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| 高壓變頻器在配料系統(tǒng)的應(yīng)用 | 2020-02-23 |
| 摘要：本文通過對(duì)橡膠廠聚氨酯配料系統(tǒng)生產(chǎn)工藝和環(huán)保生產(chǎn)分析結(jié)合高壓變頻調(diào)速技術(shù)在反應(yīng)釜除塵的環(huán)保、節(jié)能、高效的應(yīng)用效果和顯著效益。 一、配料系統(tǒng)介紹 為減少橡膠廠聚氨酯配料系統(tǒng)工作區(qū)的揚(yáng)塵污染，實(shí)現(xiàn)環(huán)保運(yùn)行，改善作業(yè)區(qū)人員工作環(huán)境。反應(yīng)釜配料區(qū)為聚氨酯槽振動(dòng)篩、配料皮帶、倉儲(chǔ)區(qū)等位置，配備一套多點(diǎn)吸附集中凈化的除塵配料系統(tǒng)。先后形成主管、分管、支管三級(jí)管路配料系統(tǒng)，通過管徑不均衡設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)風(fēng)量與揚(yáng)塵點(diǎn)的需求匹配。在實(shí)際運(yùn)行過程中，由于配料系統(tǒng)揚(yáng)塵點(diǎn)多、控制分散、運(yùn)行狀態(tài)不確定等因素，難于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)流量調(diào)節(jié)；且由于現(xiàn)有除塵風(fēng)機(jī)采用入口擋板進(jìn)行除塵總風(fēng)量控制，而除塵風(fēng)機(jī)隨風(fēng)量減小時(shí)的功耗變化不大、節(jié)能效果甚微。在實(shí)際應(yīng)用中造成風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率低、大量電能資源浪費(fèi)、設(shè)備利用率低、除塵效果差，局部除塵點(diǎn)污染嚴(yán)重等現(xiàn)象。 因此，在反應(yīng)釜除塵配料系統(tǒng)中針對(duì)反應(yīng)釜分布的除塵點(diǎn)進(jìn)行精細(xì)化實(shí)時(shí)工況管理，通過自動(dòng)化監(jiān)控提高各除塵點(diǎn)的工作效率、配料系統(tǒng)利用率，結(jié)合利用高壓變頻調(diào)速技術(shù)實(shí)現(xiàn)除塵風(fēng)機(jī)高效節(jié)能運(yùn)行，則有助于提高反應(yīng)釜除塵配料系統(tǒng)的節(jié)電效果。 二、配料系統(tǒng)控制方案 該配料系統(tǒng)采用分散控制、集中管理的控制方式，分三級(jí)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)工藝需求與配料系統(tǒng)節(jié)能的雙向協(xié)調(diào)。分散揚(yáng)塵點(diǎn)就地實(shí)現(xiàn)振動(dòng)篩、下料斗等工位的支路吸附點(diǎn)自動(dòng)開閉，有效降低配料系統(tǒng)非除塵通風(fēng)量的需求；中置控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)揚(yáng)塵點(diǎn)工況的集中監(jiān)測(cè)，根據(jù)各工位運(yùn)行情況計(jì)算反應(yīng)釜除塵配料系統(tǒng)的實(shí)時(shí)風(fēng)量需求。從而，給定變頻運(yùn)行頻率控制值，遠(yuǎn)傳4~20mA頻率調(diào)節(jié)指令至除塵風(fēng)機(jī)變頻器實(shí)現(xiàn)除塵風(fēng)量的連續(xù)變工況調(diào)節(jié)。除塵系統(tǒng)隨聚氨酯配料系統(tǒng)的運(yùn)行工況結(jié)合各配料點(diǎn)除塵需求，實(shí)時(shí)改變風(fēng)量和除塵點(diǎn)負(fù)壓，確保每個(gè)除塵點(diǎn)既達(dá)到理想除塵效果，又能有效降低除塵風(fēng)機(jī)功耗，達(dá)到環(huán)保、節(jié)能、高效的目的。 由于反應(yīng)釜各揚(yáng)塵點(diǎn)多達(dá)43個(gè)以上，其中分為間歇性揚(yáng)塵點(diǎn)、持續(xù)性揚(yáng)塵點(diǎn)兩大類。而間歇性揚(yáng)塵點(diǎn)中又主要以振動(dòng)篩下料部分為重，占總除塵風(fēng)量需求的36%。因此，僅對(duì)聚氨酯配料系統(tǒng)的A、B兩條配料輸送線的配料振動(dòng)篩關(guān)聯(lián)下料位置的揚(yáng)塵吸附口進(jìn)行風(fēng)門開閉控制，即可實(shí)現(xiàn)有效控制和節(jié)能法調(diào)節(jié)。而不是對(duì)所有反應(yīng)釜除塵配料系統(tǒng)的所有只管路風(fēng)口進(jìn)行開閉調(diào)節(jié)。其主要原因是： 1.該配料系統(tǒng)對(duì)占總除塵風(fēng)量的40%以上的主要間歇性除塵點(diǎn)進(jìn)行風(fēng)量控制；即可降低風(fēng)量達(dá)到理想的節(jié)能效果，又可以改善管路特性、提高既有支路風(fēng)道的除塵效果。 2.自動(dòng)配料系統(tǒng)對(duì)振動(dòng)篩部分的主要間歇性運(yùn)行工況點(diǎn)實(shí)施風(fēng)量開閉控制，稱重配料系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)、自動(dòng)化程度高、故障率低、安全可靠高。 3.對(duì)末端持續(xù)性或非確定性吸塵口，不采取風(fēng)口開閉控制。 4.根據(jù)流體力學(xué)風(fēng)機(jī)功率與風(fēng)量之間的相似定理P∝Q3立方成正比的關(guān)系，如下圖所示：風(fēng)量低于50%水平后，風(fēng)量下降所帶來的功率下降將越來越小。在50%以上區(qū)間調(diào)節(jié)20%風(fēng)量帶來的功率下降收益△P=0.296Pu，50%以下區(qū)間調(diào)節(jié)20%風(fēng)量所帶的節(jié)能收益△P’=0.056Pu。顯然，在低風(fēng)量條件進(jìn)行開閉控制時(shí)，其設(shè)備投入與節(jié)電收益的投入產(chǎn)出的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)下降，不適宜50%以下的更低風(fēng)量的控制調(diào)節(jié)。 綜上所述，僅對(duì)該計(jì)量自動(dòng)配料系統(tǒng)A、B兩條配料輸送線的配料振動(dòng)篩關(guān)聯(lián)下料位置的揚(yáng)塵吸附口進(jìn)行風(fēng)閥控制，配合除塵風(fēng)機(jī)變頻應(yīng)用即可實(shí)現(xiàn)顯著的環(huán)保、節(jié)能效果。 中置控制器根據(jù)不同位置風(fēng)閥開啟時(shí)，對(duì)末端除塵吸附點(diǎn)負(fù)壓的影響程度，變量調(diào)節(jié)除塵風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。避免靠近煙道母管的風(fēng)閥開啟時(shí)，反應(yīng)釜遠(yuǎn)端除塵效果下降；而關(guān)閉遠(yuǎn)端風(fēng)閥時(shí),除塵風(fēng)機(jī)卻節(jié)能效果不佳等情況發(fā)生。 變頻器接受中置控制器來的4~20mA轉(zhuǎn)速控制信號(hào)，自動(dòng)調(diào)節(jié)反應(yīng)釜除塵風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。同時(shí)，稱重自動(dòng)配料系統(tǒng)可通過通訊方式將變頻器的運(yùn)行狀態(tài)遠(yuǎn)傳至控制室的上位機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程啟停、狀態(tài)監(jiān)視等功能。從而，大大提高配料系統(tǒng)的自動(dòng)化控制水平，減少運(yùn)行人員的操作維護(hù)量。全程自動(dòng)控制和故障自診斷處理能力，保證稱量自動(dòng)配料系統(tǒng)在局部故障情況下能夠切除故障點(diǎn)，保持良好的除塵效果和節(jié)能收益。在配料系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重故障時(shí)，可恢復(fù)至原工頻運(yùn)行而不影響安全生產(chǎn)。 三、配料系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo) 四、應(yīng)用效果 德勝橡膠廠1250m3配料系統(tǒng)聚氨酯配料系統(tǒng)，在反應(yīng)釜除塵配料系統(tǒng)中采用變頻調(diào)速技術(shù)，同時(shí)配套應(yīng)用反應(yīng)釜除塵點(diǎn)吸附口閥門開閉控制和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)調(diào)節(jié)。實(shí)際運(yùn)行情況證明：配料系統(tǒng)除塵點(diǎn)吸附口的負(fù)壓值由改造前-267Pa提高到了-312Pa，除塵效果提高11.3%，除塵控制效果得到改善明顯。除塵風(fēng)機(jī)電耗水平由改造前1105.5kW下降至564.1kW，節(jié)電率48%、年可節(jié)約電量433萬度，相當(dāng)于每年節(jié)省1428.9噸標(biāo)準(zhǔn)樹脂、減少二氧化碳排放3399噸。經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著，充分體現(xiàn)了環(huán)保、節(jié)能、高效的企業(yè)經(jīng)營理念，值得在冶金行業(yè)大力推廣應(yīng)用。 | |
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