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變頻器在造紙機(jī)械中的應(yīng)用

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-10-21     來源:[標(biāo)簽:出處]     作者:[標(biāo)簽:作者]     瀏覽次數(shù):127
核心提示:

  中國造紙工業(yè)有效生產(chǎn)能力自1990年以來,特別是自1995年以來一直在持續(xù)增長。到2002年底為止,我國有4000多個造紙廠,其中規(guī)模以上的有 2600多家。2002年的總產(chǎn)量達(dá)到了3780萬噸。在今后的1-2年中,還將會有近1000萬噸的新增生產(chǎn)能力。目前的新增紙機(jī)的傳動設(shè)備已經(jīng)有 80%以上采用交流傳動變頻器。目前在紙機(jī)分部傳動上使用的變頻器必須能同時具備以下特點(diǎn):

 。1)調(diào)速范圍寬,在全速度范圍內(nèi),效率必須在90%以上;
  (2)功率因數(shù)高于0.9以上;
  (3)輸入諧波電流總失真小于3%;
  (4)采用可靠性高、技術(shù)成熟的標(biāo)準(zhǔn)器件IGBT。
 。5)能減少輸出諧波分量并有效降低dv/dt噪音和轉(zhuǎn)矩脈動的效果。
 。6)能接入編碼器,并要求啟動力矩大。

  (一)、造紙機(jī)變頻改造的前景和分析。

  據(jù)有關(guān)方面統(tǒng)計,我國擁有3780多萬噸生產(chǎn)能力,單機(jī)生產(chǎn)能力在5萬噸以上以及紙板機(jī)生產(chǎn)能力在10萬噸以上的不足三分之一,尚有三分之二以上的生產(chǎn)能力需要投入巨資改造,其中至少三分之一的紙機(jī)需要部分部更換原來的傳動部分(包括機(jī)械齒輪箱和電機(jī)傳動),以提高車速或降低能耗。

  我國造紙機(jī)分部傳動設(shè)備,以前采用SCR直流調(diào)速方式,由于存在滑環(huán)和炭刷造成可靠性和精度不高,從而導(dǎo)致紙機(jī)的機(jī)械落后,最高車速也只有 200m/min左右,很難同國外的1000m/min的高速紙機(jī)相比。造紙是一個連續(xù)生產(chǎn)的過程,因此生產(chǎn)線的連續(xù)和有序控制成為了制約成品紙質(zhì)量和產(chǎn)量的瓶頸。直流調(diào)速系統(tǒng)在紙機(jī)的發(fā)展史上占有重要的地位,但由于直流電機(jī)存在維護(hù)難、抗環(huán)境能力差,主要表現(xiàn)如下:

 。1)整流子磨損嚴(yán)重,燒毀整流子的故障,導(dǎo)致停機(jī)時間長;
 。2)直流電機(jī)維修困難多,要求高,修理費(fèi)用也高;
 。3)測速發(fā)電機(jī)易磨損,造成傳動系統(tǒng)精度低;
  (4)直流調(diào)速控制系統(tǒng)復(fù)雜,調(diào)試?yán)щy,一般技工很難調(diào)出好的機(jī)器。

  交流變頻調(diào)速技術(shù)以其卓越的調(diào)速性能,顯著的節(jié)電以及在國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的廣泛適用性,而被公認(rèn)為是一種最有前途的交流調(diào)速方式。它不但具有直流電機(jī)優(yōu)良的調(diào)速性能,同時具有交流電機(jī)簡單、可靠,因而逐漸被廣泛應(yīng)用由此看來,造紙機(jī)分部傳動機(jī)械的變頻化已是大勢所趨。

  造紙機(jī)傳動的變頻改造有非常好的效果,如從工藝上改善紙品、增加產(chǎn)能、降低能耗、延長停機(jī)檢修周期。

  以某廠改造一臺長網(wǎng)紙機(jī)為例,它有兩個分部:一個是烘缸(干部),一個是網(wǎng)部(濕部)。根據(jù)工藝要求抄紙速度為20-100m/min,紙頁定量為 9-30g/m2。一般紙機(jī)的傳動精度要求達(dá)到1-3‰,由于速度變化范圍大,最低定量為9g/m2,要求紙機(jī)的傳動精度更高。因此,選擇紙機(jī)的傳動控制方案閉環(huán)系統(tǒng)。

  (二)、節(jié)能效益分析

  根據(jù)該廠改造前和改造后紙機(jī)能耗對比,如下:
  改造前的電功率:90米的車速P90=74A×180V+3×220=13980W=13.98kW(直流傳動)
  按一年生產(chǎn)300天計:整機(jī)用電=300×24×13.98=100656(kWh)
  改造后的電功率:90米的車速P90=1.732×16A×380V=10530W=10.53(kW)(變頻傳動)
  整機(jī)用電=300×24×10.53=75816(kWh)
  全年可節(jié)電=100656-75816=24840(kWh)
  由此可以得出應(yīng)用變頻器后實(shí)際節(jié)能為:25%

  (三)、工藝效益分析

  ①紙機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)率提高:27%以上(由月平均產(chǎn)量得到,已排除其他因素)可增產(chǎn)值:
  ②成品率提高:1.6%

  綜上所述,采用變頻器后提高紙機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)性能,進(jìn)一步提高了經(jīng)濟(jì)效率。

  (四)造紙附屬設(shè)備的變頻器應(yīng)用分析

  造紙機(jī)的輔助設(shè)施包括以下幾個系統(tǒng):供漿系統(tǒng)、白水系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、化學(xué)品制備及傳送系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)等。為了使造紙機(jī)能夠連續(xù)均衡地運(yùn)轉(zhuǎn),它的輔助設(shè)施能力,一般應(yīng)超過造紙機(jī)的最大生產(chǎn)能力的15%-30%,這將存在具大的能量損耗。

  供漿系統(tǒng)的變頻應(yīng)用存在具大的能量損耗。供漿系統(tǒng)必須滿足下列幾個條件:

 。1)向造紙機(jī)輸送的漿料要穩(wěn)定,誤差不能超過±5%;
  (2)漿料的配比和濃度要穩(wěn)

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