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变频器在陶瓷生产各个环节中如何进行调速控制和节能

发布时间:2014-11-10 10:10   类型:解决方案   人浏览

一、 前 言

建筑陶瓷是指用于建筑物饰面或作为建筑构件的陶瓷制品,它是由各种矿物原料及添加的其它原料等按一定的配比经粉碎、混合、成型、或施釉及烧结而成的陶瓷材料。建筑陶瓷除具备抗冲击性、防水性、防污性等常规性能外,近年来还向抗菌性、无放射性、抗噪性等特殊性能方向发展,而且建筑陶瓷造型美观、种类繁多、外观新颖,装饰图案多样化,因而在建筑装饰领域广泛应用。变频器在陶瓷生产中,主要起到两个方面的作用:进行调速控制和节能。

下面结合陶瓷生产的各个环节逐一进行介绍。

二、 变频器在陶瓷生产中的应用

陶瓷墙地砖生产,大致分为下面几个步骤:

1、原料制备:泥料球磨→浆料搅拌→喷雾干燥→粉料贮存;

2、压制成形:粉料布料→冲压成形;

3、中间输送和排列:翻转机→进/出砖机→输送线;

4、辊道干燥:斜齿传动→抽热风机→抽湿风机;

5、施釉及装饰:施釉输送线→施釉柜→印花机;

6、辊道窑烧成:斜齿传动→抽热风机→抽湿风机→雾化风机→助燃风机→余热风机→油泵;

7、深加工:磨边、抛光、切割、打蜡等;

8、辅助设备:水煤气站→空压机站→污水处理→吸尘设备等。

变频器于以上设备上均有运用,下面逐一简介:

三、 原料制备设备中的运用

1、变频器在球磨机上的运用

变频器用于球磨机的主要目的是节能,利用变频器多段速和简易PLC功能对球磨机进行调速,使球磨速度得以优化,从而达到节能效果,节能率在10%~15%之间,还有就是不存在启动冲击电流,提高了电网的稳定性。

应用效果:

a、因消除了起动时的冲击,延长了机轴、波箱齿轮,皮带等机械件的使用寿命,减少了维修费用。

b、球磨机使用变频调速后,起动电流可比原先小3-5倍,(如110kW电机原先的起动电流在600A以上,变频节能控制系统起动电流为180A~200A之间),实现了真正的软起动,也收到了节能的效果。由于起动电流大大减小,不会造成对电网的冲击和电网电压的下降,消除了因球磨机起动而引起的其它用电设备跳闸或故障,在同样的电网容量下,并可增加装机台数。

c、可以通过变频器方便地设定研磨时间,加磨时间和自动停机功能,使操作更加智能化,人性化。

d、节电率一般在10~15%之间。

1)、球磨机变频改造的主要要求有以下几点:

(1)球磨机在运行过程中负载波动大,要求变频器过流,过载,限流功能强,能够满足球磨机在运行过程中负载波动大时能够长期稳定运行的要求。

(2)球磨机启动时负载非常大,一般要求点动即能将球磨机启动,要求变频器低频启动转矩必须足够大。

(3)变频改造时必须满足球磨机的工艺要求。使球磨机及电动机的使用寿命延长,减少维护。

(4)改造后的设备能够实现自动控制,及手动/工频和故障自切换等功能,并能克服球磨机大惯性引起回升电压,有效地保证设备的正常运行。

(5)变频控制系统要能够长期无故障稳定运行,环境适应性好,可靠性高。

2)、球磨机的驱动工作过程简述:

目前球磨机普遍采用的驱动方式是:三相交流电动机—液力耦合器—齿轮减速器—皮带轮减速器。

在这里,球磨机的料筒作为减速器的皮带轮使用。在球磨机重载起动时,电动机起动电流可达到额定电流的六倍以上。为了缓解起动时的机械冲击,传动环节中加入了液力耦合器,液力耦合器是通过控制工作腔内工作油的动量矩变化来传递电机的驱动能量的。

电动机通过液力耦合器的输入轴拖动其主动工作轮旋转,对工作油加速,被加速后的工作油再带动液力耦合器的从动工作涡轮旋转,把驱动能量传递到其输出轴和负载。传动系统中的液力耦合器在起动时起缓冲作用,让电动机可以轻载起动,以减小起动电流,等电动机起动后再慢慢加载,达到顺利起动球磨机的作用,减小起动时的机械冲击。

在工作时通过液力耦合器的调速作用,搜索球磨机的最佳工作转速,提高球磨机的效率。由于球磨机属恒转矩负载,在用液力耦合器调速时,其调速效率等于调速比,有很大一部分能量在液力耦合器中被浪费掉。

2、变频器在搅拌机上的运用

早期的搅拌机设计速度偏快,用变频器使之适当降速后,既可保证浆料不沉淀,又可取得30%以上的节电率。

3、变频器在喷雾干燥机上的运用

主要利用变频器控制负压风机转速来保证不同浆料和产量下所需的负压,代替传统的风门调节,具有调节精确、方便的优点,而且可以达到20%~60%的节电率。

4、变频器在柱塞泵上的运用

有些厂家利用变频器来调节柱塞泵的压力和泵浆速度。

5、原料制备中,变频器还用于皮带称调速(电子)以及水煤浆塔浆泵的调速。

四、 压制成形设备中的运用

1、压制成形设备中变频器主要用于布料机的调速,以及用于多次布料机中调节皮带称的入料量。

2、出压机主油泵的变频节能设备。

五、 中间输送和排列设备中的运用

1、翻转机中的运用

翻转机中,变频器主要用于调节辊棒的运转速度和翻砖速度,还有一个作用就是可以延长翻转定位波箱的寿命。

2、进/出砖机中的运用

变频器在进/出砖机中被用于精确调整输送线的速度,避免砖坯破损。

六、 辊道干燥窑中的运用

1、变频器用于调节斜齿的传动速度。

2、变频器用于无级调节抽热风机和抽湿风机的风量,相对传统的风门调节,具有调节方便精确、工人劳动强度降低的优点,而且有20%~60%的节能效果。

在陶瓷生产中,辊道窑急冷风机、抽湿风机都是采用离心式风机,传统的炉内温度控制方法是通过调节风门或者风道档板的开度来调节热风进风量,从而获得需要的温度,制出符合质量要求的产品。

风机机械特性为平方转矩特性,在辊道窑中的离心式风机设备的流量与转速的成正比,功率与转速的立方成正比,因此在调节流量(转速)时,转速轻微的变化能带来功耗的大幅下降。

3、变频控制系统特点

1)、节能效果明显,综合效益高,投入回收期短,一般的节电率在20~60%之间。

2)、采用变频器改造,配合PID控制器能快捷地实现自动化控制, 可获得更精确的温度,提高产品质量及产量;

3)、控制精度高,控制功能强,风量调速范围宽响应速度快,容易实现远程控制;

4)、实现电机软起动,通过合理调整,可满足大起动转矩,运行中负载突化也不会引起跳闸等事故;

5)、保护功能齐全,变频器有多种保护功能,对缺相、过压、欠压、过流、过载、短路、过热均能通过内部计算给予保护,且能对发生故障的原因给予纪录;有效保证设备的正常运行;

6)、降低工人的劳动强度,由于调速系统整体可靠性提高,故障率低,免维护周期较长,可减轻有关维护人员的工作量。

七、施釉设备中的运用

1、变频器被大量用于调节施釉输送线的速度,具有调节方便、自动化程度高的优点。

2、在皮带印花机上用于调节皮带运行速度,但有被伺服调速替代的趋势。

八、 辊道窑炉烧成上的运用

1、变频器用于调节辊道窑斜齿的传动速度。

2、变频器用于调节窑炉风机系统中各风机的风量和压力,具有调节精确、方便、节能的优点,节能率在10%~60%之间。

3、重/柴油窑中,变频器还用于控制油泵转速达到恒压供油的目的。

九、 瓷砖深加工设备中的运用

1、变频器在磨边机中用于皮带输送的调速。

2、变频器在抛光机中用于皮带和推砖机以及摆动机构的调速。

3、变频器在切砖机中用于调节切砖电机运行的速度以达到最好的切砖效果。

十、 辅助设备中的运用

1、变频器在水煤气发生炉上用于风机调速。

2、空压机站:运用变频器可构成恒压供气系统,且有20%~30%的节能效果。

3、污水处理:用于控制污水泵,调节供水量,有20%以上的节能效果。

4、除尘系统:用于控制除尘风机,达到最佳除尘效果和节能的目的。

普传变频器已在国内山东,广东,四川等地的陶瓷行业中得到广泛的应用,是经过实践各考验的一线产品,可以大范围推广使用。

 

 

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