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一、前 言
   隨著全球性“節(jié)能減排”工業(yè)改造計劃正在大規(guī)模推行，先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)逐漸成為社會的一道亮點。然而在很多節(jié)能企業(yè)里，特別對化肥行業(yè)，普遍認(rèn)為球磨機(jī)難以被控制的，因為用電設(shè)備消耗多少電，是同其機(jī)電特性所決定的，主觀的控制無能為力。很顯然，此觀念是錯誤的。在全國上下用電形勢嚴(yán)峻的情況下，威爾凱電氣采用最新的WKS系列變頻器，利用先進(jìn)變頻節(jié)能技術(shù)，在上海奉賢全國最大的磷肥生產(chǎn)廠家青村磷肥廠實行球磨機(jī)節(jié)能改造。實踐證明，通過一系列的技術(shù)和管理措施把球磨機(jī)能耗降到最低，即保護(hù)環(huán)境又為企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益，企業(yè)至少可以減少5～10%的經(jīng)營成本。

二、球磨機(jī)的工作原理
   在化肥生產(chǎn)企業(yè)里，球磨機(jī)由于功率比較大，占據(jù)了企業(yè)總用電量的80％以上的 ，　各類球磨機(jī)的基本結(jié)構(gòu)大體上是相同的，只是它們的某些部件有所不同，磨機(jī)一般均由筒體，襯板，給料器，排料器，空中軸，軸承，傳動裝置，和潤滑系統(tǒng)組成。

三、該磷肥廠球磨機(jī)系統(tǒng)存在的問題
該球磨機(jī)為一臺130KW 2極電極，采用簡單的自耦降壓啟動，啟動電流特別大能達(dá)370A，工作時的電流為240A左右，對設(shè)備和電網(wǎng)的沖擊很大 ，易造成物料的過度研磨，所需研磨周期較長，研磨效率較低，單位產(chǎn)品功耗較大.機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)維護(hù)量也大，而且電的損耗量相當(dāng)驚人，這必然給該廠帶來很多不必要的麻煩和嚴(yán)重的資源浪費，所以隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及政府節(jié)能減排工程的推擴(kuò)，球磨機(jī)原來的啟動方式弊病已暴露無疑，經(jīng)常的維修嚴(yán)重地阻礙了該企業(yè)的生產(chǎn)效益。這就促使人們?nèi)パ兄茊悠交?、研磨效率較高、產(chǎn)量大、能耗低的球磨機(jī)——威爾凱變頻控制球磨機(jī)。

四、球磨機(jī)變頻調(diào)速節(jié)能控制系統(tǒng)的工作原理
系統(tǒng)性能要求
    根據(jù)原工況存在的問題并結(jié)合磷肥廠生產(chǎn)工藝要求，改造后的球磨機(jī)系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求:
1：改造后的設(shè)備要有足夠的起動轉(zhuǎn)距，滿足球磨機(jī)裝載量大的要求，并保證設(shè)備在變頻運(yùn) 行狀態(tài)下使電機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行，保障電動機(jī)具有恒功率特性；
2：利用變頻調(diào)速控制系統(tǒng)改造原有球磨機(jī)拖動系統(tǒng)，滿足球磨機(jī)低速時的正常運(yùn)行，確保正常的工藝控制要求，延長球磨機(jī)及電動機(jī)的使用壽命，減少維護(hù)。
變頻器選型
   根據(jù)上述原則，選擇采用威爾凱電氣（上海）有限公司的WKS矢量型變頻器,該系列變頻器有以下特點：
本系列是采用新一代SVPWM波形生成技術(shù)的變頻器，低速額定轉(zhuǎn)矩輸出，帶載能力強(qiáng)， 低速時可達(dá)到180%的額定轉(zhuǎn)距輸出
具有多種轉(zhuǎn)矩提升及V/F曲線可設(shè)定，多種加、減速模式可選擇，內(nèi)置PID功能，諸多參數(shù)均可在線調(diào)整。
具有各種完善的保護(hù)功能及故障診斷系統(tǒng)，具有過電壓、過電流及失速保護(hù)等功能技術(shù)先進(jìn)，功能齊全，使用方便，可滿足電氣節(jié)能及各種生產(chǎn)工藝要求的需要。
電壓等級多種功率規(guī)格齊全，性能可達(dá)到國外同類產(chǎn)品水準(zhǔn)。
頻率精度高，可使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),滿足設(shè)計要求；
系統(tǒng)電路如下： 

 
五、應(yīng)用效果
    球磨機(jī)安裝變頻節(jié)能控制系統(tǒng)后，取得了以下效果：
改造后的設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)自動控制，，并能克服球磨機(jī)大慣性引起的回升電壓，有效地保證設(shè)備正常運(yùn)行。
利用變頻器自動電壓調(diào)節(jié)功能，可在與負(fù)載無關(guān)的條件下，保持電機(jī)效率最高。因消除了起動時的沖擊，延長了機(jī)軸、波箱齒輪，皮帶等機(jī)械件的使用壽命，減少了維修費用。
利用變頻調(diào)速技術(shù)改造了該球磨機(jī)的拖動系統(tǒng)，滿足了球磨機(jī)低速運(yùn)行、大起動轉(zhuǎn)距的特點，實現(xiàn)了球磨機(jī)的運(yùn)行速度連續(xù)可調(diào)。電機(jī)起動時無沖擊電流，起動力距足夠，保護(hù)功能完善。保證了工藝控制質(zhì)量、節(jié)約了維護(hù)成本。
該變頻器球磨機(jī)使用變頻調(diào)速后，起動電流可比原先小5倍以上，（如132kW電機(jī)原先的起動電流在1000A以上，變頻節(jié)能控制系統(tǒng)起動電流為180A～200A之間），實現(xiàn)了真正的軟起動，也收到了節(jié)能的效果。由于起動電流大大減小，不會造成對電網(wǎng)的沖擊和電網(wǎng)電壓的下降，消除了因球磨機(jī)起動而引起的其它用電設(shè)備跳閘或故障，在同樣的電網(wǎng)容量下，并可增加裝機(jī)臺數(shù)。
內(nèi)置PLC多段速自動運(yùn)行功能，可以通過變頻器方便地設(shè)定研磨時間，加磨時間和自動停機(jī)功能，使操作更加智能化，人性化。
球磨機(jī)變頻調(diào)速節(jié)能系統(tǒng)的節(jié)能效果一般可達(dá)12%～15%左右。

六、投資與回報
    該廠已安裝了16臺威爾凱公司的大功率變頻器。以其中的一臺40噸球磨機(jī)為例，電動機(jī)功率為132 kW，實際使用功率為115KW,每天工作18小時，每月工作30天，這樣原球磨機(jī)每月用電量為：115 kW×16小時×30天＝55200 kW.h（度），在安裝了球磨機(jī)專用變頻節(jié)能控制系統(tǒng)后節(jié)電率可達(dá)15.6%，每月可節(jié)省電費為：55200×14.6%×0.65元/度＝5238.48元。若以每臺變頻器投資為5.5萬元計算，投資回收期為55000÷5238.48＝10.5個月。即不到一年就可以收回全部的投資。而變頻器的使用壽命一般為10～15年，一年以后即為純回報期，也即年節(jié)電收益在5.5萬元左右。

七、結(jié)束語
      在我國化肥行業(yè)，球磨機(jī)被大量使用，是物料粉碎的不可缺少的重要生產(chǎn)設(shè)備。實踐證明，威爾凱電氣（上海）有限公司生產(chǎn)的WKS系列變頻器用于化肥行業(yè)球磨機(jī)的節(jié)能驅(qū)動是十分成功的，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。對于我國提出的建設(shè)節(jié)約型社會，減少環(huán)境污染具有重大的經(jīng)濟(jì)和社會意義，威爾凱變頻器也必在化肥生產(chǎn)行業(yè)得到大力推廣應(yīng)用！