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陶瓷窯爐風機變頻應用方案

欄目: 暖通制冷

發表時間: 2017年11月7日

一、引言

陶瓷窯爐一般是指燒制陶瓷制品的燒成設備。其輥道窯急冷風機、抽濕風機都是采用離心式風機。傳統的爐內溫度控制方法是通過調節風門或者風道擋板的開度來調節熱風進風量,從而獲得需要的溫度,生產出符合質量要求的產品。但是該控制方式會導致較大的電能浪費,而且工人的熟練程度也影響著產品的質量。由于風機的機械特性為平方轉矩特性,即風量與轉速成正比,功率與轉速的立方成正比,將系統風機采用變頻控制,通過溫度傳感器檢測,PID控制調節風機轉速進而調節風量,將會具有非常顯著的節能效果,同時可有效提高產品質量與工作效率。

二、工藝介紹和要求

陶瓷窯爐使用燃料燃燒或電能轉換產生的熱量,將物料進行冶煉、焙燒、燒結、熔化、加熱。不同的原材料及制品其燒成曲線也不相同,為了保證產品質量,對風機系統的控制要求如下:
1. 窯爐內的溫度控制精度要高,以提高成品率;
2. 系統自動化控制程序要高,以提高生產效率;
3. 系統調速范圍寬,響應速度快,以提供可滿足不同原材料及制品的燒成曲線。


圖1

三、系統方案

根據窯爐風機系統控制的要求,采用變頻器來實現系統的全自動溫度控制。即由溫度傳感器采集窯爐的當前溫度,并通過模擬量通道反饋給變頻器,然后與設定的溫度值做比較,再由變頻器的PID控制器改變輸出頻率以調節風機的轉速,進而控制系統風量,以保證系統的溫度控制精度及響應性。其系統原理圖如下圖2所示:


圖2

主要設定參數:

四、改造后運行效果

湖南郴州HX磚廠對四臺30kw的窯爐風機做變頻改造后,經過一段時間的運行,記錄數據證明改造效果顯著:
1. 改成溫度控制后,控制精度高,風量調節范圍寬,系統響應速度快,自動化控制程度高,有效提高了產品質量及生產效率,降低了產品不良率:
2. 節能效果顯著,綜合效益高,節電率達到40%;
3. 實現了風機系統的平滑軟啟動,避免了機械和電氣沖擊,延長了設備的使用壽命;
4. 具有完善的各種保護功能,可靠性高,故障率低,減輕維護人員的工作量。
改造前電耗情況(24小時):
輸入電壓:380V;
運行電流:63A;
功率:30KW×4臺
一天24小時額定運行,日耗電量約為2880度。
改造后排煙風機電機(24小時):
24小時電流約為33~37A,日耗電量約為1700度,
變頻改造后風機日耗電量平均節省約為1180度。
每年(按工作10個月計算)
可節省電費1180*10*1元/度=11800元(按工業用電平均電費0.5元計算)

五、結束語

變頻器的陶瓷窯爐風機控制系統具有較高的溫度控制精度,系統響應速度快,風量調節范圍寬,有效提高了設備的產品質量及生產效率,節能效果顯著,降低了系統的維護工作量。目前已成功的應用于多個陶瓷窯爐風機的控制系統中。



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