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普传造纸厂变频改造综述
 
慧聪网   2005年12月30日14时24分   信息来源:深圳市普传科技有限公司    

    一、国内造纸设备的调速方式现状
  
  制浆造纸工业装机容量大,生产连续性要求高,但大部分造纸厂设备陈旧,工艺落后,尤其调速方式落后,造纸厂需要调速的造纸设备采用以下几种调速方式调速:
  
  ·更换异步电机的皮带轮进行有极调速;
  ·交流整流子异步电机小范围的无极调速;
  ·直流发电机组---直流电机调速;
  ·可控硅整流装置-----直流电机调速(小纸厂常用);
  ·电磁离合器----鼠笼电机调速;
  ·异步电机配用伞形皮带轮小范围调速(切纸机多用此);
  ·交流变频器----异步电机无极调速。
  
  二、造纸厂的调速设备概况
  
  造纸厂通常需要调速的设备有造纸机,纸板机,复卷机,超级压光机,切纸机,锅炉鼓风机、引风机,补水泵,循环泵,清水泵,污水泵,纸浆泵,碱回收泵等。
  
  具体的调速简况如下:
  

 

  低速纸机多为异步电机总轴传动,单机容量大。老式中速纸机也为总轴传动,新型的均为直流电机分步传动。目前高速纸机都是直流电机分步传动。一般有7~14个分步,装机容量约为3000KW,单机容量约在200~500KW。
  
  三、造纸厂应用交流变频调速技术的实效
  
  造纸厂属于轻化工企业,是一级防火单位,对防火要求很严。比如造纸小复卷机,很多都采用可控硅装置------直流电机的调速方式,但因复卷机周围的纸屑,粉尘多,必须经常打扫,否则纸屑积集在整流子附近会因电刷打火燃烧,严重的威胁安全生产。由于复卷机操作频繁,需再生制动,因此原直流电机的碳刷磨损严重。必须定期打扫,换刷。不仅维修费用高,而且影响生产进度。
  
  在造纸厂应用交流变频技术,有如下优点:
  
  1.变频器体积小,重量轻,不必另设控制盘,相对于可控硅装置占地面积大大缩小,而且安装容易,调试简单,操作方便,噪音小,无振动。
  
  2.调速精度完全满足造纸生产要求,当负荷变化或电网电压波动时,电机转速无变化,适应性强。
  
  3.具有完善的保护功能,可靠性强。
  
  4.变频器具有自我诊断的功能,检修方便,大大的减停机检修的时间。
  
  5.节电效果明显,一般在20~40%左右。
  
  6.实现了无极调速,当变换生产品种,进行设备抢修,更换毛布铜网,或发生其他故障时,均可以不停机调速,从爬行,慢速到设定速度均可以随意调整,大大减轻了工人的劳动强度,缩短了检修,试车的时间。既增加了产量。又延长了器件的使用寿命。
  
  7.变频器有软启动的功能,非常适合用于软启动的调速设备(复卷机,超级压光机)。
  
  四、造纸机的理想拖动系统
  
  国内造纸行业中,纸机拖动系统无论是单机总轴传动,还是分步传动,大多采用晶闸管,整流双闭环调速稳速系统。如1880造纸机,该系统控制部分所用元件及系统的成套技术比较落后,各类技术参数分散性较大,所组成的放大器漂移大,受温度影响敏感,电路元件多,焊点多,插接点多,可靠性差,抗干扰能力低,导致系统稳定性差,直接影响纸机产量及产品质量。具不完全统计,上述系统稳定率低于85%,年维修费用昂贵,该系统所存问题如下:
  
  ·稳定精度低,速度波动频繁。
  ·测速机碳刷及换向器的接触不良等造成速度波动。
  ·受温度的变化而造成速度的慢漂移。
  ·系统维修费用高,值班室不能离人。
  ·车速慢,仅80m/min,车速无法提高,针对上述问题,采用交流变频器替代原晶闸管拖动系统。
  
  该系统自动化程度很高,内部具有转差自动补偿控制,能自动根据负载电流的变情况检测到其变化信号,调整其输出频率,从而达到在负载变化时输出频率自动跟踪的目的。另外,还增加了一个转速检测及跟踪环节,既由转速编码器检测到的电机转速信号反馈到变频器的给定端,完成速度跟踪的任务。该系统安装调试完后,投运一次成功,运行以来系统运行可靠,稳定,操作简单方便,无须专人值班,车速可以达到500m/min。在线无极调速,稳定率达到95%以上,完全解决了直流拖动系统存在的问题,从而提高了产品的产量和质量,降低了消耗和成本,减轻了工人的劳动强度,节能35%以上,(直流系统总负荷75A/380V,交流系统为45A/380V)。节能效果明显。
  
  五、变频器在连续蒸煮装置中的应用
  
  在造纸行业中,许多电机须经调速才能使生产正常进行,如造纸车间因各段烘缸的线速度不同,要对每段烘缸进行调速,一般均采用直流调速。制浆车间连续蒸煮工段,众多纸厂已采用先进的湿法备料工艺,即用水洗涤苇片达到除渣,预浸的功能。因为环境极为潮湿,其它调速方式不能满足生产条件,交流调速是最好的方法。用一台变频器对37KW的电机调速,拖动一台37KW的苇片泵,为连蒸部分输送经洗涤后的苇片。根据电机不同转速改变苇片泵流量,并利用其它手段控制其苇片浓度,使输送的苇片量桓定并达到设计产量所需苇片量,并要苇片泵在其正常运行范围内工作,要达到以上要求,变频器是最好的选择。
  
  ·湿法备料工艺流程简介。
  苇片送到洗涤器内,供液泵将清水注入洗涤器内,在洗涤器中水和苇片混合,搅拌器使水和苇片混合物形成涡流洗涤,渣滓由排渣器排出,洗净的苇片和水由苇片泵抽出送到脱水机,脱水后苇片以一定干度送到连蒸部分,湿法备料中需要自动化仪表控制洗涤器液位,苇片泵流量等参数。
  
  ·控制系统简介
  
  ·进水流量控制:包括流量变送器,电器调节器,液位检测器三部分。
  ·苇片泵转速控制:包括变频器,调节器(显示,给定作用)两部分。
  ·洗涤器液位控制:包括压力变送器,配电器,调节器三部分。
  
  控制系统如下:以控制洗涤器液位(80%)为主使进水量,进苇片量和出苇片与水混合物量达到动态平衡,在产量一定时苇片消耗量一定,,因而在洗涤器中苇片的浓度保持一定时,苇片泵抽苇片和水混合物的流量也就是一定的,但浓度是人工测出的,因此要调节流量。在实际生产中,输送的苇片量基本满足生产需要,并保持一定,使苇片泵流量稍大,故浓度降低,这样不易发生阻塞。苇片泵流量不经常改变,由液位控制部分检测液位,液位变化时,由液位控制部分给进水流量控制液位量,而改变进水流量。
  
  ·有关工艺参数:
  设计蒸煮能力60t/d(2.5t/h)
  
  得浆率40%
  
  苇片用量125t/d(5.2t/h)
  
  洗涤器液浓度3%
  
  苇片泵流量170m3/h

 
 
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