一、引言
如今的瓷炉窑一般是指用来烧成陶瓷产品的设备。它的辊道窑急冷风机、抽湿机均为离心风机。常规炉温控制方法是通过调整风门或风道挡板的开度,来调节热风进口,以达到所需的温度,生产出符合质量要求的产品。但这种控制方式造成了较大的电力浪费,而且工人技术熟练程度也影响了产品质量。该系统风机采用变频器控制,通过温度传感器检测、 PID控制调节风机转速,然后再进行风量调节,由于风量与转速成正比,功率与转速的立方成正比,从而达到节能的目的,同时能有效提高产品质量和工作效率。
二、工艺介绍和要求
陶瓷窑炉使用燃料燃烧或电能转换产生的热量,将物料进行冶炼、焙烧、烧结、熔化、加热。不同的原材料及制品其烧成曲线也不相同,为了保证产品质量,对风机系统的控制要求如下:
1. 窑炉内的温度控制精度要高,以提高成品率;
2. 系统自动化控制程序要高,以提高生产效率;
3. 系统调速范围宽,响应速度快,以提供可满足不同原材料及制品的烧成曲线。
图1
三、系统方案
根据窑炉风机系统控制的要求,采用三科SKI600通用重载变频器来实现系统的全自动温度控制。即由温度传感器采集窑炉的当前温度,并通过模拟量通道反馈给变频器,然后与设定的温度值做比较,再由变频器的PID控制器改变输出频率以调节风机的转速,进而控制系统风量,以保证系统的温度控制精度及响应性。其系统原理图如下图2所示:
图2
主要设定参数:
四、改造后运行效果
浙江一砖厂需要对四台30kw的窑炉风机做变频改造后,经过一段时间的运行,记录数据证明改造效果显著:
1. 改成温度控制后,控制精度高,风量调节范围宽,系统响应速度快,自动化控制程度高,有效提高了产品质量及生产效率,降低了产品不良率:
2. 节能效果显著,综合效益高,节电率达到40%;
3. 实现了风机系统的平滑软启动,避免了机械和电气冲击,延长了设备的使用寿命;
4. 具有完善的各种保护功能,可靠性高,故障率低,减轻维护人员的工作量。
改造前电耗情况(24小时):
输入电压:380V;
运行电流:63A;
功率:30KW×4台
一天24小时额定运行,日耗电量约为2880度。
改造后排烟风机电机(24小时):
24小时电流约为33~37A,日耗电量约为1700度,
变频改造后风机日耗电量平均节省约为1180度。
每年(按工作10个月计算)
可节省电费1180*10*1元/度=11800元(按工业用电平均电费0.5元计算)
五、结束语
由三科SKI600
重载变频器控制的陶瓷窑炉风机控制系统具有较高的温度控制精度,该系统响应速度快,调节风量范围宽,有效地提高了设备的产品质量和生产效率,显著地节约了能源,减少了维修工作量。该技术已经成功地应用于陶瓷窑炉风机控制系统。