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。
& S* Y# i2 W. p! v8 d4 Y　*年产上万吨的生产规模
4 I( Y; V5 t7 B4 Z　*高质量产品的多系列
8 \/ M4 I% J4 b   *ISO9002质量体系认证
　*Kosher、FCCⅣ、USP等国际认证
8 @2 T& [  i" O/ ^9 I3 D　*遍布全球的销售网络，全方位的应用技术服务

( y5 ~* F; S4 B+ c: Y2、负载工况
! R3 w& _1 M& K, C; b5 g1 I4 E3 f【负载名称】：黄原胶发酵罐搅拌机
/ C0 J6 m" G9 X( U7 I7 \【选用高压变频器设备型号】：SH－HVF II 10K/600型  
【数量】：20台 (第一期)
1 p  M' D, e. i4 y, ]; U5 S【投运时间】：2007年9月6日
5 k! D/ `: O, Z  F! R' x% f) C# F【电机参数】：
6 F- i; s, h0 i9 ?* O

型    号		额定功率	450kW
额定电流 . e' y" n3 z# P! D' k	37A 9 _' n& J- y  z! Z( d	额定电压	10kV * w! Z* |* z! `8 ?
额定频率 1 l" j+ I# c' U7 T	50Hz + r) ~' v; a7 l# Q2 \4 {. ]4 \  N	功率因数 # D, a& S+ V& }: @0 u	0.89 , t0 D# v( W$ g, z( v

【运行参数】：

启动方式 % r4 [, }; R! Z. m0 f4 |	直接启动 9 \* O# W. S+ z! n	工作电流区间 2 T# S, g- L; k- X# E	24A～35A $ o+ Z' a6 T2 o! p
全年工作时间 4 H2 O2 d5 K8 x; f9 l  \! D$ F	7500小时 2 k2 f7 j. ]$ f* A, S% _! z1 n
工作周期 / c3 Y! z+ [5 ^	70—72小时 # Z8 A# C* q$ R

结算电价：0.45元/kWh。
4 s3 |6 t$ m8 f  e$ 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。


/ H' g+ O; L7 K( k9 Q2 T3、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；
(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。
9 X' ]. o2 g/ H) d7 U( S/ Q: K( j; {

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。
% \$ r2 \9 R  t6 }. G+ Q$ @4、安装调试控制工期
% p% z/ k  g- ]* w5 V/ l2 S

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 3 n. r. l2 E; {) J	控制工期大约 2天
高压电缆头的制作和试验   T+ W4 O5 g7 Y$ P	控制工期大约 1天
高压变频器的内部接线 8 c7 V1 ], P+ }+ Q" j. s# Y	控制工期大约 2天
高压变频器的试验 # }8 O" e. Y: B) r- S: t	控制工期大约 2天

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
: F$ I+ c, W8 h5 b* j) O' F（1）触摸屏提供以下主要人机接口
Ä       电机参数设置
/ Z9 p5 t  W; c5 b, TÄ       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
0 _8 d9 {0 \) @+ y  e9 ?Ä       调试信息
+ c3 w2 `: E( K. ~) ?9 b3 L$ ^Ä       运行电流、电压曲线
Ä       控制曲线修正接口
2 A( u4 K# {2 F/ @: q0 ^* n/ @4 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
Ä       急停
0 V* u: c2 q4 t& d. |* SÄ       工频启动、停止（配自动进线柜时）
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）
1 e7 F+ i7 w! p* s1 B; X- IÄ       状态指示（工频、变频运行指示）
Ä       报警指示
4 x3 g. x7 \8 y$ T* B0 U( mÄ       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）
: h/ v7 S) V0 k6 \( S5 D（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
Ä       当前运行频率
3 w7 A4 e) A+ G; J6 s4 c1 RÄ       当前运行电流
, b  a, U; ?4 Y$ x6 a

( Y# B+ s$ g/ u: }3 t
6 k* B" M. {; B+ j5 q: N" T, S
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%。 % C" [& T# q. `: c9 B4 w. w1 U
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。
	5	使用变频调节，提高了系统运行的安全稳定性。
	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。