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吹灰控制系统升级改造 泰国糖厂GD5000高压变频器压榨机案例

文章来源: 上传时间:2019-09-19 浏览次数:
西门子SIMATIC S5已停止备件的供应,而现设备老化严重,备品备件昂贵且供应压力大

●项目背景1.西门子SIMATIC S5已停止备件的供应,而现设备老化严重,备品备件昂贵且供应压力大。2.无法方便地在中央控制室全面集中监控设备状态。系统上未能采集所有吹灰系统设备的状态和相关参数,而其他信号仅在就地操作盘上显示和控制,大大降低运行人员和检修人员的效率,而无法全面直观的掌握相关设备的运行情况。●项目功能及工艺描述本系统经此次改造后,将本系统与磨煤系统合并,上位机采用SIEMENS WinC上位监控软件,在上位机画面上能够形象的反映现场设备的运行状态以及相应的数据信息。并且操作员可在中央控制室设置的操作员站上通过上位机对现场设备进行相关操作。对系统运行模式(自动、手动、就地、实验)进行选择。假如在自动模式下,然后通过点击“长吹”、“短吹”、“空吹”按钮,进入相应的系统画面,在画面内可以单选或者组选吹灰器。点击“开始”按钮,根据工艺要求开始监测温度、压力信号,启动、关闭相应阀门。条件满足后依次启动吹灰器直至最后一个吹灰器,吹灰完毕后,请点击“清除”按钮,清除吹灰器吹过标志位,结束本次吹扫。当吹灰过程中出现故障时,“故障报警”按钮红色闪烁。请点击“故障报警”,可进入相应的故障报警画面,点击“故障复位”按钮确认。未能复位的报警,请到就地检查设备故障。●软硬件配置简介硬件:现场至PLC控制柜的信号电缆无需改动,拆下原有的S5系统,更换S7-300系列CPU-315,直接把原有的信号电缆接到升级的S7-300模件上。现场总线工业Ethernet网络软件:

根据原工艺要求,组态SIMATIC STEP7;升级的S7系统通过工业以太网与上位机相连;监控软件采用WINCC监控软件.

泰国糖厂GD5000高压变频器压榨机案例 在制糖行业中,变频器已广泛地应用在风机、水泵等变转矩负载,取得了显著的节能效果。压榨机作为糖厂重要的生产设备,一直采用传统的控制方式定速运行。其实,从生产工艺和节能两方面来分析,对压榨机进行技术改造不但行之有效而且能大副提高企业效益。

1. 生产工艺分析:

压榨机出率是影响糖份总收的主要因素之一。若压榨机出率提高1%,则总收回率提高0.88%~0.92%。影响抽出率的因素主要有以下几方面原因:

1.蔗糖中的纤维分受压后离开榨机出口时又膨胀,此时被压榨的纤维随着自身的膨胀在出口处会吸去已榨出的一部分蔗汁,同时受到机效能的影响,甘蔗中的糖份不可能全部榨出,这就形成了蔗渣中的糖份损失。

2.蔗料的破碎度及形态是保证首座榨机抽出的前提。甘蔗破碎度好,蔗汁易于压出,

渗效果提高。

3. 降低蔗渣水分是提高抽出的保证。

4. 保证从撕解机输送过来的蔗层厚度均匀对提高抽出率非常重要。如果蔗层过厚,压榨不彻底,使蔗渣造成浪费;如果蔗层过薄,压不干蔗层,蔗渣水分过高,影响抽出率。

5.在榨季后期,由于榨辊的磨损越来越严重,导致榨辊的间隙扩大,使抽出率下降。

综上所述,由于压榨机转速不可调,从撕解机输送过来的蔗层有大约10%的时间厚度会达不到要求,这样会使蔗汁的平均抽出率低于95.4%。抽出率越低说明蔗汁流失越大,从而导致产量变低。如果能对压榨机进行转速调节,当蔗层后度不够时通过降低压榨机电动机转 速使蔗层达到正常厚度后再进行压榨,这样压榨会比较充分,平均抽出率将可提高0.2%以上,同时由于转速降低,电流下降从而达到节能省电的目的。


2.泰国甘烹碧糖业公司概况

泰国甘烹碧业公司是糖业加工前茅的制糖企业,其通过近几年技术改造,生产能力达到10000吨/日,年产量可达到160万吨以上。

现场用户大门

一、系统改造方案

压榨机改造系统由旁路柜、变压器柜、功率单元柜和控制柜组成。其中旁路柜为工频启动柜。在控制柜面板上设有本地/远程按钮、急停按钮、工/变频指示灯等

1. 压榨机改造系统设有:系统工频启动、系统变频启动、系统自动控制。

2. 手动控制:变频柜的容量比电机容量放大一级,保证系统的安全可靠性。当变频器出现故障或异常现象时可通过旁路柜将系统切换工频电网,电动机能够正常运转,使压榨机能正常连续生产。


2)系统电气方案图

一拖一手动旁路柜是由三个高压隔离开关QS1、QS2、QS3组成。手动旁路柜严格按照“五防”联锁要求设计,变频器输出QS2和旁路高压隔离开关QS3机械闭锁,完全能够保证变频调速系统安全运行。

1)在变频运行状况下,QS1、QS2闭合,QS3断开。

如需手动切换至工频运行时,系统先停止变频器输出,断开用户开关,再由机械操作依次断开QS1、QS2,然后机械操作闭合QS3,使电机切换至工频侧,再合上用户开关,使电机工频运行;

2)在工频旁路运行状况下,QS3闭合,QS1、QS2断开。

如需手动切换至变频运行时,系统先断开用户开关,由机械操作断开QS3,然后由机械操作依次闭合QS2、QS1,使电机切换至变频侧,再合上用户开关。

现场工况简述


变频器信息


设备负载

二、英威腾GD5000系列在糖厂压榨机变频调速系统的技术特点

此次糖厂压榨机变频调速系统采用的是深圳市英威腾电气有限公司生产制造的第二代高压变频调速器,变频调速系统在现场运行时,其运行频率设定的方法采用的远程操作台进行系统状态的监控或压榨机运行速度给定,电控室的值班人可以很方便地根据生产需求调节压榨机的速度,对提供生产效率提供了有力的条件。

英威腾GD5000系列高压变频调速系统采用多重化移相多单元串联正弦脉宽调制SPWM叠压技术,变频器是直接“高-高”式, 功率模块为交-直-交型电压源变频调速器。GD5000系列无电网污染高压大功率变频器是由8个串联而成,通过将多个低压功率模块的输出叠加起来得到高压输出。GD5000高压变频调速系统主控制部分以新型电机控制专用DSP(数字信号处理器)为控制核心,辅以大规模可编程逻辑器件,实现SPWM波形控制及各种信号的检测、分析判断和处理。控制器和功率单元箱之间通过光纤进行信号传输,可有效避免电磁干扰,增强系统的可靠性。同时控制系统具有丰富的模拟、数字接口,可用于与用户中控DCS连接和扩展,以满足现场各种运行与控制的需要。用户在后台可以监控变频各种状态并对其进行远程控制和频率设定调节。

用户在后台可以监控变频各种状态并对其进行远程控制和频率设定调节。

(1)能实现软启动,启动时间和启动的方式可以根椐现场工况进行调整。

(2)高功率因数,达0.95以上,无需另加功率因数补偿装置,避免了因无功带来的罚款。

(3)效率高,高达96%以上,远远高于可控硅大功率调速装置。

(4)符合IEEE519-1992标准的严格要求,不对电网产生谐波污染,完全无需任何滤波装置。

(5)对电机不产生谐波污染,有效降低了电机的发热量,噪声与采用工频供电时相近。

(6)转矩脉冲很低,不会导致电机等机械设备的共振,同时也减少了传动机构的磨损。

(7)输出波形完美,失真度小于1% 。

(8)电动机的电应力强度与采用工频供电时相近,无需配备特殊电动机。

(9)与电机的连接不受电缆长度的限制。


五、 改造后的效益分析

1、提高了抽出率:根据测算,平均抽出率可提高0.2%以上,现在保守估计抽出率提高0.1%,按年榨55万吨甘蔗,糖份13.5%,煮收86%计算:每个榨季多产糖55万吨*13.5%*0.1%*86%=63.85吨 ,按2700元/吨糖计:63.85吨*2700元/吨=17.2万元 ,使企业每个榨季多创收17.2万元。

2.、节电效果显著:5台榨汁机装机总容量为2000kW,根据测算,改造后吨蔗耗电量从原来的33.02度下降到31.22度,已达到此类规模配置糖厂的正常的合理能耗水平。每榨1吨甘蔗耗电减少1.8度,按年榨55万吨蔗计算:每年节电:55万吨*1.8度/吨=99万度 按0.5元/度计算:80万度*0.5元/度=40万元。

3、减少了维修停工损失,节省了大量的维修费用。


六、结语、

甘蔗制糖榨机交流变频调速即可提高蔗糖的抽出率,又具有显著的节能效果。在能源供给越来越紧张的现代社会,制糖企业的节能降耗工作任重而道远,如何最大限度地提高产量、降低煤、电消耗、节约能源,是企业提高竞争力的有力措施之一,也是提高经济效益的主要手段。




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