变频调速器在氯碱行业中运用

变频调速器的出现为交流调速方式带来了一场革命。随着近十几年变频技术的不断完善、发展。变频调速性能日趋完美，已被不同学科、不同行业的工程技术人员广泛应用于不同领域的交流调速。为企业带来了可观的经济效益，推动了工业生产的自动化进程。 变频调速用于交流异步电机调速，其性能远远超过以往任何交、直流调速方式。而且结构简单，调速范围宽、调速精度高、安装调试使用方便、保护功能完善、运行稳定可靠、节能效果显著，已经成为交流电机调速的最新潮流。 目前在我国各行各业的各类机械与电气设备中，大多数电机在使用过程中都存在大马拉小车的现象，加之因生产、工艺等方面的变化，需要经常进行调节；目前，许多单位仍然采用落后的调速方式来调节电机的转速等，且多半是通过人为增加阻力的方式，并以浪费电能和金钱为代价来满足生产工艺的要求。这种落后的调节方式，不仅浪费了宝贵的能源，而且调节精度差，损失大，很难满足现代化工业生产及服务等方面的要求，负面效应十分严重。这个问题早已引起了世界各国和政府有关部门及企业的重视。我国自1997年起国家经贸委、国家税务总局、科技部、中国工商银行等部委，多次联合发文，利用政策和经济利益杠杆（如专项贷款等），大力推动高耗能设备的变频节能技术改造。世界银行、联合国环境规划保护署，同中国国家经贸委合作共同实施，另据世界银行1997年提供的资料分析，我国高耗能设备（电机）的运行平均效率低于国际先进水平很多。在高耗能设备使用变频调速装置对于防止电能的浪费及降低企业的能耗具有特别重要的意义。 氯碱行业简况 烧碱、纯碱是重要的化工产品和工业原料，它被广泛的用于玻璃制造、冶金、石油化工、纺织、医药、化肥等工业领域及日常生活中。纯碱在国民经济占有重要的地位，其产量和质量可以从一个侧面反映一个国家的化工生产水平。近年来，随着变频节能技术的不断发展和提高，在新型大型制碱设备中，国内外设计者均大量采用了交流变频技术，使变频器在关键装置上对连续生产起着决定性作用，产生了巨大的经济效益。 目前，仍有很多碱厂在使用落后的调速装置，这种现象不仅影响着产品质量的提高，而且浪费大，影响着制碱企业的经济效益，增加制碱企业的成本负担，削弱着制碱企业的竞争能力，从长远的角度来看还会影响制碱行业的总体发展。新型的变频节能技术（装置）是一把为生产企业增收节支的金钥匙，拥有它就会为企业的发展空间带来无限的生机，从一定程度上讲：新型的变频节能技术是不少企业是否拥有现代化技术的标记。 现就碱厂几种主要设备的变频调速节能技改的可行性和综合效益作简要介绍： 变频器的功能特点 1、调速范围宽：变频器的调速范围很宽能适应各种调速设备的要求，频率范围0.5-400HZ可调。 2、控制精度高：变频器的数字设定分辩率为±0.01%，模拟设定分辩率为±0.2%。 3、动态特性好：变频器侧采用自关断器件IGBT速度快，且采用SPWM 4、控制模式先进：负载电压和频率受控于变频器的CPU，故调节速度快，系统的动态性能好。 5、控制功能很强：适合多种不同性质的负载和不同的控制系统，通过端子可与各种频率设定信号接口。如：0~10V，4~20MA。可通过端子控制正反转等多种操作。 6、负载能力强：通过合理调整，转矩提升，转矩限定功能，电流限定功能参数，可满足大起动转矩，运行中负载变化也不会引起跳闸等事故。变频器的转矩计算CPU会自动根据设定的参数与检测的信号通过高速计算来满足生产设备的要求。 7、保护功能很强：变频器有13种保护功能，对过压、欠压、过流、过载、过热均能通过计算机高速计算并作出保护，且能对发生故障的原因给予纪录。 8、扩展能力丰富：变频器有丰富的选择，使系统扩展更为容易，如配上串行通信卡能方便地与计算机和可编程控制器通信，可在可编程控制器或计算机上设定或修改参数，且能控制变频器的运行状态和速度给定。并能监视变频器的各种运行参数，使复杂的多机控制系统易于实现。 投资与节能 变频系统的初次投资容易给投资者一种投资高风险大的感觉，这主要是对变频节能效果不很了解或将变频系统的初次投资与传统的一些调速方式，如：液力藕合、滑叉电机、变级等等调速装置的初次投资在未充分考虑节能效果及变频器功能的情况下进行比较，以及对变频器的质量、稳定性、售后服务等还不太了解的感觉；变频节能系统（装置）在各类调速系统中使用时，其节能效果对于单台设备可做到 5-75%，在风机水泵这类设备的一般应用的节能效果平，这些均值也可做到 8-60%，在未受到其他因素的影响的情况下一般可取上限节能效果平均值是由实际应用中得到，权威性数据可由市场上公开出售的资料（书）查到；通过这些数据再进行一些简单的投资回收率的计算可知：变频节能系统（装置）的投资回收期一般为4-20个月（这是经验值也是权威数据）。 轻灰煅烧炉的变频改造 轻灰煅烧炉是化学反应中的关键设备，也是整个纯碱生产的核心设备。根据纯碱产量的大小，生产中需要对煅烧炉炉体的旋转速度进行调节。由于炉体是属大惯性负载，启动时所需的转矩很大而且又是齿轮传动，因此要求传动装置具有较高的可靠性和较好的负载特性。根据轻灰煅烧炉这一特点及变频调速器的调速特点及特性进行综合分析，可以认定轻灰煅烧炉使用带有高科技含量的变频调速装置是最理想的，因为变频调速器完全可以满足轻灰煅烧炉大惯性负载的要求，变频调速器的调速性能、节能效果、调节方针等等远胜过以往任何一种调速装置，且可通过其高效节能的特性在较短的时间里（4—15个月）收回投资。 考虑到现场负载条件差，故对于所选的变频器要求较高，除了克服一般变频器所存在的低频脉振现象外，还要具备足够的启动转矩，以便使变频器带满负载直接在低频启动。 轻灰煅烧炉的变频改造是在尽量保留愿工频系统的前提下加装变频系统，并尽量与全厂生产控制系统（中央监控系统）相连，这样不仅可提高煅烧炉的自动化程度还可提高煅烧炉的可靠性（工频变频互为备用），从一些轻灰煅烧炉的变频改造的成功例子可以查到。 示意图中所表示的煅烧炉和实际情况有所差异，但这并不影响对实际煅烧炉的变频改造。 滤碱机的变频改造 滤碱机是化学生产中的重要设备，在整个碱生产过程中起着很重要的作用。 以纯碱为例：纯碱粗制后含水量较大，必须通过滤碱机将大部分的水分吸收掉，然后经过煅烧、烘干等流程才可成为合格的纯碱成品。在实际生产中，需要经常根据生产的变化对滤碱机的旋转速度进行调节。由于该机齿轮传动过程中的静磨擦力较大故启动时所需的转矩也很大，因此对于所选的调速装置要求较高，调速装置具有较高的可靠性和较好的负载特性，要具备足够的启动转矩，并可以带满负载直接在低频启动。根据滤碱机的特点、变频调速器的调速特点及其特性进行综合分析可以认定滤碱机使用带有高科技含量的变频调速装置是最理想的。 滤碱机的变频改造是在尽量保留愿工频系统的前提下加装变频系统，并尽量与全厂生产控制系统（中央监控系统）相连，这样不仅可提高滤碱机的自动化程度还可提高滤碱机的可靠性（工频变频互为备用），从一些滤碱机的变频改造的成功例子可以查到。 示意图中所表示的滤碱机和实际情况有所差异，但这并不影响对实际滤碱机的变频改造。 结束语 变频节能系统及生产过程自动化系统在各行业机电设备和生产线上的应用是社会生产发展的必然趋势，它有着早改造、早受益、早使用、快发展的特点，它将不断的被推广应用，并将为企事业的发展锦上添花，为全社会的发展添砖加瓦。