混凝土攪拌電機系統(tǒng)節(jié)能與評估

發(fā)布時間：2020-12-09 09:59:44 作者：新型建機

以一個混凝土攪拌電機系統(tǒng)為實例，對其系統(tǒng)進(jìn)行了科學(xué)分析，找出節(jié)能空間和措施，并對節(jié)能效果進(jìn)行了預(yù)計算和評估，對混凝土攪拌電機系統(tǒng)設(shè)計和改造具有指導(dǎo)意義。

一套典型的攪拌電機系統(tǒng)包括上料皮帶機、螺旋輸送機、泵、攪拌主機等，系統(tǒng)裝機容量約為200 kW，攪拌能力為 2 m3 /次(或其他的立方量)，一個這樣的系統(tǒng)稱之為攪拌臺，攪拌站一般由3 ～ 4個攪拌臺組成，以適應(yīng)不同立方量的需求，系統(tǒng)主要耗用能源是電力。混凝土攪拌工藝為鏟車將堆料場石子和黃沙運送到皮帶機，皮帶機分別將石子和黃沙輸送到角料倉，角料倉由多個小倉位組成，分別存放了石子、黃沙、其他粉塵、水泥等各類預(yù)拌混凝土的原材料，布料機按計算機控制分別打開倉門，根據(jù)混凝土配方要求將石子、黃沙等原材料逐一放至稱量斗稱量至標(biāo)準(zhǔn)定額數(shù)量，再將其放到攪拌機內(nèi)，加入適量的水由攪拌主機攪拌混合為成品，后由攪拌車外運。其中生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備和工藝是攪拌主機和攪拌過程，攪拌主機約占攪拌電機系統(tǒng)用電量的 80% ，是系統(tǒng)中的重點耗能設(shè)備。

1、攪拌主機用能上存在的問題

(1) 攪拌主機一個攪拌過程只要約 60 s，在攪拌車進(jìn)出和不攪拌混凝土期間是 50 Hz、380 V空載運行并不停機，造成電能浪費。經(jīng)了解，工藝上對空載運行轉(zhuǎn)速沒有要求。

(2) 攪拌主機在攪拌時的實際轉(zhuǎn)速比工藝要求高了 10% ，同時負(fù)載率約為 75% ，轉(zhuǎn)速和負(fù)載率均沒有用足。

(3) 攪拌機主機現(xiàn)為星 － 三角降壓起動，優(yōu)點是可以降低起動電流，其缺點在于起動轉(zhuǎn)矩降到三角形接法的 1 /3，起動時間相對變長，沖擊電流的時間增多，影響電網(wǎng)的穩(wěn)定及其他用電設(shè)備的運行安全，同時攪拌主機工頻起動對其本身沖擊大，電機軸承的磨損大，所以設(shè)備維護(hù)工作繁。

2、攪拌主機系統(tǒng)節(jié)能方案

根據(jù)上述分析，攪拌主機的功率和轉(zhuǎn)速接近于線性關(guān)系，降低轉(zhuǎn)速使功率下降可達(dá)到節(jié)能的目的。變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，調(diào)速平滑、范圍寬，安裝使用方便，成本不高，故擬采用閉環(huán)變頻調(diào)速控制節(jié)能技術(shù)的優(yōu)化方案，大幅降低空載時主機系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速，適當(dāng)降低負(fù)載時主機系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速。對攪拌主機進(jìn)行變頻改造時，考慮攪拌主機在實際運行過程中根據(jù)攪拌物料的特性以及加入其他化學(xué)物質(zhì)的時間不同，設(shè)定多段速度進(jìn)行控制，提高生產(chǎn)效率的同時更加節(jié)能。采用矢量控制技術(shù)和 PID 調(diào)節(jié)技術(shù)相結(jié)合的手段進(jìn)行系統(tǒng)控制，從而達(dá)到更好的節(jié)能效果。

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