普傳變頻器在中纖板廠改造設(shè)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余物、甘蔗渣等經(jīng)過膠粘熱壓而成為家具、建筑、裝飾的板材。由于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(zhì)板生產(chǎn)發(fā)展很快，僅廣西就有梧州興業(yè)、崇左、柳州、昭平、欽廉林場等中纖板廠等20多家企業(yè)。年產(chǎn)值達100萬萬立方米左右。我國板機生產(chǎn)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(yè)。專家近期預(yù)測我國人 造板業(yè)在未來的３～５年間仍將是一個發(fā)展高峰。 本次改造的企業(yè)為柳州某中纖板廠，使用設(shè)備為上海人造板機器廠生產(chǎn)的年產(chǎn)50000m3MDF生產(chǎn)線（日產(chǎn)中密度纖維板：180 m3）。該廠生產(chǎn)的產(chǎn)品是：中密度纖維板；成品規(guī)格：2440×1220 mm；厚度： 6～22 mm；產(chǎn)品容重：680～880 kg/ m3。本期改造容量1500kw。項目性質(zhì)：投資方投資，合同規(guī)定5年中從節(jié)電款中按比例提取。 一、生產(chǎn)工藝 中纖板生產(chǎn)工藝是一個很成熟的工藝，其大多生產(chǎn)廠都按該工藝生產(chǎn)。將原料從料倉取出，放在上料運輸臺上——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(jīng)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(zhuǎn)皮帶運輸機——熱磨預(yù)熱料倉——熱磨預(yù)熱——振動出料器——熱磨機進料螺旋——形成木塞——立式預(yù)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——干燥機——風(fēng)送系統(tǒng)——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(yù)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臺——送入液壓升降臺——推板器——砂光機進料輥臺——六頭定厚寬帶砂光機——毛邊板砂去預(yù)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臺上堆放——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(guān)鍵設(shè)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(shù): 12層 二、改造方案概述 改造方案的目的——提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低能耗，改善工作環(huán)境。 改造方案——該項目生產(chǎn)線設(shè)備裝機總?cè)萘考s4500kw；鍋爐工程設(shè)備裝機總?cè)萘考s500kw。用氣量約24t/h。年耗電量約1420*104kwh。本次改造選取了約1500kw的節(jié)能效果較明顯的負載作為投資項目，進行改造。其中油泵6臺、300kw；采用PLC控制。熱油循環(huán)泵6臺、150kw；采用油溫信號用PI7000的PID調(diào)節(jié)、控制電機轉(zhuǎn)速。其余為傳送風(fēng)機、鍋爐引風(fēng)風(fēng)機等，采用控制盒直接由操作人員控制風(fēng)機轉(zhuǎn)速。 方案實施——根據(jù)實際情況在每臺電機控制柜附近安裝變頻器及新控制柜。操作盒安裝在控制臺上，以便工作人員操作。在每組系統(tǒng)前安裝電表及計時器，以便檢測用電量和工作時間。 三、可行性分析 生產(chǎn)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(fēng)量，都在隨生產(chǎn)過程的變化而變化，保持一些物理量的恒定，或使一些物理量按生產(chǎn)過程的需要而變化，就成了電控系統(tǒng)的最終目標(biāo)。為了達到這一目標(biāo)，空壓機、油泵、水泵、抽風(fēng)機、鼓風(fēng)機配備的電機功率都是按生產(chǎn)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(chǎn)過程實際需要的功率不對應(yīng)的矛盾，當(dāng)生產(chǎn)過程需要某種物理量大時，電機的最大配置剛好匹配，而當(dāng)生產(chǎn)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(shù)和數(shù)控技術(shù)的高速發(fā)展，避免這種浪費已成為可能，即電機的功率隨生產(chǎn)現(xiàn)場物理量的變化而變化，改變電機轉(zhuǎn)速使其軸輸出功率隨生產(chǎn)現(xiàn)場物理量的變化而變化，從而達到節(jié)能降耗的目的。 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(shè)備，作為動力源的壓縮空氣通常都有一個相對穩(wěn)定的壓力，這樣才能使壓縮空氣作為一種穩(wěn)定動力源來推動氣動設(shè)備。壓縮空氣系統(tǒng)有著穩(wěn)定、靜音、無火花、無現(xiàn)場污染等特性，受到很多行業(yè)的歡迎。 目前國內(nèi)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(nèi)產(chǎn)氣量是一定的，而實際的用氣量則隨著生產(chǎn)的變化而變化。為克服這種供需矛盾，適應(yīng)生產(chǎn)的需要，傳統(tǒng)的空壓機都是采用兩點式控制（大中型為上、下限壓力控制）或啟停式控制（小型空壓機） 當(dāng)壓縮氣缸內(nèi)壓力達到設(shè)定值上限值時，大中型空壓機是通過本身的氣壓或油壓關(guān)閉進氣閥，進入無空氣壓縮的空載運行狀態(tài)，小型空壓機則停機，當(dāng)壓力下降到設(shè)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(tài)，小型空壓機則重新啟動當(dāng)壓縮氣缸內(nèi)壓力達到設(shè)定值上限值時，大中型空壓機是通過本身的氣壓或油壓關(guān)閉進氣閥，進入無空氣壓縮的空載運行狀態(tài)，小型空壓機則停機，當(dāng)壓力下降到設(shè)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(tài)，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沖缸如上圖示，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沖缸到二級壓縮（對于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(dāng)空壓機出口壓力達到設(shè)定值的上限時，通過油壓分路器閥關(guān)閉進氣閥，同時打開內(nèi)循環(huán)管路，作自循環(huán)運行，此時用氣單位繼續(xù)用氣，當(dāng)壓力下降到設(shè)定值的下限時，油壓分路閥關(guān)閉循環(huán)管路，打開進氣閥，空氣由經(jīng)過濾器經(jīng)一級壓縮，緩沖缸、二級壓縮、冷凝器壓縮到儲氣罐中。 空壓機傳統(tǒng)的起動方式（Y-△、自藕降壓等）和在加載卸載時產(chǎn)生的沖擊電流對電網(wǎng)供配電設(shè)備及鏍桿都會造成很大的沖擊，且電能浪費嚴(yán)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(jié)省不了電能，還對電機構(gòu)成損傷（尤其是功率大的電機），且由于電機啟動過程的延滯，下降的氣壓得不到即時補充，使系統(tǒng)氣壓不穩(wěn)定，這也是活式空壓機發(fā)展到桿式空壓機的原因?？諌簷C變頻節(jié)能改造是用壓力傳感器對儲氣罐的氣壓進行采樣，轉(zhuǎn)換成電信號后送至變頻器，變頻器將該信號處理后通過主板CPU與設(shè)定值進行比較后輸出適時頻率，改變空壓機電動場的轉(zhuǎn)速從而調(diào)節(jié)供氣壓力以達到節(jié)能降耗、恒壓供氣的目的，它是一套閉環(huán)自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)?？諌簷C的改造擬采用兩套“一拖二”恒壓供氣節(jié)能改造系統(tǒng)。供水系統(tǒng)的工作特性類似于供氣系統(tǒng)，擬采用“一拖三”恒壓供水節(jié)能系統(tǒng)。 3.4 風(fēng)機的運行特性 傳統(tǒng)的供風(fēng)方式是通過人工或電動閥門調(diào)節(jié)擋風(fēng)板的開啟度來調(diào)節(jié)供風(fēng)量的，而電機始終處于額定轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)，由電機轉(zhuǎn)速與功率的關(guān)系可知：這種運行方式電能浪費嚴(yán)重，調(diào)節(jié)精度差、啟動電流大、噪聲大，變頻改造的供風(fēng)系統(tǒng)是在保留原工頻供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加一套變頻回路與原電路并聯(lián)，形成雙回路供電系統(tǒng)，即正常情況下,由變頻回路供電,一旦出現(xiàn)故障時由原工頻電路供電,保障生產(chǎn)正常進行。其特點：變頻具有軟啟動功能，無大電流沖擊，可延長電機的使用壽命；變頻通過采集關(guān)鍵信號，可實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，而不需人工調(diào)節(jié)擋風(fēng)板的開啟度，實現(xiàn)按不同的生產(chǎn)過程準(zhǔn)確提供供風(fēng)量，既節(jié)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，氣壓要求恒定，而油壓則要求隨生產(chǎn)過程的不同階段而不同，由于它在每一個生產(chǎn)周期中都存在高壓油溢流現(xiàn)象，或無載自循環(huán)過程，浪費現(xiàn)象更嚴(yán)重。油泵的變頻節(jié)能改造是用壓力傳感器對油路的油壓進行采樣，轉(zhuǎn)換成電信號后送至變頻器，變頻器將根據(jù)生產(chǎn)過程的需要,將該信號處理后與設(shè)定值進行比較輸出適時頻率，或根據(jù)生產(chǎn)過程不同階段對壓力的需求，改變油泵電動機的轉(zhuǎn)速從而調(diào)節(jié)供油壓力以達到節(jié)能降耗、按需提供油壓力要求，它是一套閉環(huán)自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 四、節(jié)能工程技術(shù)經(jīng)濟分析： 4.1 工程投資預(yù)算見下表(略) 4.2 經(jīng)濟效益分析 一般該類企業(yè)除春節(jié)、停電、缺料、設(shè)備檢修外連續(xù)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(fēng)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(jié)電率按20%計算。其計算過程如下： 每月節(jié)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(chǎn)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(chǎn)品壽命期內(nèi)的受益：十年可節(jié)省電費：946萬元十年的維護費用： 94.6萬元 （約占每年節(jié)省電費的10%）投資的成本：51.4萬元所以產(chǎn)品壽命期的純利：946-94.6-51.4=800萬元。 五、特點： 采用交流變頻器對風(fēng)機、油泵、空壓機等進行節(jié)能改造具有結(jié)構(gòu)簡單、改造方便、節(jié)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(shè)備機械沖擊、延長設(shè)備使用壽命、降低設(shè)備的維修費用。 變頻調(diào)速技術(shù)先進、成熟，提高了設(shè)備的技術(shù)含量提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，減少或避免供電部門懲罰性電費，同時可減輕企業(yè)電網(wǎng)的供電壓力，間接提高企業(yè)電網(wǎng)的供電能力。電動機的起動為軟起動，避免沖擊電流，使用電設(shè)備機械沖擊大大減小，延長設(shè)備的使用壽命；