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
' n. w- M/ r* ?1 P% S, U5 H3 T   *ISO9002质量体系认证
　*Kosher、FCCⅣ、USP等国际认证
$ Z$ _& o' ^7 R  c5 `　*遍布全球的销售网络，全方位的应用技术服务
* k. v0 Z3 W2 p+ o
2、负载工况
【负载名称】：黄原胶发酵罐搅拌机
* D: K  N. t" u5 G" ~6 A2 S【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】：
) K2 C' ?; @5 ^6 c0 Z2 ?! J; W

型    号 5 z/ @; [1 u0 n* }" K		额定功率	450kW
额定电流	37A 7 G, h7 T0 A$ g* e4 ~	额定电压	10kV
额定频率	50Hz $ T9 \* M0 ^* P. j	功率因数 / x# G& s- w: O9 u& V, t* I	0.89 1 ^; ?" g8 K% F6 J

【运行参数】：

启动方式	直接启动 + D* H- Q, v, T* ~8 [. g# ]3 N	工作电流区间 8 N: ^6 c6 ~& }8 V  N: o	24A～35A / A( V; b* U( G7 @
全年工作时间	7500小时 ) d/ j% P4 S# @) S% T5 y
工作周期 ; |% T! i0 Q' L, u  @- m) o3 q	70—72小时 % ^& H+ [* I$ d9 Z

结算电价：0.45元/kWh。
6 @% `5 {- r4 T! E2 a0 }【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。


% o" f) Y# ^" R/ N% f; k0 x3、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。
            

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；
1 c) E* H( F4 o% Q' w' _8 T, E(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

设备的安装就位 9 Q% y! o6 q0 p0 f9 U	控制工期大约 3天
高压电缆和控制电缆的放线穿线	控制工期大约 2天
高压电缆头的制作和试验 5 C; p: B2 l0 W	控制工期大约 1天 ) d! M) F+ H' g6 u# w6 U
高压变频器的内部接线	控制工期大约 2天
高压变频器的试验	控制工期大约 2天

4 @: U% t# Y3 S5、用户接口
' C8 s4 V- ^8 H% ~  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
/ V3 b. V' v0 ?) WÄ       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）
) m9 h4 z" f5 n1 D( S& d; P- nÄ       报警信息
Ä       保护参数
! c  y* J5 m8 w+ |Ä       调试信息
5 K% X  w0 ^- {. a& x' @- x' mÄ       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
Ä       变频启动、停止
Ä       急停
+ \, j" Y/ M1 x% \Ä       工频启动、停止（配自动进线柜时）
: ?& n8 j9 _# d4 D2 i) X) _2 gÄ       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）
! H* r7 `! |( a2 T4 F; MÄ       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）
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
Ä       报警指示
Ä       运行指示
; b5 o. }# R% R' s* nÄ       当前运行频率
Ä       当前运行电流
: ]5 k, b8 b( d


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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%。 + t& a' F( `, [& \
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	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。 ) R/ t$ F" |$ _6 y2 c% h
	5	使用变频调节，提高了系统运行的安全稳定性。 : B! \" W$ m/ }+ \% T9 `3 U
	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。