萬(wàn)元，則投資回收期為：

T=80萬(wàn)元÷31752元/月＝25月

即25個(gè)月左右可以收回設(shè)備投資，節(jié)電55%。