山东中轩集团发酵罐搅拌机应用

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1、企业简介
9 A' U" q) ~0 W, }9 C# Y: _, l    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
8 L. g/ B  m/ Q! \: v* D- g. p　*高质量产品的多系列
$ E1 c) p1 o2 T( g1 F! H   *ISO9002质量体系认证
　*Kosher、FCCⅣ、USP等国际认证
) T# y. P3 v0 @　*遍布全球的销售网络，全方位的应用技术服务
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0 Z1 N. H) i4 V* X2、负载工况
3 P- U+ d1 ?1 \【负载名称】：黄原胶发酵罐搅拌机
4 {5 ^9 {# o' Z【选用高压变频器设备型号】：SH－HVF II 10K/600型  
8 Q& {/ F5 F5 I8 y6 H1 ]. e【数量】：20台 (第一期)
' E% q% A* V! ]! E$ t【投运时间】：2007年9月6日
, x. v4 q* J' x. s- R. M0 X7 p【电机参数】：

型    号		额定功率 3 `# R; }! K1 M: U' }	450kW
额定电流	37A	额定电压 0 W# t) u& k) p# q9 u	10kV
额定频率 ' X& Y4 G2 Z$ E0 f  g; q	50Hz	功率因数 3 x; E: t  E; @# u- o! T. W, R	0.89 6 Z  x) _  F* N" W- N3 T

【运行参数】：
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启动方式 + `/ H" N( G  \( W& q. f& w( p	直接启动 / w: C2 F) ?4 b1 N/ `	工作电流区间   h) q# A$ R% d  c# j4 ?" \6 t	24A～35A , [; C( ?  ?: ^" R7 V* z
全年工作时间	7500小时
工作周期	70—72小时 7 L! |' E* A& n0 S- H' ?

, P# Q4 l( I0 P9 w! S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。


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；
(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。
4、安装调试控制工期
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设备的安装就位 - \# q: A9 W2 g	控制工期大约 3天 ; t3 b. R% J, ?( o
高压电缆和控制电缆的放线穿线 3 A% C! o4 [; p" ?	控制工期大约 2天
高压电缆头的制作和试验 4 E; _! n* k4 K	控制工期大约 1天
高压变频器的内部接线	控制工期大约 2天 4 x2 ?4 Y, \3 E  V6 X, j: f
高压变频器的试验 4 p! `* g: D9 j0 H) F	控制工期大约 2天 8 `9 \; Y8 G6 F: G- m5 q

: Q6 {, n) Z0 O5、用户接口
/ h  D. h7 ^1 t+ G  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
% O/ a3 f/ S9 @* L' p（1）触摸屏提供以下主要人机接口
9 {9 I. m2 p- g3 `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）
Ä       报警信息
Ä       保护参数
Ä       调试信息
+ Y4 q0 C0 ]" n/ P; a; z$ g/ xÄ       运行电流、电压曲线
% y" V* F, x0 u! UÄ       控制曲线修正接口
7 X% i5 m# E# e3 ?6 HÄ       电机运行的校正设置
（2）按钮、指示灯接口
Ä       变频启动、停止
; v5 Q) O# B; `: ^Ä       急停
8 d& k# Q. I2 |* k: U  e! PÄ       工频启动、停止（配自动进线柜时）
( r; l& x7 Q4 z" qÄ       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）
& q1 X( W+ e+ Y+ H0 b, sÄ       状态指示（工频、变频运行指示）
8 f/ U, e6 T3 n8 {9 f! u% [7 ?9 K0 cÄ       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）
（3）远程操作箱接口（该项功能可由用户选择）
$ b. g( z# I  l! P1 I6 VÄ       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
( ?- y0 @: P6 L) b7 g4 N+ `Ä       报警指示
- \3 P/ E. o7 g7 Y4 r2 uÄ       运行指示
7 h7 {9 B, q4 xÄ       当前运行频率
Ä       当前运行电流


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4、使用变频器的效益分析

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%。 ' K" i8 V6 {' ?: [9 Q
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 ^9 G; m8 U3 }
	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。 0 C/ w$ k( z% g3 Z& Q/ H5 t; |5 U& ~
	5	使用变频调节，提高了系统运行的安全稳定性。 7 ]) [$ V: ?, s8 F5 ?+ z- P% D' l
	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。

结论：综合节电率20%，年节电收益15—16万元/台。