英威騰Goodrive5000系列高壓變頻器在糖廠(chǎng)的應用

摘   要：本文介紹了英威騰Goodrive5000系列高壓矢量變頻器在糖廠(chǎng)一組壓榨機組（即喂料機及壓榨機）上的應用，分別從制糖工藝流程的改進(jìn)、產(chǎn)量的提高及實(shí)際節電情況三方面來(lái)說(shuō)明變頻器在制糖廠(chǎng)壓榨機及喂料機上改造的可行性和經(jīng)濟性。

關(guān)鍵詞：Goodrive5000高壓矢量變頻器、壓榨機、喂料機

1.引言

甘蔗制糖工序一般由提汁、清凈、蒸發(fā)、結晶、分蜜和干燥構成。其中提汁是整個(gè)過(guò)程中重要環(huán)節?，F在糖廠(chǎng)普遍使用的甘蔗提汁方法是壓榨法。此方法具有處理甘蔗能力適應性強、技術(shù)管理方便和運行可靠等優(yōu)點(diǎn)。

壓榨提汁的原理主要是將甘蔗斬切成絲狀與片狀的蔗料，通過(guò)喂料機入壓榨機，使充滿(mǎn)蔗汁的甘蔗細胞的細胞壁受到壓榨機輥的壓力而破裂，蔗料被壓縮，細胞被壓扁的同時(shí)排出蔗汁；借助于滲浸系統將從壓榨機排出、開(kāi)始膨脹的蔗渣進(jìn)行加水或稀汁滲浸，以稀釋細胞內的糖分，提取更多的蔗汁。

壓榨機是壓榨法提取甘蔗汁的重要設備。衡量提糖效率用糖分抽出率表示，其定義為從甘蔗中已被提取的蔗糖對甘蔗中蔗糖的質(zhì)量百分數。一般甘蔗糖廠(chǎng)糖分抽出率在92～97％之間。在壓榨過(guò)程中，影響壓榨糖分抽出率的因素有許多。 其中喂料及壓榨過(guò)程中，一直是采用傳統的方式即工頻驅動(dòng)恒速運行，從撕解機輸送過(guò)來(lái)的蔗層有大約10%的時(shí)間厚度會(huì )達不到要求，這樣會(huì )使糖分的平均抽出率偏低。糖分抽出率越低說(shuō)明蔗汁流失越大，從而導致產(chǎn)量變低。并且如果出現蔗層太多時(shí)，壓榨機容易卡死，需要停機除渣，嚴重影響生產(chǎn)。當對壓榨機進(jìn)行轉速調節后，蔗層厚度不夠時(shí)通過(guò)降低壓榨機電動(dòng)機轉速，使蔗層達到正常厚度后再進(jìn)行壓榨，這樣壓榨會(huì )比較充分，平均抽出率將可提高0.2%以上，同時(shí)由于轉速降低，電流下降從而達到節能省電的目的。

2.工況分析

通過(guò)近幾年技術(shù)改造，生產(chǎn)能力達到30000噸/日，年產(chǎn)量可達到400萬(wàn)噸以上?，F場(chǎng)需要改造的一條壓榨生產(chǎn)線(xiàn)，分為5級壓榨，該壓榨生產(chǎn)線(xiàn)如下圖示：

圖1 該糖廠(chǎng)壓榨線(xiàn)圖示

現場(chǎng)變頻器改造的是壓榨生產(chǎn)線(xiàn)的第三個(gè)壓榨機組（一臺喂料機和一臺壓榨機）。改造前：喂料機和壓榨機都采用工頻驅動(dòng)，由于頻率及轉速固定，糖分抽出率不高，無(wú)法調節壓榨機組運行速度，消耗電能大，并且容易出現卡住現象。所以現場(chǎng)改造為變頻器調節的方式。異步電機的詳細參數見(jiàn)下表：

表1 喂料機及壓榨機電機參數表

現場(chǎng)圖片如下：

圖2 壓榨線(xiàn)全貌圖示

 圖3 3號喂料機及壓榨機圖片

3.系統選型配置

根據現場(chǎng)需要，喂料機及壓榨機變頻驅動(dòng)系統由變壓器柜、功率單元柜和控制柜組成。在控制柜面板上設有本地/遠程按鈕、急停按鈕、工/變頻指示燈等。

現場(chǎng)采用的是深圳市英威騰電氣有限公司生產(chǎn)制造的GD5000系列高壓變頻器，變頻調速系統在現場(chǎng)運行時(shí)，其運行頻率設定的方法采用的遠程操作臺進(jìn)行系統狀態(tài)的監控或壓榨機運行速度給定，電控室的值班人可以很方便地根據生產(chǎn)需求調節壓榨機的速度，對提供生產(chǎn)效率提供了有力的條件。

表2 變頻器配置表

現場(chǎng)使用圖示：

圖4 現場(chǎng)變頻器圖示

4.改造效果

改造投產(chǎn)以后，具備以下優(yōu)點(diǎn)：

● 對電機不產(chǎn)生諧波污染，有效降低了電機的發(fā)熱量。

● 轉矩脈沖很低，不會(huì )導致電機等機械設備的共振，同時(shí)也減少了傳動(dòng)機構的磨損。
● 減少了壓榨機組因蔗層太厚，壓榨機卡住，導致停線(xiàn)的現象。

同時(shí)增加了經(jīng)濟效益：

  -根據測算，平均抽出率可提高0.2%以上，現在保守估計抽出率提高0.1%，按年榨100萬(wàn)噸甘蔗，糖份13.5%，煮收率86%來(lái)計算：每個(gè)榨季多產(chǎn)糖100萬(wàn)噸＊13.5%＊0.1%＊86%=116.1噸 ，按2000元/噸糖計：116.1噸＊2000元/噸=23.2萬(wàn)元 ，使企業(yè)每個(gè)榨季多創(chuàng )收23.2萬(wàn)元；
● 節電

 -單個(gè)榨汁機組裝機裝機容量是為1500KW+700KW=2200kW，根據測算，改造后噸蔗耗電量從原來(lái)的35.22度下降到33.5度，已達到此類(lèi)規模配置糖廠(chǎng)的正常能耗。每榨1噸甘蔗耗電減少1.72度，按年榨100萬(wàn)噸蔗計算：每年節電：100萬(wàn)噸＊1.72度/噸=172萬(wàn)度。按0.4元/度計算：172萬(wàn)度＊0.4元/度=68.8萬(wàn)元；
● 減少了維修停工損失，節省了大量的維修費用。

5.結束語(yǔ)

對于壓榨法制糖，采用交流變頻改造后不但能改善工藝流程、提高生產(chǎn)效率；還能提高糖分抽出率、增加產(chǎn)量；同時(shí)具有可觀(guān)的節能效果、減少能源浪費?，F場(chǎng)運行良好，得到了客戶(hù)的肯定與認可，值得全面推廣。

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