DC791直流調速器在建材行業水泥回轉窯中的應用

產品詳情

　　DC791直流調速器在建材行業水泥回轉窯中的應用案例簡介

回轉窯是水泥生產線中的核心設備，水泥的生產工藝就是把經過粉磨配制好的生料，在回轉窯的勻速轉動攪拌及高溫作用下燒成為熟料的工藝過程。因此回轉窯的技術性能和運轉情況，在很大程度上決定著水泥企業產品的質量、產量和成本?！爸灰蟾G轉，就有千千萬”這句民謠就是對水泥生產中回轉窯重要程度的生動描述。

回轉窯是一個筒體橫臥，略帶傾斜的圓筒狀巨大設備，因其工作狀態是做回轉運行，也稱之為“旋窯”。

回轉窯的回轉運動，是促進料在回轉窯內攪拌，使料互相混合、接觸進行反應，窯頭噴煤燃燒產生大量的熱，熱量以火焰的輻射、熱氣的對流、窯磚(窯皮)傳導等方式傳給物料。物料依靠窯筒體的斜度及窯的轉動在窯內向前運動，直至從窯體另一端流出，產成水泥。

因此，窯的運動情況將直接影響水泥產成品的質量和產量，窯的轉速和喂料速度互相配合，并保持一定比例，是提高質量、產量的首要條件?？刂坪驼{節窯的轉速是整個水泥生產工藝的關鍵環節。

　　▲回轉窯窯體（局部）外觀

　　工藝流程

回轉窯的驅動大多采用直流電機，由直流電機通過減速箱傳動，驅動窯體運轉。由于窯體龐大（直徑在3-5米，長度50-70米，重量達幾百至千噸），且窯的工作特性是長期不停的轉動，要求驅動系統應具有啟動力矩大、轉速均勻、平滑無極調速的特性。

　　下圖是回轉窯傳動系統簡圖：

從圖中可以看出，在回轉窯的整個傳動系統中，直流調速器是整個傳動鏈中的驅動源，它控制著直流電機的運轉，并根據生產工藝的要求時時調節電機轉速，控制電機啟停。

直流調速器廠家的性能決定著回轉窯的運行狀況，也決定著水泥生產的質量和產量。

ETD790系列直流調速器作為直流驅動領域的一個新的品牌，其技術性能、設計理念都站在了一個新的高度。采用了32位微處理器為產品核心，全數字控制方式，預測電流環控制算法，速度跟蹤、力矩保持響應快，特別是其大容量產品的推出（可生產4000A的產品），更加符合水泥行業回轉窯驅動的應用要求。

　　應用方案

　　ETD791在回轉窯驅動中的應用

由于回轉窯的轉動是單向的，在ETD產品中791是不可逆的，選擇ETD791應用于回轉窯的驅動中，通過對電壓、電流、速度等參數的設置及模擬量、數字量輸入/輸出的控制，達到回轉窯運行工藝的要求。

我們在淄博某水泥廠二期工程招標中，以ETD產品具有的性能價格比優勢，以完全滿足回轉窯運行要求為保障得以中標。并在實際應用中取得了成功，達到甚至超過其生產工藝中對回轉窯運行的控制要求。

該項目中回轉窯直徑4.2米，長度64米，每小時燒制水泥200多噸，日產5000噸。

所選配電機為：ZSN4-400-092 630KW 電樞電壓：660V 電樞電流：1006A 轉速：1500r/min 勵磁電壓：180V 勵磁電流：24.9A 。

此種型號電機是為水泥行業專門制作，特別適用于水泥回轉窯的運轉特性----啟動時可具有2.5倍的過載能力，保證了較大的啟動力矩。

　　▲回轉窯主驅動電機及減速箱

水泥廠在直流調速系統技術要求中明確規定直流調速器額定輸出電壓660V，電流2400A。且廠方最初的方案為用其他品牌兩臺1200A的調速器并聯使用。我們在得知廠方項目需求后，對其技術要求進行了分析，了解其技術方案制定的初衷，其技術要求的目的在于以下幾點：1、回轉窯的窯體較大，加料后重量達1200噸左右，窯體啟動時所需力矩較大；2、所選用直流電機為水泥行業專用電機，過載能力強，可承載2.5倍過流30秒鐘；3、對直流調速器的性能及過載能力有較高的要求；4、廠方初定用兩臺1200A并聯使用是基于無法提供單臺2400A的產品。

通過將ETD791直流調速器的產品性能、規格、控制方式等各方面與初始方案進行比較，其在回轉窯應用中具有以下優勢：1、ETD791單機容量可到4000A，選用一臺2500A的產品用于此項目中，解決用兩臺1200A并聯使用帶來的控制繁瑣、隱患故障多的缺點；2、ETD791全數字化控制，先進的預測電流環控制算法，速度、電流跟蹤反饋響應快，轉速輸出穩定，完全滿足回轉窯應用要求。3、提供多個數字、模擬接口可方便的與中控系統連接，進行遠程控制。

　　回轉窯的驅動控制方案

回轉窯的運行控制，主要有啟動、停止、速度給定、電樞電壓電流輸出、勵磁電壓電流輸出。其運行中物料在窯內翻滾，造成負載狀況時時變化，但要求轉速波動越小越好。其啟動、停止及運行又與外部其它多個條件互鎖，互鎖關系有：主電機冷卻風機啟停、主電機溫度是否超限、軸承溫度是否超限、潤滑循環油泵啟停等，每一個互鎖點的狀況直接或間接地與窯體的啟停及運行相關聯。

在調速器的外圍增加PLC控制方式，將外部關聯項與ETD791調速器的啟停、運行、速度給定等通過PLC轉換連接，完成互鎖及關聯關系。通過PLC完成與中央控制部分的連接，實現遠程控制的功能。

　　控制原理圖：

　　ETD791運行狀況測定

在整套控制系統制作安裝完成后，分步對回轉窯的運行進行了調試測定，首先窯內不投料，做空窯啟停、運行測試，空窯自重約800噸，按照電機參數及調速器標稱值對相關參數進行設定后，啟動非常順利，測定啟動時最大電流720A，窯體轉動后，電流降至320-350A，速度調節亦非常正常，反復啟、停試驗，均無異常情況出現。而后對調速器做了自整定設定，空窯測試成功通過。第二部進入投料試車階段，按照生產工藝要求，投料運行后，窯體重量將增加到1200噸，調速器必須滿足全載狀況下的啟動運行，開始試車前，將電流環參數進行了調整，將最大電流限幅調至1200A，試車過程中，有時啟動較為順利，有時卻啟動不成功，分析原因是由于窯內物料翻滾運動，造成機械窯體轉動時受力不均勻，有時所需啟動力矩小些，而有時所需啟動力矩又大些，當需要力矩大些時，啟動電流受1200A限幅限制不能繼續增加，導致啟動不成功。

　　我們對電流限幅又進行了調整，增至1500A，啟動非常順利，這樣基本解決了啟動所需力矩問題。通過多次啟動試驗，并對啟動電流進行了測量，有時啟動電流超過1400A，為了更好的保證以后使用中不再出現啟動不成功的現象，我們將電流限幅調整到1800A。隨后又對轉速穩定性進行調試測定，由于窯內物料隨窯體轉動而翻滾和移動，造成窯體轉動時所需力矩不穩，電流波動最大時超過200A，轉速亦有90轉的波動。為了增加轉速的穩定性，對調速器35、36號參數進行調整，逐步加大參數值，最終將其SI value值分別增至2000、900，轉速基本穩定在15轉波動范圍內，比工藝要求的30轉波動范圍縮小了一倍，完全滿足了生產工藝要求。