塑料挤出机改造方案
1、 引言
塑料行业是21世纪的朝阳产业,然而由于其产品主要通过加热,加压、冷却等物理方法生产,从而决定了它的生产方式的高能耗特点,对于高能耗的塑料制品设备如何节电,已成为提升产品竞争力的一个重要手段。问题提出来后会有解决的办法,变频调速就能很好的做到这一点,使用变频后对变频的参数进行优化设置、以达到最佳的运行状态,如原料改变后可以随时改变参数设置。产品的质量和生产效率将得到很大的提高。
交流电机相对于直流电动机,电磁调速电动机结构简单,维护容易,对环境要求低,以及节能和提高生产力等方面具有很大的优势,使得交流调速已经广泛运用于工农业生产、国防以及日常生活之中,随着电力电子技术的发展、交流调速技术也得到了长足的发展。
2、变频调速技术的性能:
(1) 体积小、重量轻、系统组成简单、可靠性高。
目前,本厂挤出机的主机及牵引机全为电磁调速电动机,电磁电动机是由电磁转差离合器和拖动电动机两部分组成,运行时拖动电机完全在额定转速下运行,靠调节电磁转差离合器的电磁大小来改变转速。由此看出能耗的浪费是巨大的,
运行转速与额定转速的百分比% |
效率 |
效率差 |
电磁 |
变频 |
|
40 |
0.38 |
0.80 |
0.42 |
50 |
0.08 |
0.82 |
0.34 |
60 |
0.56 |
0.84 |
0.26 |
70 |
0.65 |
0.85 |
0.21 |
80 |
0.75 |
0.88 |
0.13 |
90 |
0.83 |
0.90 |
0.07 |
100 |
0.88 |
0.90 |
0.06 |
运行转速与额定转速的百分比% |
变频耗电(KWh) |
电磁耗电(KWh) |
耗电差(KWh) |
40 |
10 |
19.6 |
9.6 |
50 |
12 |
20.1 |
8.1 |
60 |
14.5 |
20.6 |
6.1 |
70 |
16 |
21 |
5 |
80 |
17.5 |
21.8 |
4.3 |
90 |
20 |
22.5 |
2.5 |
应用有转差损耗的调速装置时,对恒转矩负载调速时并不能节能,这是因为转差装置本身损耗正好消耗了转速所减少的功率,所以调速装置的有功功率输入P1在调速过程中的保持不变,从节能角度考虑,恒转矩负载不应采用有损耗的电磁调速装置。
如果采用变频后其节电效果会十分明显。
1)、电磁转差离合器消耗的电完全节约掉。
2)、由于拖动电机是全速运行,而有时需要的转速不是这么高,可以用变频器把频率和电压降下来,调整到需要的转速。本厂的牵引机转速一般为900转/分,可以把频率降到33HZ左右。那么节电率按最保守的算法:
×100%=34%
节电率是34% ,相当明显。
3)、调速范围广、精度高。
频率范围在0-400HZ,可超过电机额定转速进行恒功率运行,挤出机的主机一般在最高转速下运行,而且主机采用的是电磁调速电动机,这样肯定会存在滑差,就是说输出的转速要低于实际转速。
如采用变频器后可以把输出频率调到50HZ以上,以增加转速,提高生产效率,但超过50HZ后属于恒功率运行,其消耗的功率是一样的,也就是说能耗一样多。这样可以很明显的提高生产效率,增加效益。
4)、有多种选择功能:
可根据各类机械特性选择U/F特性加减速时间,能实现软启动、减力启动电流,调速用于大功率电机上时平滑启动,既有足够的启动转矩,又不会对电网产生大的启动电流冲击。节电效果十分明显,可大大的节约能源。
使用变频后可以提高功率因数。原来用电磁调速电机的功率因数,一般为0.7-0.8,而选上变频后一般为0.95以上。变频器还能对电机起到保护作用,如果电网电压过高时,它会跳保护,自动给电机断电;变频器能通过提高频率,达到提高额定转速的目的,而用电量跟额定转速时的用电量相等;在电机不用满频运转时,加上变频器后,可以在0-额定转速的范围内任意调节,达到合适的转速。
3、经济综合测试评价:
投资回收年限估算:
一条生产线为两台电动机,选用EDS2000-4T0370G变频器一台、EDS2000-4T0150G变频器一台,为了提高现场的安全性能,操作方便,特定制一台控制柜(见表)。
1)牵引机15KW,平时运行频率为33HZ,按每天24小时,每月30天,每年运行10个月,电费按每度0.67元算
实际用电=15×24×30×10×0.67=72360元
使用变频器后,可以把频率将到33HZ,节电效率为34%。
节电效果=72360×34%=24602.4元
2)主机37KW 该机平时是在满负荷下运行,实际用电为:
实际用电=37×24×30×10×0.67=178488元
使用变频器后可以省去电磁调速器的消耗,另外可以提高功率因数提到0.9以上。虽然在满负荷下运行,但是因为功率因数提高后,有功功率会得到提高,根据以往经验节电率按8%算。
节电效果=178488×8%=14279元
3)采用变频后大大减少故障率,可以省去电磁电机的维护费用,减少生产中出现因故障停机现象。
维护费用和因停机造成的损失每年不低于5000元。
4)采用变频后,增加的效率是非常明显的,运行频率加到60HZ后,主机的挤出速度相应增加20%,产量大大提高。
总的来说效益是非常明显的,改造投资费用为29536元,一年节约的费用为38881.44元,再加上增加的产量收入,在9个月内完全可以收回初期投资费用。