油脂工業(yè)是人們必需的食品工業(yè)之一,也是提供其它食品工業(yè)、日化工業(yè)、輕化工業(yè)等原料的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)(全國共有油脂廠3000余家)。能源成本約占油脂企業(yè)加工成本的40%,所以節(jié)能降耗始終是油脂企業(yè)發(fā)展的首要問題。變頻器是自動控制和節(jié)約電能的好裝置,尤其在風(fēng)機、水泵上節(jié)電效果大多在30%~50%。
下面將對***變頻器在油脂廠的應(yīng)用情況進行介紹,以期對油脂企業(yè)節(jié)能降耗和工藝控制提供一些可資借鑒的內(nèi)容。
一、系統(tǒng)總體構(gòu)成
以往國內(nèi)大多數(shù)同類變頻控制系統(tǒng)中,多采用單一微機監(jiān)控方案或單一變頻器控制方案,這兩種方案都具有很大的局限性。在單一微機監(jiān)控方案中,微機要同時完成數(shù)據(jù)采集、閉環(huán)控制、圖形顯示、報表打印、數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡(luò)通訊等全部監(jiān)測任務(wù),風(fēng)險過于集中。一但微機系統(tǒng)出現(xiàn)任何故障,整個系統(tǒng)有可能立即全部癱瘓,而且,系統(tǒng)可維護性極差。采用單一變頻器的控制方案,雖然可以解決系統(tǒng)可靠性、可維護性方面的問題,但難以提供一個完善的人-機對話界面及數(shù)據(jù)分析和管理系統(tǒng)。這里介紹的系統(tǒng)則充分利用***變頻器的網(wǎng)絡(luò)功能和PID 調(diào)節(jié)功能,采用微機/ 變頻器混合方案,把分布在各個車間內(nèi)的近30 臺變頻器,彼此間用RS485總線相連,并由上位機統(tǒng)一進行監(jiān)控。這樣,變頻器負責(zé)完成數(shù)據(jù)采集和實時控制功能,而上位機負責(zé)完成流程畫面顯示,變頻器各項運行參數(shù)的查詢、診斷及報警功能。這種先進的交流調(diào)速網(wǎng)絡(luò),既實現(xiàn)了分散控制又體現(xiàn)了集中管理,具有運行可靠,易于維護的特點。
二、變頻器應(yīng)用控制效果
1、變頻器在油脂廠蒸汽鍋爐上的應(yīng)用
某廠鍋爐車間有10t/d蒸汽爐2臺,由于用戶在選配風(fēng)機和水泵時都根據(jù)工藝要求中出現(xiàn)的最大負荷來確定容量,所以普遍存在"大馬拉小車"的現(xiàn)象;而且鍋爐的引風(fēng)機和鼓風(fēng)機的風(fēng)量是通過調(diào)節(jié)風(fēng)門大小來實現(xiàn)的,造成了大量的電能的浪費;同時其給水泵采用調(diào)節(jié)閥節(jié)流控制,同樣有此弊*。變頻技術(shù)則利用風(fēng)機和水泵的耗電量與轉(zhuǎn)速的立方成正比,降低轉(zhuǎn)速、大幅度降低其耗電量的原理來進行控制,這樣既滿足了工藝要求,又節(jié)約了大量電能, 見表1 所列。本次改造以其中一臺10t/d 爐為對象,對鍋爐爐排、鼓風(fēng)機、引風(fēng)機及水泵均進行了變頻控制,并利用變頻器實現(xiàn)了以下三方面的自動控制功能:
1.1自動控制蒸汽壓力,變頻器采集蒸汽壓力傳感器測量值,利用內(nèi)置PI調(diào)節(jié)功能自動對鍋爐爐排和鼓風(fēng)進行同步調(diào)節(jié),以維持蒸汽壓力的穩(wěn)定;
1.2自動控制爐膛負壓,變頻器采集爐膛負壓傳感器測量值,利用內(nèi)置的PI調(diào)節(jié)功能自動對鍋爐引風(fēng)機轉(zhuǎn)速進行控制,以維持爐膛負壓的穩(wěn)定;
1.3自動控制汽包液位,變頻器采集汽包液位傳感器測量值,利用內(nèi)置PI調(diào)節(jié)功能自動對鍋爐給水泵轉(zhuǎn)速進行控制,以維持汽包水位的穩(wěn)定。
實踐證明,系統(tǒng)一經(jīng)投運就收到了顯著的經(jīng)濟效益。首先是節(jié)能效益,從表1可以看到,應(yīng)用變頻技術(shù)后,節(jié)能效果都在30%以上,尤其鍋爐鼓風(fēng)節(jié)電效果高達52%。
其次是自動控制效益,本系統(tǒng)利用變頻器內(nèi)置的PI調(diào)節(jié)功能成功實現(xiàn)了三個方面的控制要求。
1.4控制爐膛負壓在規(guī)定的范圍內(nèi)。以往人工調(diào)節(jié)時,負壓忽大忽小難以掌握,而負壓過大則增加漏風(fēng)損失和排煙損失,增加引風(fēng)機電耗;負壓過小,則爐膛向外噴火,生產(chǎn)不安全且污染環(huán)境,采用變頻器閉環(huán)控制后,引風(fēng)機的轉(zhuǎn)速自動跟蹤爐膛負壓的變化,控制精度可達到±
1.5控制蒸汽壓力在規(guī)定范圍內(nèi)。蒸汽壓力是控制系統(tǒng)的核心,蒸汽壓力波動過大,直接影響各用汽車間生產(chǎn)。采用變頻器閉環(huán)控制后,爐排和鼓風(fēng)轉(zhuǎn)速自動跟蹤蒸汽壓力的變化,控制精度可達到±0.05MPa。
1.6控制汽包水位在中水位附近。水位直接影響蒸發(fā)效果和鍋爐安全,水位過高,蒸汽含水率大,直接影響產(chǎn)品質(zhì)量,水位過低,直接威脅鍋爐安全,采用變頻器閉環(huán)控制后,給水泵的轉(zhuǎn)速自動跟蹤汽包液位的變化,控制精度可達到±