明电回转窑主拖动变频调速技术的应用

在氧化铝和水泥工业，回转窑是主要的大型核心设备，其运行状态直接影响回转窑的使用寿命、产品的质量和产量。传统上，回转窑均是采用直流电机拖动，由于直流调速系统存在维修工作量大，事故率高以及使用环境受限制等缺点，山东铝业的技术人员在经过对回转窑机械特性及日本明电舍变频器特点进行了深入的分析和研究后，成功的在6＃回转窑上用VT230S-160H替代了原直流调速系统。
回转窑属于恒转矩负载，动、静阻力矩都很大，是重载启动。其负载特点是：
1） 恒力矩，阻力同转速无关；
2） 启动力矩大，经常要在满载条件下启动，对托轮未形成油膜，阻力矩较大，一般是正常运行时的3.5～4倍。
因此要求在选用变频时，要求其在低速时具有稳定的高启动转矩，过载能力强等特点。
一． 6＃窑的规格
外型尺寸：3.05米 x 60米
产量：12吨/小时
原直流电机型号：Z2-111、100kw、1000rpm
改造后交流电机型号：Y315M-4132kw
采用变频器型号：VT230S-160H
二． 调试中的注意问题
1） 由于变频器的安装位置距离窑头操作室130米左右，为了运行可靠，窑头采用380V交流控制电源来控制整流室内中间继电器的启停。同时为防止外界的电磁干扰，采用电流信号调速，在窑头加装开关电源及变送器，将0～10V信号变为4～20mA电流信号来控制变频器的调速。
2） 按照变频的出厂设定，在无物料时启动正常，但在下料一段时间后，停下再启动时，发生过电流，启动不起来。将压频比设定提高，可以正常启动，但启动后电流偏大，无法长期运行，这是由于压频比设定过大，导致磁通饱和所致。经过反复思考研究，利用变频的软件编程功能解决了这个难题。同时，针对大窑只是在启动时的阻力大，而一旦转起来就属于常规的恒转矩负载的特点，重新设定了最佳的V/F曲线，使大窑运行在节能状态。
三． 经济效益
1） 满足了生产需要：由于6＃水泥窑要改烧富矿氧化铝熟料，原直流调速系统不能满足转速要求，采用变频系统后，效果非常好。
2） 节能效果明显：改造前的功率因数0.8，改造后达到0.99～1；改造后的年耗电量比改造前减少45％，年节电费用8万元左右。
3） 节约检修费用：原直流电机系统每年的维护费用大约在2万元左右，而采用了变频调速后，由于明电变频的保护功能强，启动平稳，无冲击，延长了机械设备的使用寿命，免维护周期长，每年可节省检修费用2万元。
4） 提高台时产能：由于升速平稳，运转率提高，产量及质量提高，台时产能可提高半吨，按熟料160元/吨计算，1年可多创效益160x0.5x24x365x0.8=56,064元；同时因可以生产富矿熟料，其价格更高（800元/吨），效益更加可观。
四． 总结
1） 应用变频器和三相交流电机拖动回转窑，由于不存在直流电机传动情况下的电刷和换向器所引起的故障，可靠性大大提高。
2） 通过采用交流调速，不但电机容量减小、节能运行，而且回转窑的运转率和台时产能较一般直流装置有了很大的提高，保证了工艺波动条件下的稳定运行。一般回转窑的动力拖动配置裕量大，按常规选用的直流电机拖动，完全可以用同容量的交流电机替代，不需加大功率。由于干法回转窑转速快，配置功率大，而启动的阻力矩不变，因而更适合采用交流系统，同样也适合于氧化铝熟料窑。