房地產(chǎn)和重大工程建設(shè)項(xiàng)目的持續(xù)升溫,，建材行業(yè)也得到的發(fā)展,。建材行業(yè)作為典型的高能耗產(chǎn)業(yè)，與我國能源短缺,，價(jià)格高漲形成尖銳的矛盾,。降低水泥，玻璃,，電解鋁等產(chǎn)業(yè)的耗電量,，除了提高管理水平外，必須從技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步中來尋找突破口,。變頻器作為節(jié)能降耗的一個(gè)主要產(chǎn)業(yè),，技術(shù)成熟，產(chǎn)品穩(wěn)定,，價(jià)格日益降低,，客戶使用維護(hù)水平提升,，都為變頻器在建材行業(yè)的大量使用提供了條件,。目前除了大批量改造項(xiàng)目以外,，新建的建材項(xiàng)目在配置時(shí)都已經(jīng)將電機(jī)的變頻調(diào)速作為節(jié)能降耗的首要考慮。麥格米特變頻器在上述產(chǎn)業(yè)中都有大量成功應(yīng)用,，為我國的節(jié)能降耗作出了應(yīng)用的貢獻(xiàn),。

一、變頻器調(diào)速的節(jié)能原理

世界用電量約有60%是通過電動機(jī)消耗掉的,。

生產(chǎn)機(jī)械中電動機(jī)的負(fù)載千差萬別,，依照通用分類法則，可將負(fù)載分為平方負(fù)載,，恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,，恒功率負(fù)載等。這三種負(fù)載與能耗關(guān)系如下圖（P代表功率,，M代表轉(zhuǎn)矩,，n代表轉(zhuǎn)速）：

從節(jié)能角度考慮，我們主要分析平方類負(fù)載,，而這類負(fù)載在建材行業(yè)約要消耗70%以上的能量,。那么這類負(fù)載為什么會存在節(jié)能控制？

1,、設(shè)計(jì)裕量的考慮,。建材項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)要考慮項(xiàng)目運(yùn)行時(shí)間長，前后期工藝差異大,，必須留有足夠的裕量,。如鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)定風(fēng)量要達(dá)到5－10%的裕量，因此在選型設(shè)計(jì)時(shí)是以最大風(fēng)量和風(fēng)壓裕量來作為依據(jù)的,，而風(fēng)機(jī)系列是有限的,，在選不到合適的型號時(shí)只能往上靠，這有電機(jī)選型功率比實(shí)際需要的功率大20－30%就比較常見,。

2,、在實(shí)際生產(chǎn)操作時(shí)，對于靠閥門擋板等進(jìn)行節(jié)流調(diào)節(jié)的風(fēng)機(jī)負(fù)載,，它們增加了系統(tǒng)管路的阻尼系數(shù),，造成電能的浪費(fèi)。而選擇變頻器,，則可以根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需要進(jìn)行精確的流量調(diào)節(jié),。

二、變頻調(diào)速的理論節(jié)能分析

各種風(fēng)機(jī),、泵類負(fù)載,，因P ∝n3，理論上功耗與轉(zhuǎn)速是三次方關(guān)系,，故應(yīng)用變頻器后,，節(jié)電顯著,，下表是為風(fēng)機(jī)，泵類負(fù)載應(yīng)用變頻器后,，在不同流量Q*,，轉(zhuǎn)速n*，軸功率P*（額定值的相對值百分?jǐn)?shù)）以某頻率值時(shí)的節(jié)電率,。

可以看到,，當(dāng)流量降低時(shí)，降低電機(jī)轉(zhuǎn)速,，可以達(dá)到很高的節(jié)電率 ,。

三、水泥廠變頻器應(yīng)用

1,、變頻器在立窯羅茨風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用

我國的大多數(shù)2KT/D以下水泥廠在立窯上配備有160~220KW羅茨風(fēng)機(jī)（產(chǎn)量較大的生產(chǎn)線立窯上配套使用的風(fēng)機(jī)功率更大）,，傳統(tǒng)的風(fēng)量控制方法是依靠放風(fēng)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于羅茨風(fēng)機(jī)的風(fēng)量較為恒定,，而煅燒時(shí)根據(jù)窯內(nèi)情況需要隨時(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)量,，當(dāng)窯內(nèi)需要減少風(fēng)量時(shí)，是通過放風(fēng)閥放走多余的風(fēng)量,，造成嚴(yán)重的能源浪費(fèi),。

水泥立窯煅燒熟料所耗的電能中，羅茨鼓風(fēng)機(jī)的電能消耗占60%左右,，隨著電價(jià)的調(diào)整（整體上是上升趨勢）,，電費(fèi)在水泥生產(chǎn)中所占生產(chǎn)成本的比重將越來越高。因此降低鼓風(fēng)機(jī)的能源消耗成為提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要環(huán)節(jié),。

水泥生產(chǎn)工藝要求風(fēng)量隨窯內(nèi)條件進(jìn)行調(diào)節(jié),，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的鼓風(fēng)量，對羅茨風(fēng)機(jī)可由變頻器改變風(fēng)機(jī)的供電電源頻率來進(jìn)行無級調(diào)速來調(diào)節(jié)風(fēng)量,，給變頻器的應(yīng)用與節(jié)能留下較大的空間,。實(shí)踐中也證明確實(shí)如此：某2KT/D水泥廠132KW羅茨風(fēng)機(jī)上安裝麥格米特MV300變頻器后，節(jié)電率高達(dá)60%,，噸熟料電耗由安裝變頻器前的15度下降為安裝后6度,；某1KT/D水泥廠在水泥熟料旋窯生產(chǎn)線流態(tài)化系統(tǒng)55KW羅茨風(fēng)機(jī)上安裝變頻器后，節(jié)電率高達(dá)70%,，日耗電量由原來的600度下降到安裝以后的180度,，日節(jié)電420度。

紅星水泥廠在風(fēng)機(jī)應(yīng)用變頻器前后的電耗的對比表：

2,、離心風(fēng)機(jī),，水泵類設(shè)備上的應(yīng)用

除羅茨風(fēng)機(jī)外，水泥廠還存在大量的用離心式風(fēng)機(jī)進(jìn)行供風(fēng)的地方，該種水泥窯的風(fēng)量調(diào)節(jié)是通過風(fēng)門開度對風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié),。對離心式風(fēng)機(jī),，水泵的變頻改造同樣有巨大的節(jié)能潛力。離心式風(fēng)機(jī)泵類設(shè)備流量與轉(zhuǎn)速成正比,。因此在調(diào)節(jié)風(fēng)量或流量時(shí),，如降低20%流量或風(fēng)量,，功耗將下降近50%,，但是轉(zhuǎn)速與壓力成平方關(guān)系，當(dāng)轉(zhuǎn)速下降20%時(shí)壓力將下降36%,，這是與羅茨風(fēng)機(jī)不一樣的地方,，改造時(shí)需要考慮。

供水泵使用變頻器后,，是通過安裝在管網(wǎng)出口處的壓力傳感器與變頻器內(nèi)部設(shè)置的壓力構(gòu)成閉環(huán)自動控制回路,，使整個(gè)系統(tǒng)自動控制流量保持壓力恒定，使供水泵在最佳節(jié)能狀態(tài)下運(yùn)行,，這與傳統(tǒng)帶有儲水池的供水設(shè)備相比較,，節(jié)省建筑面積，節(jié)電效果理想,，同時(shí)還有節(jié)水降噪,，提高可靠性，無二次污染等優(yōu)點(diǎn),。

3,、 空壓機(jī)上的節(jié)能應(yīng)用

空氣壓縮機(jī)恒壓供氣使用變頻器與壓力構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，使壓力波動降到1%以下,，此外還具有降低噪音,，減少震動，保證設(shè)備的長期穩(wěn)定運(yùn)行,，從而減少設(shè)備維護(hù),，延長設(shè)備使用壽命。變頻調(diào)速改造以前壓力波動比較大,，并且要求空壓機(jī)不能帶壓啟動?，F(xiàn)在變頻器可以在任何壓力下隨意啟動，啟動電流大大降低,。通過變頻器的實(shí)際應(yīng)用,，多數(shù)壓縮機(jī)的節(jié)電率在25%以上。但是壓縮機(jī)的電機(jī)功率都較大,，從幾十個(gè)千瓦到幾百個(gè)千瓦,，變頻器的應(yīng)用使控制的品質(zhì)大幅提高，同時(shí)經(jīng)濟(jì)效益也十分明顯。

4,、 卸料機(jī)/選粉機(jī)上的應(yīng)用

立窯卸料機(jī)上一般采用18.5—30KW滑差調(diào)速電機(jī),，轉(zhuǎn)速通常控制在300-1000RPM（工藝上要求）,?；铍姍C(jī)的特性就是轉(zhuǎn)速越低，效率越低,，且特性很軟,。采用變頻器調(diào)速取代原來的滑差調(diào)速，經(jīng)過幾家的應(yīng)用結(jié)果證明平均節(jié)能在４０％左右,?；铍姍C(jī)原理如下：

由此可見滑差電機(jī)的轉(zhuǎn)速越低，能源效率越低,，而卸料機(jī)的轉(zhuǎn)速一般在400RPM左右運(yùn)行,，因此應(yīng)用變頻器調(diào)速的方法取得４０％以上的節(jié)能效果是必然的。

選粉機(jī)設(shè)備原來使用75KW滑差電機(jī)拖動,，設(shè)備簡單,，價(jià)格低廉。但是電機(jī)本體噪音高,，震動大,，能耗高，無功損耗大軸承的故障也高,，滑差控制儀安裝在粉塵飛揚(yáng)的電機(jī)旁邊,，多次出現(xiàn)無法調(diào)速，突然失速等故障,，現(xiàn)場維護(hù)量大,，影響整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制電機(jī)運(yùn)行在594RPM,，現(xiàn)場測試的電氣參數(shù)輸入電壓385V,，輸入電流72A，功率因數(shù)0.82,，輸入功率為40KW,，經(jīng)進(jìn)行變頻調(diào)速改造后（配MV300G-4T75變頻器），現(xiàn)場測量參數(shù)為輸入電壓387V,，輸入電流18A,。功率因數(shù)為0.92，輸入功率為11KW（變頻器標(biāo)配直流電抗器）,。因此滑差電機(jī)調(diào)速更改為變頻調(diào)速后,，設(shè)備節(jié)能效果明顯,，大大降低維護(hù)量。

5,、在預(yù)加水成球系統(tǒng)中的應(yīng)用

目前,，預(yù)加水成球工藝技術(shù)在立窯中已經(jīng)非常普遍。該工藝在提高成球質(zhì)量,，改善煅燒操作條件,，提高立窯熟料產(chǎn)量和質(zhì)量取得比較明顯的效果。利用變頻器自身良好的系統(tǒng)集成性,，通過現(xiàn)場總線PROFIBUS-DP與上位機(jī)進(jìn)行總線通信,，利用集中控制實(shí)現(xiàn)雙回路調(diào)節(jié)，能夠?qū)崿F(xiàn)水料比例自動跟蹤調(diào)節(jié),。使預(yù)加水系統(tǒng)真正起到加濕成球作用,，提高成球質(zhì)量,，為立窯生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的熟料創(chuàng)造了條件,。

四、水泥行業(yè)變頻器潛在市場分析

變頻器在水泥廠的應(yīng)用不僅僅在以上幾個(gè)方面,，在回轉(zhuǎn)窯,、球磨機(jī)、卸料機(jī),、圓盤給料機(jī),、雙管絞刀、群板喂料機(jī)調(diào)速皮帶稱,、喂料絞刀,、蓖冷機(jī)等需要進(jìn)行交流調(diào)速部分。隨著國家在環(huán)保方面制度不斷出臺,，對環(huán)保的要求也會越來越高,。旋風(fēng)除塵，布袋式除塵器等產(chǎn)品應(yīng)用節(jié)能改造項(xiàng)目將更加明顯,。

五,、總結(jié)分析 

從以上理論結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用情況可以看出，水泥廠使用變頻器有以下突出的優(yōu)點(diǎn)：

1,、滿足工藝要求,，MV300G矢量控制變頻器調(diào)速范圍達(dá)到100１，而水泥工藝過程中調(diào)速范圍在10:1范圍內(nèi)即可滿足工藝要求,。

2,、變頻器的使用便于進(jìn)行集中控制，提高工廠的自動化水平,。麥格米特MV300G不僅標(biāo)配RS485通訊接口,，支持MODBUS協(xié)議,，而且支持PROFIBUS-DP，CANOPEN等現(xiàn)場總線,，通過內(nèi)置的專用通信卡,，和DCS系統(tǒng)或PLC系統(tǒng)進(jìn)行無縫集成，使設(shè)備的集中監(jiān)控成為可能,，大大降低人員維護(hù)費(fèi)用提高設(shè)備可靠性,。

3、變頻器產(chǎn)品平滑的調(diào)速特性,，精確的速度控制大大提高產(chǎn)品質(zhì)量,。麥格米特變頻器自身在適應(yīng)惡劣的電網(wǎng)環(huán)境，現(xiàn)場環(huán)境等方面都進(jìn)行了針對的處理,，如專門的防電網(wǎng)沖擊電路,，瞬停不停功能，以及電路/散熱的分離設(shè)計(jì),，三防漆處理都手段,，既提高了變頻器可靠性，也保證了設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行,，同時(shí)變頻器具備的軟啟動特性,，也減輕了電流沖擊和機(jī)械沖擊的磨損。

4,、變頻器可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能,，降低成本消耗，獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益,。