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英威騰GD5000系列高壓變頻器在制糖壓榨機(jī)上的應(yīng)用

2014/12/30 9:35:21

  摘  要:本文通過(guò)介紹英威騰GD5000高壓矢量變頻器在泰國(guó)某糖廠壓榨機(jī)上的應(yīng)用,分別從制糖工藝的改進(jìn)、產(chǎn)量的提高及實(shí)際節(jié)電情況三方面來(lái)說(shuō)明制糖廠壓榨機(jī)上變頻改造的可行性和經(jīng)濟(jì)性。

  關(guān)鍵詞:GD5000高壓矢量變頻器、壓榨機(jī)、喂料及預(yù)壓榨

 一、 引言

  甘蔗制糖工序一般包括提汁、清凈、蒸發(fā)、結(jié)晶、分蜜和干燥。具體如下圖示:

  

  圖1、甘蔗制糖工序圖。

  其中提汁是整個(gè)過(guò)程中重要環(huán)節(jié),壓榨機(jī)是壓榨法提取甘蔗汁的重要設(shè)備。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)分析知,若壓榨抽出率提高1%,則糖分總回收率提高0.88%—0.92%。現(xiàn)代提汁技術(shù)傾向于加強(qiáng)甘蔗預(yù)處理,采用壓力入料輥,以強(qiáng)化壓榨機(jī)的入料,進(jìn)行預(yù)壓縮,從而提高壓榨機(jī)生產(chǎn)能力。

  但在壓榨過(guò)程中,影響壓榨抽出率的因素有許多,大致有以下幾點(diǎn):

  1)糖份在蔗渣中的損失。因?yàn)楦收嵩趬赫ミ^(guò)程中,分離出蔗汁和蔗渣,蔗渣富含纖維成分,當(dāng)蔗渣在離開壓榨機(jī)出口時(shí)又會(huì)膨脹,此時(shí)蔗渣隨著自身的膨脹在出口處會(huì)吸去已榨出的一部分蔗汁,同時(shí)受到壓榨機(jī)效能的影響,甘蔗中的糖份不可能全部榨出。

  2)甘蔗的破碎度。特別對(duì)于預(yù)壓榨環(huán)節(jié),甘蔗的破碎度及形態(tài)是保證整個(gè)壓榨系統(tǒng)抽出的前提。甘蔗破碎度好,蔗汁易于壓出,滲出效果提高。

  3) 蔗渣水分含量。降低蔗渣水分是提高抽出的保證。

  4) 撕解機(jī)撕解的均勻度。撕解機(jī)傳送的蔗層厚度均勻?qū)μ岣叱槌雎史浅V匾?。如果蔗層過(guò)厚,壓榨不徹底,使蔗渣造成浪費(fèi);如果蔗層過(guò)薄,壓不干蔗層,蔗渣水分過(guò)高,影響抽出率。

  5)榨輥的機(jī)械磨損。在榨季后期,由于榨輥的磨損越來(lái)越嚴(yán)重,導(dǎo)致榨輥的間隙擴(kuò)大,使抽出率下降。

  綜上所述,采用壓力入料輥(又稱齒狀入料輥)方法時(shí),其中喂料及預(yù)壓榨過(guò)程中,一直是采用傳統(tǒng)的方式恒速運(yùn)行,從撕解機(jī)輸送過(guò)來(lái)的蔗層有大約10%的時(shí)間厚度會(huì)達(dá)不到要求,這樣會(huì)使蔗汁的平均抽出率低于95.4%。抽出率越低說(shuō)明蔗汁流失越大,從而導(dǎo)致產(chǎn)量變低。并且如果出現(xiàn)蔗層太多時(shí),壓輥機(jī)會(huì)直接卡死,嚴(yán)重影響生產(chǎn)。

  當(dāng)對(duì)壓榨機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)后,蔗層厚度不夠時(shí)通過(guò)降低壓榨機(jī)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,使蔗層達(dá)到正常厚度后再進(jìn)行壓榨,這樣壓榨會(huì)比較充分,平均抽出率將可提高0.2%以上,同時(shí)由于轉(zhuǎn)速降低,電流下降從而達(dá)到節(jié)能省電的目的。

 二、 工況分析

  泰國(guó)某糖廠,是糖業(yè)加工前茅的制糖企業(yè),其通過(guò)近幾年技術(shù)改造,生產(chǎn)能力達(dá)到10000噸/日,年產(chǎn)量可達(dá)到160萬(wàn)噸以上。

  現(xiàn)場(chǎng)改造一條壓榨生產(chǎn)線簡(jiǎn)易圖如下:

  

  圖2、該糖廠壓榨過(guò)程簡(jiǎn)易圖

  現(xiàn)場(chǎng)改造部分是預(yù)壓榨機(jī)組。改造前:預(yù)壓榨機(jī)組采用工頻驅(qū)動(dòng),由于頻率及轉(zhuǎn)速固定,糖分抽出率不高,且壓榨機(jī)組容易出現(xiàn)卡住現(xiàn)象。所以現(xiàn)場(chǎng)改造為變頻器調(diào)節(jié)的方式。異步電機(jī)的詳細(xì)參數(shù)見下表:

  表1、預(yù)壓榨機(jī)電機(jī)參數(shù)表

  現(xiàn)場(chǎng)圖片如下:

   

   圖3、現(xiàn)場(chǎng)負(fù)載及設(shè)備圖片

 三、系統(tǒng)選型配置

     根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要,預(yù)壓榨機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由變壓器柜、功率單元柜和控制柜組成。在控制柜面板上設(shè)有本地/遠(yuǎn)程按鈕、急停按鈕、工/變頻指示燈等。

     現(xiàn)場(chǎng)采用的是深圳市英威騰電氣有限公司生產(chǎn)制造的GD5000系列高壓變頻器,變頻調(diào)速系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行時(shí),其運(yùn)行頻率設(shè)定的方法采用的遠(yuǎn)程操作臺(tái)進(jìn)行系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)控或壓榨機(jī)運(yùn)行速度給定,電控室的值班人可以很方便地根據(jù)生產(chǎn)需求調(diào)節(jié)壓榨機(jī)的速度,對(duì)提供生產(chǎn)效率提供了有力的條件。

     現(xiàn)場(chǎng)使用圖示:

      

  圖5、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用圖示

 四、應(yīng)用及優(yōu)點(diǎn)

      改造投產(chǎn)以后,具備以下優(yōu)點(diǎn):

  1)能實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng),啟動(dòng)時(shí)間和啟動(dòng)的方式可以根椐現(xiàn)場(chǎng)工況進(jìn)行調(diào)整。

  2)高功率因數(shù),達(dá)0.95以上,無(wú)需另加功率因數(shù)補(bǔ)償裝置,避免了因無(wú)功帶來(lái)的罰款。

  3)對(duì)電機(jī)不產(chǎn)生諧波污染,有效降低了電機(jī)的發(fā)熱量。

  4)轉(zhuǎn)矩脈沖很低,不會(huì)導(dǎo)致電機(jī)等機(jī)械設(shè)備的共振,同時(shí)也減少了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的磨損。

  5)輸出波形完美,失真度小于4% 。

  6)減少了壓榨機(jī)組因蔗層太厚,壓榨機(jī)卡住,導(dǎo)致停線的現(xiàn)象。

  同時(shí),增加了經(jīng)濟(jì)效益:

  1)提高了抽出率:根據(jù)測(cè)算,平均抽出率可提高0.2%以上,現(xiàn)在保守估計(jì)抽出率提高0.1%,按年榨55萬(wàn)噸甘蔗,糖份13.5%,煮收率86%來(lái)計(jì)算:每個(gè)榨季多產(chǎn)糖55萬(wàn)噸*13.5%*0.1%*86%=63.85噸 ,按2700元/噸糖計(jì):63.85噸*2700元/噸=17.2萬(wàn)元 ,使企業(yè)每個(gè)榨季多創(chuàng)收17.2萬(wàn)元。

  2)節(jié)電效果顯著:5臺(tái)榨汁機(jī)裝機(jī)總?cè)萘繛?000kW,根據(jù)測(cè)算,改造后噸蔗耗電量從原來(lái)的33.02度下降到31.22度,已達(dá)到此類規(guī)模配置糖廠的正常的合理能耗水平。每榨1噸甘蔗耗電減少1.8度,按年榨55萬(wàn)噸蔗計(jì)算:每年節(jié)電:55萬(wàn)噸*1.8度/噸=99萬(wàn)度。按0.5元/度計(jì)算:80萬(wàn)度*0.5元/度=40萬(wàn)元。

  3)減少了維修停工損失,節(jié)省了大量的維修費(fèi)用。

 五、結(jié)束語(yǔ)

      對(duì)于壓榨法制糖廠,采用交流變頻改造后不但能改善工藝流程、提高生產(chǎn)效率;又能提高蔗糖的抽出率、增加產(chǎn)量;同時(shí)具有可觀的節(jié)能效果、減少能源浪費(fèi)?,F(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行效果良好,得到了客戶的肯定與認(rèn)可。

  參考文獻(xiàn)

  [1] 《GD5000系列高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)產(chǎn)品說(shuō)明書》    深圳市英威騰股份有限公司

  

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