陶瓷窯爐風(fēng)機(jī)變頻應(yīng)用方案
一、引言
陶瓷窯爐一般是指燒制陶瓷制品的燒成設(shè)備。其輥道窯急冷風(fēng)機(jī)、抽濕風(fēng)機(jī)都是采用離心式風(fēng)機(jī)。傳統(tǒng)的爐內(nèi)溫度控制方法是通過調(diào)節(jié)風(fēng)門或者風(fēng)道擋板的開度來調(diào)節(jié)熱風(fēng)進(jìn)風(fēng)量，從而獲得需要的溫度，生產(chǎn)出符合質(zhì)量要求的產(chǎn)品。但是該控制方式會導(dǎo)致較大的電能浪費，而且工人的熟練程度也影響著產(chǎn)品的質(zhì)量。由于風(fēng)機(jī)的機(jī)械特性為平方轉(zhuǎn)矩特性，即風(fēng)量與轉(zhuǎn)速成正比，功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，將系統(tǒng)風(fēng)機(jī)采用變頻控制，通過溫度傳感器檢測，PID控制調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)而調(diào)節(jié)風(fēng)量，將會具有非常顯著的節(jié)能效果，同時可有效提高產(chǎn)品質(zhì)量與工作效率。
二、工藝介紹和要求
陶瓷窯爐使用燃料燃燒或電能轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的熱量，將物料進(jìn)行冶煉、焙燒、燒結(jié)、熔化、加熱。不同的原材料及制品其燒成曲線也不相同，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，對風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的控制要求如下：
1. 窯爐內(nèi)的溫度控制精度要高，以提高成品率；
2. 系統(tǒng)自動化控制程序要高，以提高生產(chǎn)效率；
3. 系統(tǒng)調(diào)速范圍寬，響應(yīng)速度快，以提供可滿足不同原材料及制品的燒成曲線。
圖1
三、系統(tǒng)方案
根據(jù)窯爐風(fēng)機(jī)系統(tǒng)控制的要求，采用四方E380通用型變頻器來實現(xiàn)系統(tǒng)的全自動溫度控制。即由溫度傳感器采集窯爐的當(dāng)前溫度，并通過模擬量通道反饋給變頻器，然后與設(shè)定的溫度值做比較，再由變頻器的PID控制器改變輸出頻率以調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制系統(tǒng)風(fēng)量，以保證系統(tǒng)的溫度控制精度及響應(yīng)性。其系統(tǒng)原理圖如下圖2所示：
圖2
主要設(shè)定參數(shù)：
四、改造后運行效果
湖南郴州HX磚廠對四臺30kw的窯爐風(fēng)機(jī)做變頻改造后，經(jīng)過一段時間的運行，記錄數(shù)據(jù)證明改造效果顯著：
1. 改成溫度控制后，控制精度高，風(fēng)量調(diào)節(jié)范圍寬，系統(tǒng)響應(yīng)速度快，自動化控制程度高，有效提高了產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率，降低了產(chǎn)品不良率：
2. 節(jié)能效果顯著，綜合效益高，節(jié)電率達(dá)到40%；
3. 實現(xiàn)了風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的平滑軟啟動，避免了機(jī)械和電氣沖擊，延長了設(shè)備的使用壽命；
4. 具有完善的各種保護(hù)功能，可靠性高，故障率低，減輕維護(hù)人員的工作量。
改造前電耗情況（24小時）：
輸入電壓：380V；
運行電流：63A；
功率：30KW×4臺
一天24小時額定運行，日耗電量約為2880度。
改造后排煙風(fēng)機(jī)電機(jī)（24小時）：
24小時電流約為33~37A，日耗電量約為1700度，
變頻改造后風(fēng)機(jī)日耗電量平均節(jié)省約為1180度。
每年（按工作10個月計算）
可節(jié)省電費1180*10*1元/度=11800元(按工業(yè)用電平均電費0.5元計算)
五、結(jié)束語
四方E380通用型變頻器的陶瓷窯爐風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)具有較高的溫度控制精度，系統(tǒng)響應(yīng)速度快，風(fēng)量調(diào)節(jié)范圍寬，有效提高了設(shè)備的產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率，節(jié)能效果顯著，降低了系統(tǒng)的維護(hù)工作量。目前已成功的應(yīng)用于多個陶瓷窯爐風(fēng)機(jī)的控制系統(tǒng)中。