山东中轩集团发酵罐搅拌机应用

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1、企业简介
% l% F- O) R' O4 X- ~7 E    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。
& u2 h2 h* Y" K$ Y. I/ O* J) N　*年产上万吨的生产规模
% ^" a  K3 F# }7 v1 Z4 {) ]% P! T! B　*高质量产品的多系列
" c5 P6 J; _' U0 b   *ISO9002质量体系认证
; U* G8 T2 Y) z/ S; H' Y. T　*Kosher、FCCⅣ、USP等国际认证
　*遍布全球的销售网络，全方位的应用技术服务
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2、负载工况
1 @% ~9 m5 p- [8 n【负载名称】：黄原胶发酵罐搅拌机
) y6 o! e+ f' y9 F. @  s: q: L【选用高压变频器设备型号】：SH－HVF II 10K/600型  
【数量】：20台 (第一期)
【投运时间】：2007年9月6日
【电机参数】：

型    号 ; ^! H5 M% [# ~6 K		额定功率	450kW
额定电流 5 V8 M  X* s. _' E( E, ?; ~	37A , y$ Z* U1 H7 u) \* n: D	额定电压	10kV 2 L/ m6 G3 d; P" E: }8 a
额定频率 ' A3 d  c: g5 a% L. T	50Hz ! u0 D# k% Z7 l3 E  ~6 l! a7 _# o	功率因数	0.89 9 j! f5 v$ b: b- f/ O

+ Y9 Y$ A4 m; @0 ~* s【运行参数】：
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启动方式	直接启动 . D8 e9 G& E1 N* Y& t	工作电流区间	24A～35A 6 ?# U0 M* O% e5 h" {- Y& L, U5 S7 Z
全年工作时间	7500小时
工作周期 ' Z. r9 _* v# T% Z5 Y	70—72小时 0 f) |4 E2 }! j% j0 L

结算电价：0.45元/kWh。
【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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3、高压变频改造过程
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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；
! s, @* B/ X/ g. R! V2 }(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。
: o9 x  [- w# N& |& O$ D4、安装调试控制工期

设备的安装就位	控制工期大约 3天 9 a0 R7 O5 D7 E0 c
高压电缆和控制电缆的放线穿线 0 W5 ?+ }! G. y: x	控制工期大约 2天
高压电缆头的制作和试验 ( U4 m2 A$ M8 ?) {* Q- B/ j	控制工期大约 1天
高压变频器的内部接线 : W; M! @+ U6 D1 `/ U# x	控制工期大约 2天
高压变频器的试验	控制工期大约 2天

1 G7 t- o8 H) Y7 S6 n5、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
Ä       电机参数设置
Ä       运行参数显示（电压、电流、当前运行频率、目标频率）
. ?' j/ d4 @. K' G( E8 wÄ       报警信息
/ m0 B9 E# D* ~; `  aÄ       保护参数
Ä       调试信息
4 B# a- g' X0 e- F3 }! d. R7 lÄ       运行电流、电压曲线
* E* i6 {, n# m% i+ r4 ?Ä       控制曲线修正接口
" t. X5 k2 ~4 m7 kÄ       电机运行的校正设置
（2）按钮、指示灯接口
3 _" q7 I8 i+ [$ p6 A( Y1 `Ä       变频启动、停止
Ä       急停
- G- H3 l. B# Z7 ]' _Ä       工频启动、停止（配自动进线柜时）
& F! H2 i% T3 n( E+ a# ^Ä       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）
# z9 ^- S  d3 W$ O4 \1 H( oÄ       状态指示（工频、变频运行指示）
1 ]9 g! K0 V+ f5 nÄ       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）
$ F, P3 S/ x2 t" p7 G* |+ i$ c* X5 v9 a（3）远程操作箱接口（该项功能可由用户选择）
" R7 }3 b2 @7 i. P/ ?1 W. A) j& ^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
2 @! r" p& c2 w# X/ }Ä       报警指示
Ä       运行指示
Ä       当前运行频率
Ä       当前运行电流
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9 X3 O, n% T0 q1 _* J; M3 ~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。 2 u8 l( w0 @1 \% \
	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。 . U- g1 o2 X! k8 C, Z
	5	使用变频调节，提高了系统运行的安全稳定性。 : }$ B6 Z4 K# S  T
	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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结论：综合节电率20%，年节电收益15—16万元/台。