一、兩種方案
方案一、針對每批進廠水稻的水份不同,目前的傳感器和變送器無法直接傳遞水稻水份信息情況。認為:不適合采用全自動控制,而且設備投資成本也過高。為此,提出根據每批入塔水稻的水份,利用變頻器進行手動控制,調節風機轉數來節電。
目前我公司三江制米廠烘干塔風機已經應用了臺灣產變頻器。該廠生產副經理蒲玉凱介紹:風機變頻節電技術可靠,節電效果很好,能夠達到30%的節電率;同時,對三江制米廠烘干熱風機增加變頻設備后,可以明顯減少換熱器在運行中的共振,降低工作環境噪音,由此推測可以提高換熱器的使用壽命(因為使用年限較短的問題,目前尚不能反映延長換熱器使用壽命的具體時間)。
方案二、樹立北大荒米業的龍頭企業形象,采用自動化節電控制裝置(ECS),分別在烘干塔內(2—3處)和熱風爐內設置溫度傳感器和變送器(其中:烘干塔內的傳感器屬于間接性質,因為對熱風機的變速控制是解決輸送風量大小的問題,而不是溫度的問題;但通過烘干作業中烘干塔內的水稻溫度,經過計算機推算潮糧應該需要調整的風量),通過計算機及變頻器來控制熱風機、引風機的轉數,使熱風輸送量、爐膛溫度控制在預定范圍內,保證烘干爐在最佳工況和最節能條件下運行。設計風機節電率35%。控制系統主要包括:操作觸摸屏、可編程控制器、變頻控制裝置、熱工檢測傳感器和變送器。
兩種節電方案比較:以上兩種方案的共同點:
1、都是對風機采用變頻節電。
2、對關鍵的主體設備(變頻器等)選用進口設備,控制柜及輔助配件選用國產電器產品。
理由是:進口變頻器質量比國產的好,能夠較好地運行;國產變頻器很容易在一年后出現各種問題,保障程度不高;而控制柜及附件國產配件通過實際應用,完全能夠滿足需要,價格也低,便于維修中隨時更換。
3、充分考慮了在烘干作業中,變頻節電設施出現意外故障情況下,烘干供電系統回到原來的工頻狀態繼續工作,而不會影響連續烘干作業的要求。
以上兩種方案各有優缺點:方案一的優點是投資少,回收投資快,技術成熟可靠;缺點是操作中需要根據不同的水稻水份進行人工調節頻率,實施本方案之后,尚有節電空間;方案二的優點是自動化程度高,有利于提升企業形象,不需要人工根據水稻的水份調節頻率;不足是投資大,回收期相對較長,目前尚沒有發現在烘干塔內設置溫度傳感器,通過間接測量水稻溫度來控制熱風機風量的實例,投資風險較大。
二、節電方法
(一)方案一節電方法
1、采用逐級調速的方法節電,即根據滿足生產要求的工藝參數等級,調整變頻器參數,通過調整變頻器參數來調節風機的轉數,調節風機的轉數就調節了電機的功率,從而達到節能的目的。根據長期現場使用測算,變頻器節電率基本保持在30%左右,此項工程改造費用基本在兩年左右就能通過節能方式收回。
2、風機啟停和調速控制采用就地柜控制,即在變頻控制柜面板安裝可調電位器,對變頻器風量通過調整電位器實現就地手動調節。
3、調整變頻器的工藝參數等級的設定根據糧食含水量進行調節,即根據糧食的種類及含水量進行調節風機風量,含水量較大的糧食采用較大風量,含水量較小的糧食采用較小的風量,調整基準是用最小的風量烘干糧食。
4、工藝參數需要初次使用變頻器時,對于不同含水量級別和種類的糧食采用試驗方式,對于糧食的含水量在不同階段進行試驗,同一種糧食取得幾個含水量等級的最佳的數值并記錄為工藝參數,作為以后生產中變頻器調整轉數的依據。
(二)方案二節電方法
1、對烘干車間的所有風機進行自動化綜合調頻控制。(其中15型烘干機有:55kW高壓風機一臺、37kW雙吸風機一臺、18.5kW引風機一臺和5.5kW冷風機一臺。)
2、加裝1至2臺變頻節能柜(根據現場確定)和1面控制操作臺。分別帶動4臺電動機驅動所對應的風機。根據烘干溫度調節高壓風機和雙吸風機的風量,同時根據爐膛溫度傳感器和負壓傳感器調節引風機和鼓風機的風量和爐排轉速,達到烘干溫度恒定的目的。
3、風機變頻調速控制同以下部分組成:變頻器、可編程控制器、觸摸屏、變頻柜、電抗器、接觸器、空氣開關、電纜、電流表、按鈕、互感器等。
4、PLC控制部分由觸摸屏、電源、CPU、摸擬量輸出模塊、開關量輸入、輸出模塊等組成。其中采用PLC來實現電氣部分的控制。包括五部分:起動、運行、停止、切換、報警及故障自診斷。
5、各風機的開停選擇,控制參數的輸入等都在觸摸屏操作,同時顯示運行參數。
6、各風機可以單獨開停,也可以和窖頭DCS(PLC)控制系統聯動運行。
三、投資額及效益
(一)方案一投資及效益:
此方案有三種變頻器選用方案(投資比較表附后),僅對功率最大的55KW熱風機風機進行節電改造。
年烘干工作時間按120天,每天20小時;預計實際平均運行功率為33KW;節電率按照30%估算。年節電2.37萬度,節約電費2.26萬元。
1、選用美國羅克韋爾公司生產的AB變頻器,配備國產控制柜及配件。該變頻器在質量和產品可靠性方面擁有良好的聲譽,并且FLEX400系列變頻器通過黑龍江大學電子工程有限公司測試證明可以在惡劣的環境下工作。每個55KW風機節電投資44800元,靜態回收期為2年。財務收益率50%。
2、選用ABB(中國)變頻器、配備國產控制柜及配件,每個55KW熱風機變頻節電投資額為:36600元。靜態回收期為1.62年。財務收益率61%。
3、選用三菱變頻器(大連三菱廠生產),配備國產控制柜及配件,每個55KW熱風機變頻節電投資額為:34600元。靜態回收期為1.5年。財務收益率65.3%。
咨詢單位介紹:上述的三種變頻器質量均較好。以上產品的價格是按照品牌、檔次、產地、市場等因素定價的。
方案二投資及效益:
水稻烘干有四臺風機。年烘干工作時間按120天計算,每天工作20小時。
每一個15型烘干線的節電改造投資為32.1萬元,年節電6.47萬千瓦時,節省電費6.16萬元(0.953元/千瓦時),靜態回收期為5.2年。財務收益率19.2%。
四、建議
1、選用方案一中的一種進行三個烘干塔的節電改造,先改造三處,根據運行情況再考慮對其他烘干風機的節電改造。
2、考慮實行合同能源管理方式來運作方案二,我公司不投資,由節能公司投資,建設一處試點,節能公司從節能效益中回收投資。
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