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变频器在油脂行业的应用 |
| 油脂工业是人们必需的食品工业之一，也是提供其它食品工业、日化工业、轻化工业等原料的基础产业（全国共有油脂厂3000余家）。能源成本约占油脂企业加工成本的40%，所以节能降耗始终是油脂企业发展的首要问题。变频器是自动控制和节约电能的好装置，尤其在风机、水泵上节电效果大多在30%～50%。 下面将对艾默生变频器在油脂厂的应用情况进行介绍，以期对油脂企业节能降耗和工艺控制提供一些可资借鉴的内容。 1 系统总体构成 以往国内大多数同类变频控制系统中，多采用单一微机监控方案或单一变频器控制方案，这两种方案都具有很大的局限性。在单一微机监控方案中，微机要同时完成数据采集、闭环控制、图形显示、报表打印、数据管理和网络通讯等全部监测任务，风险过于集中。一但微机系统出现任何故障，整个系统有可能立即全部瘫痪，而且，系统可维护性极差。采用单一变频器的控制方案，虽然可以解决系统可靠性、可维护性方面的问题，但难以提供一个完善的人-机对话界面及数据分析和管理系统。这里介绍的系统则充分利用艾默生变频器的网络功能和PID 调节功能，采用微机/ 变频器混合方案，把分布在各个车间内的近30 台变频器，彼此间用RS485总线相连，并由上位机统一进行监控。这样，变频器负责完成数据采集和实时控制功能，而上位机负责完成流程画面显示，变频器各项运行参数的查询、诊断及报警功能。这种先进的交流调速网络，既实现了分散控制又体现了集中管理，具有运行可靠，易于维护的特点。 2 变频器应用控制效果 2.1变频器在油脂厂蒸汽锅炉上的应用 某厂锅炉车间有10t/d蒸汽炉2台，由于用户在选配风机和水泵时都根据工艺要求中出现的最大负荷来确定容量，所以普遍存在"大马拉小车"的现象;而且锅炉的引风机和鼓风机的风量是通过调节风门大小来实现的，造成了大量的电能的浪费;同时其给水泵采用调节阀节流控制，同样有此弊病。变频技术则利用风机和水泵的耗电量与转速的立方成正比，降低转速、大幅度降低其耗电量的原理来进行控制，这样既满足了工艺要求，又节约了大量电能, 见表1 所列。本次改造以其中一台10t/d 炉为对象，对锅炉炉排、鼓风机、引风机及水泵均进行了变频控制，并利用变频器实现了以下三方面的自动控制功能： （1）自动控制蒸汽压力，变频器采集蒸汽压力传感器测量值，利用内置PI调节功能自动对锅炉炉排和鼓风进行同步调节，以维持蒸汽压力的稳定; 实践证明，系统一经投运就收到了显著的经济效益。首先是节能效益，从表1可以看到，应用变频技术后，节能效果都在30%以上，尤其锅炉鼓风节电效果高达52%。 其次是自动控制效益，本系统利用变频器内置的PI调节功能成功实现了三个方面的控制要求。 （1）控制炉膛负压在规定的范围内。以往人工调节时，负压忽大忽小难以掌握，而负压过大则增加漏风损失和排烟损失，增加引风机电耗;负压过小，则炉膛向外喷火，生产不安全且污染环境，采用变频器闭环控制后，引风机的转速自动跟踪炉膛负压的变化，控制精度可达到±5mm（水柱高）。 该系统长期运行统计表明，相对过去日常操作水平，热效率提高5%以上，一台10t的蒸汽锅炉，年运行300天，可节煤300多t，由于采用变频调速技术，平均节电40%左右，不到一年即可收回全部投资。锅炉安装微机自控装置后，提高了运行的可靠性和安全性。另外风煤同步调节，改善了燃烧条件，减少了烟尘排放量，减轻了环境污染，降低了司炉工的劳动强度，工作环境大为改观，确保了蒸汽质量，提高了产品的合格率，使工厂效益显著提高 2.2 变频器在恒压供水装置上的应用 油脂工艺中需要用大量的循环水把蒸发系统中的溶剂气体冷凝下来，以便回收再利用。其中循环水的用量与蒸发状况有关，蒸发量大，需要冷凝的溶剂气体就多，相应的循环水用量就大;蒸发量小，需要冷凝的溶剂气体就少，相应的循环水用量就少。所以油脂厂的用水每时每刻都是随着蒸发状况而变化的，因此如果水泵的流量不加以控制的话，在用水量小时，泵口压力增加，造成严重的能源浪费。 对7.5kW冷水泵进行了改造，通过安装在管网出口处的压力传感器与变频器一起构成一个闭环控制系统，使变频器根据管网压力自动控制流量，保持压力恒定，从而使供水泵在高效节能状态下运行, 见表2。与通常气压给水设备比较，系统可节省占地面积80% 、节省投资40%、节电30%、节水10%以上。本系统投运后，由于供水量均衡，保证了冷凝效果，降低了溶剂消耗。 在油脂厂冷却塔温度控制系统中，需要检测冷却水水温，通过变频器自动控制冷却风扇的转速，达到工艺要求的温度，对15kW的冷却风扇进行了改造，同样达到了节电30%的效果。 2.3 变频器在蒸发工艺流量控制上的应用 在油脂厂蒸发工艺流量控制系统中，需要检测混合油流量，通过变频器自动控制混合油泵转速，保持混合油流量在恒定值上，对5.5kW 的混合油泵进行了改造，代替了传统的气动调节阀并收到了较好效益。 （1）节电效果显著、改造后平均节电40%左右; 2.4 变频器在浸出器配料装置上的应用 油脂的浸出是在浸出器中完成的，进入浸出器的物料流量与溶剂流量应保持一定的比例关系，如果物料流量大，溶剂不渗透，浸出效果差，出油率就低;如果物料流量小，溶剂过剩，给蒸发工序带来困难，并且浪费溶剂。在浸出器进料装置上和溶剂泵上安装变频调速器后，就可以自动控制物料流量和溶剂流量，大大的提高了浸出效果和出油率，为企业带来客观经济效益。 |