普傳變頻器在中纖板廠改造設計方案

密度纖維板是利用小徑材、次材、枝椏材及木材加工剩餘物、甘蔗渣等經過膠粘熱壓而成為傢具、建築、裝飾的板材。由於近年來受國家政策保護及市場前景看好的影響，我國的中纖板、高纖板、硬質板生產發展很快，僅廣西就有梧州興業、崇左、柳州、昭平、欽廉林場等中纖板廠等20多家企業。年產值達100萬萬立方米左右。我國板機生產有上海人造板機器廠有限公司、沈重機械集團公司、西北板機廠等近80家企業。專家近期預測我國人 造板業在未來的３～５年間仍將是一個發展高峰。

本次改造的企業為柳州某中纖板廠，使用設備為上海人造板機器廠生產的年產50000m3MDF生產線（日產中密度纖維板：180 m3）。該廠生產的產品是：中密度纖維板；成品規格：2440×1220 mm；厚度： 6～22 mm；產品容重：680～880 kg/ m3。本期改造容量1500kw。項目性質：投資方投資，合同規定5年中從節電款中按比例提取。

一、生產工藝

中纖板生產工藝是一個很成熟的工藝，其大多生產廠都按該工藝生產。將原料從料倉取出，放在上料運輸台上——金屬探測器——皮帶運輸機——原料送入削片機——切削成合格木片——削好的木片經下料斗——皮帶運輸機——三層木片篩——皮帶運輸機——定量料倉儲存——螺旋出料器-——皮帶運輸機——斗式提升機——熱磨房頂部——皮帶運輸機——除鐵器——正反轉皮帶運輸機——熱磨預熱料倉——熱磨預熱——振動出料器——熱磨機進料螺旋——形成木塞——立式預熱缸——撥料器——螺旋運輸機——磨盤——噴石蠟——磨成纖維——排料閥——噴膠裝置——乾燥機——風送系統——纖維料倉——氣流擺動式成型機——曲拆管——擺嘴——特殊編織的成型帶——掃平輥——預壓機——縱切——橫截——成單張板坯——裝板機——多層熱壓機——卸板機——涼板機——縱切——橫截——中間庫存放——將砂板用叉車放在輥台——送入液壓升降台——推板器——砂光機進料輥台——六頭定厚寬頻砂光機——毛邊板砂去預固化層——達到要求的厚度及光潔表面——出板運輸機——成品板送至液壓升降台上堆放——堆置到一定高度——叉車取走——成品板檢驗——分等——打包入庫

下圖是該工藝的流程圖

關鍵設備是多層熱壓機外形尺寸：6200×8400×15910mm;

壓機地面以上高度：9260mm 重量:430000kg 層數: 12層

二、  改造方案概述

l  改造方案的目的——提高產品質量，降低能耗，改善工作環境。

l  改造方案——該項目生產線設備裝機總容量約4500kw；鍋爐工程設備裝機總容量約500kw。用氣量約24t/h。年耗電量約1420*104kwh。本次改造選取了約1500kw的節能效果較明顯的負載作為投資項目，進行改造。其中油泵6台、300kw；採用PLC控制。熱油循環泵6台、150kw；採用油溫信號用PI7000的PID調節、控制電機轉速。其餘為傳送風機、鍋爐引風風機等，採用控制盒直接由操作人員控制風機轉速。

l  方案實施——根據實際情況在每台電機控制櫃附近安裝變頻器及新控制櫃。操作盒安裝在控制台上，以便工作人員操作。在每組系統前安裝電錶及計時器，以便檢測用電量和工作時間。

三、可行性分析

生產過程所需的各種物理量，如氣壓、溫度、油壓、鍋爐燃燒所需要的風量，都在隨生產過程的變化而變化，保持一些物理量的恆定，或使一些物理量按生產過程的需要而變化，就成了電控系統的最終目標。為了達到這一目標，空壓機、油泵、水泵、抽風機、鼓風機配備的電機功率都是按生產過程最大的需求量而配置的，這就存在一種匹配的功率與生產過程實際需要的功率不對應的矛盾，當生產過程需要某種物理量大時，電機的最大配置剛好匹配，而當生產過程需要某種物理量小時，電機的最大配置就是一種浪費，但這種浪費又是不可避免的，隨著變頻技術和數控技術的高速發展，避免這種浪費已成為可能，即電機的功率隨生產現場物理量的變化而變化，改變電機轉速使其軸輸出功率隨生產現場物理量的變化而變化，從而達到節能降耗的目的

3.1  改造項目

3.2  電動機的運行特性
由電動機本身的特性知，電動機的轉速與其工作電壓的頻率成正比，其軸輸出功率與頻率的關係見下表：

3.3  空壓機的運行特性

空氣壓縮機是利用電能將空氣壓縮，使之做為一種動力源的設備，作為動力源的壓縮空氣通常都有一個相對穩定的壓力，這樣才能使壓縮空氣作為一種穩定動力源來推動氣動設備。壓縮空氣系統有著穩定、靜音、無火花、無現場污染等特性，受到很多行業的歡迎。

目前國內常見的有活塞式空壓機、鏍桿式空壓機、離心式空壓機。不論工作方式如何，空壓機單位時間內產氣量是一定的，而實際的用氣量則隨著生產的變化而變化。為克服這種供需矛盾，適應生產的需要，傳統的空壓機都是採用兩點式控制（大中型為上、下限壓力控制）或啟停式控制（小型空壓機）

當壓縮氣缸內壓力達到設定值上限值時，大中型空壓機是通過本身的氣壓或油壓關閉進氣閥，進入無空氣壓縮的空載運行狀態，小型空壓機則停機，當壓力下降到設定值的下限時，大中型空壓機則打開進氣閥，進入壓縮空氣運行狀態，小型空壓機則重新啟動當壓縮氣缸內壓力達到設定值上限值時，大中型空壓機是通過本身的氣壓或油壓關閉進氣閥，進入無空氣壓縮的空載運行狀態，小型空壓機則停機，當壓力下降到設定值的下限時，大中型空壓機則打開進氣閥，進入壓縮空氣運行狀態，小型空壓機則重新啟動。

如上圖示，正常工作情況下，空氣從過濾器按箭頭所指方向由一級壓縮到緩衝缸如上圖示，正常工作情況下，空氣從過濾器按箭頭所指方向由一級壓縮到緩衝缸到二級壓縮（對於一級壓縮的壓縮機不存在），再到冷凝器被壓縮到儲氣罐中，空壓機各點檢測（包括壓縮空氣溫度、壓力、鏍桿溫度、冷卻水壓力，溫度和油壓、油溫等）的信號均送到主機電腦進行處理，當空壓機出口壓力達到設定值的上限時，通過油壓分路器閥關閉進氣閥，同時打開內循環管路，作自循環運行，此時用氣單位繼續用氣，當壓力下降到設定值的下限時，油壓分路閥關閉循環管路，打開進氣閥，空氣由經過濾器經一級壓縮，緩衝缸、二級壓縮、冷凝器壓縮到儲氣罐中。

空壓機傳統的起動方式（Y-△、自藕降壓等）和在載入卸載時產生的衝擊電流對電網供配電設備及鏍桿都會造成很大的衝擊，且電能浪費嚴重。

空壓機的電動機無論是在帶負荷，還是空載，都是以全速方式投入運行的。帶負荷運行時在壓縮空氣，作有用功，而空載運行時則純屬浪費電能，但空載運行又是不可缺少的，否則會造成電機的頻繁啟動，節省不了電能，還對電機構成損傷（尤其是功率大的電機），且由於電機啟動過程的延滯，下降的氣壓得不到即時補充，使系統氣壓不穩定，這也是活式空壓機發展到桿式空壓機的原因。空壓機變頻節能改造是用壓力感測器對儲氣罐的氣壓進行採樣，轉換成電信號後送至變頻器，變頻器將該信號處理后通過主板CPU與設定值進行比較后輸出適時頻率，改變空壓機電動場的轉速從而調節供氣壓力以達到節能降耗、恆壓供氣的目的，它是一套閉環自動調節系統。空壓機的改造擬採用兩套「一拖二」恆壓供氣節能改造系統。供水系統的工作特性類似於供氣系統，擬採用「一拖三」恆壓供水節能系統。

3.4  風機的運行特性

傳統的供風方式是通過人工或電動閥門調節擋風板的開啟度來調節供風量的，而電機始終處於額定轉速下運轉，由電機轉速與功率的關係可知：這種運行方式電能浪費嚴重，調節精度差、啟動電流大、雜訊大，變頻改造的供風系統是在保留原工頻供電系統的基礎上增加一套變頻迴路與原電路並聯，形成雙迴路供電系統，即正常情況下,由變頻迴路供電,一旦出現故障時由原工頻電路供電,保障生產正常進行。其特點：變頻具有軟啟動功能，無大電流衝擊，可延長電機的使用壽命；變頻通過採集關鍵信號，可實現自動調節風機的轉速，而不需人工調節擋風板的開啟度，實現按不同的生產過程準確提供供風量，既節省能量又可減輕操作者的勞動強度。

3.5  液壓油泵的運行特性

液壓油泵的運行特性與空壓機的運行負載特性類同，但也有不同之處，氣壓要求恆定，而油壓則要求隨生產過程的不同階段而不同，由於它在每一個生產周期中都存在高壓油溢流現象，或無載自循環過程，浪費現象更嚴重。油泵的變頻節能改造是用壓力感測器對油路的油壓進行採樣，轉換成電信號後送至變頻器，變頻器將根據生產過程的需要,將該信號處理后與設定值進行比較輸出適時頻率，或根據生產過程不同階段對壓力的需求，改變油泵電動機的轉速從而調節供油壓力以達到節能降耗、按需提供油壓力要求，它是一套閉環自動調節系統。
四、節能工程技術經濟分析：

4.1  工程投資預算見下表(略)

4.2  經濟效益分析

一般該類企業除春節、停電、缺料、設備檢修外連續工作。所以每天按24小時計算。電價0.55元/度，從空壓機、油泵、水泵、風機的運行情況知，負載的平均負荷率在70%左右，而削片機砂光機的負荷率則在85%以上，則：節電率按20%計算。其計算過程如下：

每月節電：1564*24*30*0.20*=225216（kw.h）

每月提取電費：225216*0.55*0.7=86708.16（元）=8.6萬元

每年提取電費：8.6*11=94.6（萬元）

僅僅六個月即可收回全部投資。而電子產品的壽命一般在十年以上，用戶的短期投資，可長期受益。

該項目在產品壽命期內的受益：十年可節省電費：946萬元十年的維護費用： 94.6萬元 （約佔每年節省電費的10%）投資的成本：51.4萬元所以產品壽命期的純利：946-94.6-51.4=800萬元。

五、  特點：

採用交流變頻器對風機、油泵、空壓機等進行節能改造具有結構簡單、改造方便、節能效果明顯、投資回收期短的特點。 使用變頻器后，電機可軟起軟停、減少設備機械衝擊、延長設備使用壽命、降低設備的維修費用。 變頻調速技術先進、成熟，提高了設備的技術含量提高電網的功率因數，減少或避免供電部門懲罰性電費，同時可減輕企業電網的供電壓力，間接提高企業電網的供電能力。電動機的起動為軟起動，避免衝擊電流，使用電設備機械衝擊大大減小，延長設備的使用壽命；空壓機的供氣壓力和供水系統的供水壓力穩定，可提高生產設備的穩定性，間接提升產品的質量。

這些文章，你可能也喜歡