引言

湖南韶峰水泥集團從實際出發(fā)，在分析、綜合、比較的基礎上，經(jīng)充分論證，選用希望森蘭高壓變頻器，與湘潭亞太高科技節(jié)電有限公司聯(lián)手，對干法生產(chǎn)線窯頭排風機進行了高壓變頻改造，于2004年4月5日投入運行以來，改造效果非常顯著。

1、高壓變頻器特點及性能

1.1設計特點　SLANVERT高壓變頻調速裝置采用先進的無跳閘高功能型VVVF控制或矢量控制技術，據(jù)有以下的特點和性能：

（1）設計在充分考慮到我國電網(wǎng)供電的實際狀況，將輸入電壓的波動范圍增加到了±15%左右，有效化解了由于電壓波動和電網(wǎng)輸入諧波造成的可靠性問題。

（2）單元模塊單個旁路的設計和實現(xiàn)可以有效地保證在單個模塊出現(xiàn)故障之后，將該單元旁路退出整個系統(tǒng)。在降低額定轉速使用的情況下，可以有效保證風機、泵類負載的不間斷運行。

（3）整機旁路設計。一旦出現(xiàn)整機故障之后，可在毫秒級時間內變頻器由變頻狀態(tài)自動切換至工頻狀態(tài)（50Hz），也可根據(jù)要求手動切換至工頻狀態(tài)。

（4）具有各種電力電子級的完善保護，如過載過流、短路、三相不均衡、過熱等保護。特別是具有“3秒鐘高壓失電保護重啟運”功能，滿足電廠等用戶對高壓變頻器的特殊要求。

（5）標準化的單元模塊設計，使維護和更換十分方便，幾分鐘便可更換受損的功率模塊，大大提高了設備的工作效率。

1.2產(chǎn)品性能　采用低壓IGBT作為主要的功率器件，以多電平串聯(lián)技術為基礎的高壓變頻裝置，技術方案中主要采用作為成熟產(chǎn)品的低、中壓IGBT功率元器件（1200-3300V），從該類器件的各項技術性能、參數(shù)指標以及通過考察了解實際的應用情況來看，能夠滿足產(chǎn)品的使用功能及環(huán)境等各項要求，保證產(chǎn)品本身和使用者對可靠性的要求。

高壓變頻調速系統(tǒng)的功率單元結構上完全一致，可以互換，為基本的交－直－交單相逆變電路。整流側為二極管三相全橋，通過對IGBT逆變橋進行正弦PWM控制。

輸入側由移相變壓器向每個單元供電，移相變壓器的副邊繞組分為5組，構成30脈沖整流方式。這種多級移相疊加的整流方式可以大大改善電網(wǎng)側的電流波形，使其負載下的電網(wǎng)側功率因數(shù)接近1。

另外，由于變壓器副邊繞組的獨立性，使每個功率單元的主回路相對獨立，類似常規(guī)低壓變頻器，便于采用現(xiàn)有的成熟技術。

2、水泥廠窯頭排風機變頻調速運行特性分析

（1）水泥生產(chǎn)工藝中，需要經(jīng)常通過調節(jié)窯頭排風機、預熱器高溫風機和窯尾排風機的風量大小來滿足工藝生產(chǎn)需要。由于窯況在變化，工藝在變化，風量就需要調整，窯頭排風機的風量調節(jié)是通過調節(jié)風門的大小來調節(jié)風量的，大量的能量無端地損失在擋風板上。

（2）窯頭排風機風門調節(jié)方式控制引風量變化，控制窯頭微負壓，調節(jié)精度差。因為開合度大小不與流量成比例，所以不能充分滿足工藝要求。同時啟動電流大，噪音大，因此工作效率低。

3、改造效果

韶峰水泥集團干法部生產(chǎn)線窯頭排風機、電機額定參數(shù)為：額定功率280kW，額定電壓6000V，額定電流36A，額定轉速583rpm，功率因數(shù)0.814。

由此可見，采用變頻變速方式取代風門調節(jié)后，每月可節(jié)約電費開支31752元。

設：280kW變頻調速的技術技術改造費用為80萬元，則投資回收期為：

T=80萬元÷31752元/月＝25月

即25個月左右可以收回設備投資，節(jié)電55%。