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普传变频器在糖厂中的压榨机改造方案

2011年4月18日

    一、概况

    在我国的制糖行业中，变频器已广泛地应用在风机、水泵等变转矩负载，取得了显著的节能效果。压榨机作为糖厂重要的生产设备，一直采用传统的控制方式定速运行。其实，从生产工艺和节能两方面来分析，对压榨机进行技术改造不但行之有效而且能大副提高企业效益。




    二、生产工艺分析
    众所周知，压榨机出率是影响糖份总收的主要因素之一。若压榨机出率提高1%，则总收回率提高0.88%～0.92%。影响抽出率的因素主要有以下几方面原因：
    1．蔗糖中的纤维分受压后离开榨机出口时又膨胀，此时被压榨的纤维随着自身的膨胀在出口处会吸去已榨出的一部分蔗汁，同时受到机效能的影响，甘蔗中的糖份不可能全部榨出，这就形成了蔗渣中的糖份损失。
    2．蔗料的破碎度及形态是保证首座榨机抽出的前提。甘蔗破碎度好，蔗汁易于压出，渗效果提高。
    3．降低蔗渣水分是提高抽出的保证。
    4．保证从撕解机输送过来的蔗层厚度均匀对提高抽出率非常重要。如果蔗层过厚，压榨不彻底，使蔗渣造成浪费；如果蔗层过薄，压不干蔗层，蔗渣水分过高，影响抽出率。
    5．在榨季后期，由于榨辊的磨损越来越严重，导致榨辊的间隙扩大，使抽出率下降。
    综上所述，由于压榨机转速不可调，从撕解机输送过来的蔗层有大约10%的时间厚度会达不到要求，这样会使蔗汁的平均抽出率低于95.4%。抽出率越低说明蔗汁流失越大，从而导致产量变低。如果能对压榨机进行转速调节，当蔗层后度不够时通过降低压榨机电动机转速使蔗层达到正常厚度后再进行压榨，这样压榨会比较充分，平均抽出率将可提高0.2%以上，同时由于转速降低，电流下降从而达到节能省电的目的。普传变频器正是解决此调速问题的最佳装置。

    三、改造前工况
    在广西某糖厂改造实例：有5台压榨机，技术参数如下：

    序号额定功率额定电流额定转速减速比
    1 320KW 565A 976rpm 1：28.5/1：4
    2 280KW 503A 980rpm 1：30/1：4.17
    3 250KW 451A 980rpm 1：31.5/1：4.17
    4 250KW 451A 980rpm 1：31.5/1：4.17
    5 320KW 565A 976rpm 1：28.5/1：4

    日榨量2700吨计算，榨季为5个月（11月－次年4月），总榨量为40万吨蔗；甘蔗糖份在13.6%～16%之间，取平均值14.5%；抽出率在95.5%～96.2%之间，取平均值95.8%；煮收按86%计算。经过实测每榨1吨甘蔗耗电30度左右。电机方式为频敏电阻启动。

    四、改造方案
    压榨机整改造系统由原电控柜、变频柜和新电控柜组成。其中原电控柜为工频启动柜，变频柜采用普传科技PI7000 320M3变频器，该柜与新增电控柜组成新系统。在控制面板上设有系统选择开关、工变频选择开关、变频送电按钮、电气启动按钮和电流设定按钮。
    1．压榨机自调整改造系统设有：原系统操作、调整、新系统工频启动、新系统变频启动、新系统自动控制。
    2．手动控制：分别为每台电机安装一台变频柜和一个变频转换柜。变频柜的容量比电机容量放大一级，保证系统的安全可靠性。当变频柜出现故障或异常现象时可通过变频柜将系统切换到原来的启动柜，使压榨机能正常连续生产。变频转换柜内还装有交流电抗器，可有效抑制谐波对电网的影响，同时保护变频器不受电网浪涌电压的冲击。
    3．恒电流全自动控制：根据对生产工艺的分析，为了提高抽出率，保证蔗层的厚度是非常重要的，也就是说要使电机的电流的波动范围越小越好。在上述受动系统的基础上增加霍尔传感器检测电机的实际电流，作为变频器的反馈信号，变频器根据反馈信号控制电机转速。如果蔗层过厚，电机的电流变大，变频器将把电机的转速提高，使蔗层尽快被压榨；如果蔗层过薄，电机的电流变小，变频器将把电机的转速降低，以便尽可能将蔗层压榨彻底。这样使电机电流始终在小范围内波动，从而保证蔗层厚度均匀，有助于提高抽出率。
    4．核子秤信号反馈全自动控制：蔗层经过核子秤计量后由输送带送往压榨机进行压榨。核子秤输出0～5V信号给调速器，调速器根据这个信号调节输送带的速度，保证蔗量的均匀。在上述受动控制系统的基础上将核子秤的信号反馈给变频器，变频器将蔗量的多少调节压榨机的转速，核子秤的信号大，表明蔗层厚，变频器将电机的转速升高；核子秤的信号小，表明蔗层薄，变频器将把电机的转速降低，从而保证蔗层厚度均匀，有助于提高抽出率。

    五、改造后的效益分析
    1．抽出率提高：根据测算，平均抽出率可提高0.2%以上，现在保守估计抽出率提高0.1%，按年榨40万吨蔗，糖份14.5%，煮收86%计算：每个榨季多产糖40万吨＊14.5%＊0.1%＊86%=50吨，按2700元/吨糖计：50吨＊2700元/吨=13.5万元。即产量提高，使企业每个榨季多创收13.5万元。
    2．节电：5台榨汁机装机总容量为1420KW，根据测算，改造后每榨1吨甘蔗耗电减少2度，按年榨40万吨蔗计算：每年节电：40万吨＊2度/吨=80万度按0.52元/度计算：80万度＊0.52元/度=41.6万元。
    3．投资回报期：整套系统预算70万左右， 13.5万+41.6万=55.1万，可见整个变频改造系统的投资在一个多榨季即可回收

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