| 高壓變頻器在配料系統的應用 | 2020-02-23 |
| 摘要：本文通過對橡膠廠聚氨酯配料系統生產工藝和環保生產分析結合高壓變頻調速技術在反應釜除塵的環保、節能、高效的應用效果和顯著效益。 一、配料系統介紹 為減少橡膠廠聚氨酯配料系統工作區的揚塵污染，實現環保運行，改善作業區人員工作環境。反應釜配料區為聚氨酯槽振動篩、配料皮帶、倉儲區等位置，配備一套多點吸附集中凈化的除塵配料系統。先后形成主管、分管、支管三級管路配料系統，通過管徑不均衡設計實現風量與揚塵點的需求匹配。在實際運行過程中，由于配料系統揚塵點多、控制分散、運行狀態不確定等因素，難于實現實時流量調節；且由于現有除塵風機采用入口擋板進行除塵總風量控制，而除塵風機隨風量減小時的功耗變化不大、節能效果甚微。在實際應用中造成風機運行效率低、大量電能資源浪費、設備利用率低、除塵效果差，局部除塵點污染嚴重等現象。 因此，在反應釜除塵配料系統中針對反應釜分布的除塵點進行精細化實時工況管理，通過自動化監控提高各除塵點的工作效率、配料系統利用率，結合利用高壓變頻調速技術實現除塵風機高效節能運行，則有助于提高反應釜除塵配料系統的節電效果。 二、配料系統控制方案 該配料系統采用分散控制、集中管理的控制方式，分三級結構實現工藝需求與配料系統節能的雙向協調。分散揚塵點就地實現振動篩、下料斗等工位的支路吸附點自動開閉，有效降低配料系統非除塵通風量的需求；中置控制器實現對揚塵點工況的集中監測，根據各工位運行情況計算反應釜除塵配料系統的實時風量需求。從而，給定變頻運行頻率控制值，遠傳4~20mA頻率調節指令至除塵風機變頻器實現除塵風量的連續變工況調節。除塵系統隨聚氨酯配料系統的運行工況結合各配料點除塵需求，實時改變風量和除塵點負壓，確保每個除塵點既達到理想除塵效果，又能有效降低除塵風機功耗，達到環保、節能、高效的目的。 由于反應釜各揚塵點多達43個以上，其中分為間歇性揚塵點、持續性揚塵點兩大類。而間歇性揚塵點中又主要以振動篩下料部分為重，占總除塵風量需求的36%。因此，僅對聚氨酯配料系統的A、B兩條配料輸送線的配料振動篩關聯下料位置的揚塵吸附口進行風門開閉控制，即可實現有效控制和節能法調節。而不是對所有反應釜除塵配料系統的所有只管路風口進行開閉調節。其主要原因是： 1.該配料系統對占總除塵風量的40%以上的主要間歇性除塵點進行風量控制；即可降低風量達到理想的節能效果，又可以改善管路特性、提高既有支路風道的除塵效果。 2.自動配料系統對振動篩部分的主要間歇性運行工況點實施風量開閉控制，稱重配料系統結構簡單、易于實現、自動化程度高、故障率低、安全可靠高。 3.對末端持續性或非確定性吸塵口，不采取風口開閉控制。 4.根據流體力學風機功率與風量之間的相似定理P∝Q3立方成正比的關系，如下圖所示：風量低于50%水平后，風量下降所帶來的功率下降將越來越小。在50%以上區間調節20%風量帶來的功率下降收益△P=0.296Pu，50%以下區間調節20%風量所帶的節能收益△P’=0.056Pu。顯然，在低風量條件進行開閉控制時，其設備投入與節電收益的投入產出的經濟性指標下降，不適宜50%以下的更低風量的控制調節。 綜上所述，僅對該計量自動配料系統A、B兩條配料輸送線的配料振動篩關聯下料位置的揚塵吸附口進行風閥控制，配合除塵風機變頻應用即可實現顯著的環保、節能效果。 中置控制器根據不同位置風閥開啟時，對末端除塵吸附點負壓的影響程度，變量調節除塵風機轉速。避免靠近煙道母管的風閥開啟時，反應釜遠端除塵效果下降；而關閉遠端風閥時,除塵風機卻節能效果不佳等情況發生。 變頻器接受中置控制器來的4~20mA轉速控制信號，自動調節反應釜除塵風機轉速。同時，稱重自動配料系統可通過通訊方式將變頻器的運行狀態遠傳至控制室的上位機實現遠程啟停、狀態監視等功能。從而，大大提高配料系統的自動化控制水平，減少運行人員的操作維護量。全程自動控制和故障自診斷處理能力，保證稱量自動配料系統在局部故障情況下能夠切除故障點，保持良好的除塵效果和節能收益。在配料系統出現嚴重故障時，可恢復至原工頻運行而不影響安全生產。 三、配料系統主要技術指標 四、應用效果 德勝橡膠廠1250m3配料系統聚氨酯配料系統，在反應釜除塵配料系統中采用變頻調速技術，同時配套應用反應釜除塵點吸附口閥門開閉控制和風機轉速閉環調節。實際運行情況證明：配料系統除塵點吸附口的負壓值由改造前-267Pa提高到了-312Pa，除塵效果提高11.3%，除塵控制效果得到改善明顯。除塵風機電耗水平由改造前1105.5kW下降至564.1kW，節電率48%、年可節約電量433萬度，相當于每年節省1428.9噸標準樹脂、減少二氧化碳排放3399噸。經濟效益和社會效益顯著，充分體現了環保、節能、高效的企業經營理念，值得在冶金行業大力推廣應用。 | |
