山东中轩集团发酵罐搅拌机应用

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1、企业简介
    山东中轩集团有着三十多年成功的发酵经验。该公司于1992年研制、开发出高质量的黄原胶产品。自此，山东中轩股份有限公司已发展成为全球重要的生物制品生产基地。
　*年产上万吨的生产规模
　*高质量产品的多系列
- S8 M+ M  S5 }( t; V* o3 C6 ]) Z   *ISO9002质量体系认证
　*Kosher、FCCⅣ、USP等国际认证
1 \. `; X! C9 z* O　*遍布全球的销售网络，全方位的应用技术服务

2、负载工况
) k* t" Z2 @0 M- \$ H0 ~0 h【负载名称】：黄原胶发酵罐搅拌机
& C- m( V- @! g) r* r; E% k- w7 M【选用高压变频器设备型号】：SH－HVF II 10K/600型  
【数量】：20台 (第一期)
0 X  a  B' l8 j- p【投运时间】：2007年9月6日
【电机参数】：
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型    号	9 u6 i& U+ H3 S7 {' V/ f0 H	额定功率 & U2 t- }1 j5 B, u4 B3 r1 T8 ^. D	450kW 5 `6 h3 _! W! Y# ]3 c6 |1 H# G4 A
额定电流	37A % ~+ W1 q! F# a& g0 T0 x	额定电压	10kV - g' g" `" ?9 A  H
额定频率 1 x( B; y4 i5 f  h' Q	50Hz 4 x9 P# z& H* ]- e, z/ ?	功率因数	0.89

【运行参数】：
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启动方式	直接启动 9 N9 d3 B8 X$ i$ |	工作电流区间	24A～35A " o1 Z: C; G4 G- S0 d5 E
全年工作时间 ) R0 q. j. E# t/ ]" S0 g- m' ?' z	7500小时 " U, N& Q) c/ Y# g% f9 ]
工作周期	70—72小时 : p, O& D% f5 S$ w0 E' |

, L% I# X/ d" U  ?% W结算电价：0.45元/kWh。
, C) d* m/ X; U' e& r# B, G' `【工况细节】：工作周期是72小时，以皮带传动，在高速运行时可能会出现打滑现象。搅拌速度约120转/分。在每个工作周期，在头0—48小时内，为多极调速，转速调整最大范围为额定转速的40%。运行频率约为前期的30Hz，24小时时运行频率为40Hz，48小时后运行在45Hz。
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: J! |5 g* a6 b3、高压变频改造过程

1、设计：采用一拖一方案 保留原系统所有设备,将高压变频器串入高压电机回路。系统变频运行时，改变变频器频率的办法改变电机的转速。若变频器某单元故障，变频器自动将该单元短路，高压变频器可降频运行；当变频器故障单元大于2时，高压变频器可手动切换到工频运行，保证系统工作的可靠性。

在变频运行时，合刀闸QS1、QS2；工频运行时，合刀闸QS3。QS2和QS3机械互锁。
            
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2、改造后生产工艺控制方式：

(1)正常时，根据需要转速大小调节电机转速；
(2)异常时，即变频器万一出故障而又无法自动排除时，变频器故障时，变频器输出跳闸信号到高压开关柜跳开断路器,运行人员切换到工频旁路。

3、变频器的布置及土建方案

    本项目变频器放置控制室（具体地点待定），长8000mm×深6000mm×高4000mm（放置一台）；厂内环境符合变频器运行需要，建议实际地点远离灰尘较多的生产现场。

变频器暖通设计有专门的通风散热通道。可根据需要加装空调。
% k% ]/ A* E. `. \, {4、安装调试控制工期
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设备的安装就位	控制工期大约 3天
高压电缆和控制电缆的放线穿线 . I& T" m/ _- q4 M  f	控制工期大约 2天
高压电缆头的制作和试验 ( ^1 `9 M: Y0 A4 ]	控制工期大约 1天
高压变频器的内部接线 ) C! i; j3 W; W	控制工期大约 2天
高压变频器的试验 ; }) l5 A4 _; [' \. W. m& t	控制工期大约 2天 8 ^! s  G2 C9 C6 `2 P

5、用户接口
  在设计中充分考虑用户需求和工况的差异性，提供丰富的接口
（1）触摸屏提供以下主要人机接口
% {- o1 K1 N( t6 Z8 LÄ       电机参数设置
$ A5 `$ q( m5 F6 i5 zÄ       运行参数显示（电压、电流、当前运行频率、目标频率）
Ä       报警信息
, {7 k1 l. Z0 r# k" _Ä       保护参数
Ä       调试信息
+ w2 c% d5 o' M: ~Ä       运行电流、电压曲线
Ä       控制曲线修正接口
Ä       电机运行的校正设置
（2）按钮、指示灯接口
9 w7 |: W$ ~- [$ ^4 vÄ       变频启动、停止
- X" v6 s8 x$ W* i7 _8 [- w# R- mÄ       急停
9 x. B. H- Y, u) ?; w+ U8 |Ä       工频启动、停止（配自动进线柜时）
9 S. R5 E4 q, J/ YÄ       运行状态设置（变频、工频、调试）（在运行过程中可无扰动切换状态设置）
Ä       状态指示（工频、变频运行指示）
Ä       报警指示
Ä       就地操作/远程操作设置（在运行过程中可无扰动切换状态设置）
& g+ T: C9 i4 v! x. ?; C（3）远程操作箱接口（该项功能可由用户选择）
Ä       当用户对设备的控制不进DCS时可选择远程操作箱在电机附近就地操作，提供以下接口，该方式接口为硬接线方式，模拟量采用4～20mA信号量。
Ä       变频启动、停止、急停
9 ^( S8 d$ {6 \7 q( O  xÄ       报警指示
& q) m/ V6 {5 |  CÄ       运行指示
4 P) e% p1 D) {; gÄ       当前运行频率
Ä       当前运行电流
0 j( }* W' A1 f7 \. P0 y
- D" z2 E( m: a3 X- X9 i

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4、使用变频器的效益分析
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直接效益	对10kV/4500kW搅拌机进行变频改造后，同样的工况，相对于改造前一台电机工频运行节能率约为20%。
间接效益	1	由于高压变频器卓越的软启动/停止功能（可以零转速启动），大大减小了启动冲击电流对电动机和电网的冲击，有效减小了电机故障，从而大大延长了电机的检修周期和使用寿命，同时还有效避免了冲击负荷对电网的不利影响。
	2	由于高压变频器输入功率因数在0.95以上，不仅无需功率因数补偿，还间接提高了电机本身的功率因数，减少了无功损失。
	3	可以任意的调节搅拌时间和效果，可以缩短单位工作时间，提高企业量。 4 T% w1 M3 b- e& A$ Y
	4	由于高压变频器特有的平滑调节，从而大大减少了对于皮带传动的磨损，同时降低了轴承、轴瓦的温度，有效减少了检修费用，延长了搅拌机的使用寿命。 / p/ g4 i. F: {4 ~
	5	使用变频调节，提高了系统运行的安全稳定性。 ( h0 F" U9 `! P0 N% {
	6	由于采用闭环控制，进一步提高了设备运行控制和系统运行管理的自动化水平，从而真正实现无人值守、自动调节，大大增强了运行的安全可靠性。

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* F$ z" s1 G# f% b# _结论：综合节电率20%，年节电收益15—16万元/台。